6.第三章-胶体溶液和表面现象

液体分子对溶 胶粒子的撞击
粗分散系
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2、光学性质（丁达尔效应）
暗室里，将一束聚焦的光线透过溶胶时，在入射光 的垂直方向，可以看到一条发亮的光柱，该现象称 为丁达尔现象。 凸透镜 Fe(OH)3胶体 光源
光锥
丁达尔效应示意图
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Baidu Nhomakorabea
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溶胶中分散质粒子直径： 1 ～ 100 nm 可见光波长： 400 ～ 700 nm
3）第三只烧杯中溶胶胶团结构为
[(AgI )m • n I- • (n - x ) Na+] x- • x Na+ 胶粒带负电，向阳极移动。
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作业
p57 一
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要掌握
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要掌握 练习： 1. 将20ml 0.1mol / L的AgNO3与10ml 0.1mol / L的KI溶液混合。下列电解质中，对 AgI溶胶聚沉能力最强的是（ ）。 A. NaCl B. CaCl2 C. K2SO4 D. K3[Fe (CN)6] 2. 将10ml 0.1mol / L的AgNO3与20ml 0.1mol / L的KI溶液混合。下列电解质中，对 AgI溶胶聚沉能力最强的是（ ）。 A. NaCl B. CaSO4 C. KBr D. AlCl3
(2) 胶粒带点：溶胶能稳定存在的最重要的原
因是胶粒之间存在静电排斥力，而阻止胶
粒的聚沉。
(3) 水化膜：使胶粒和反离子周围形成溶剂化 膜。
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（二）溶胶的聚沉
定义：分散质粒子合并变大，最后从分散 剂中分离出来的过程称为聚沉或凝结。溶胶聚 沉后外观呈现浑浊。
促使胶体聚沉的方法有： 1、加入电解质，中和胶粒电荷； 2、加入带相反电荷的胶体； 3、长时间加热。 注意：胶体的聚沉是不可逆的。
烷基、苯基等，是非极性部分，溶于油。
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亲油基
亲水基
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肥皂是最常见的表面活性物质，它是硬脂酸的
钠盐。 C17H35--COONa。
亲油基 亲水基
注：表面活性物质在两相间的排列
亲油基 亲水基
如：CH3(CH2)16COONa 乳化剂在水面上定向排列
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[(AgI)m nI (n-x) K ]
胶核 吸附层 胶粒（带负电）
+ x+
xK
扩散层（带正电）
胶团（电中性）
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当KI过量时，胶粒带负电荷 ，胶团结构如下：
[(AgI )m • n I- • (n - x ) K+] x- • x K+
Fe(OH)3溶胶： { [ Fe (OH)3]m • n FeO+ • (n - x) Cl-}x+ • xClAs2S3溶胶：
第三章 胶体溶液与表面现象
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胶体溶液与表面现象
一、溶胶 二、高分子化合物溶液 三、表面现象
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第一节
溶 胶
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一、分散系的分类
分散系
分子或离子分散系 胶体分散系 粗分散系 （真溶液） （溶胶&高分子溶液） （悬浊液&乳浊液） d <1 nm 1< d < 100 nm d > 100 nm
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亲水乳化剂有钾肥皂、钠肥皂、十二烷基磺酸 钠、蛋白质、动物胶等； 亲油乳化剂有钙、镁、锌二价金属肥皂，高级 醇类、石墨、碳黑等。 一般而言，乳化剂亲水性强形成的O /W 稳定；乳化剂亲油性强则形成的W /O稳定。
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水和油所形成的乳浊液的类型，主要取决于 所选用的乳化剂的品种
[（ As2S3 ）m• n HS- • (n -x) H+]x- • x H+ 胶粒带电，胶团不带电 （电中性）
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三、 溶胶的性质
1、动力学性质（布朗运动）
布朗运动
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布朗运动产生的原因： 分散质粒子本身处于不断的热运动中。 分散剂分子对分散质粒子的不断撞击。
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胶体粒子带电的主要原因：
吸附作用 固体吸附剂优先选择吸附与它组成相关的
离子，或者能够在固体表面上形成难电离或难
溶解物质的离子。“相似相吸原理”
例如：Fe(OH)3胶体粒子很容易吸附与它结 构相似的FeO+离子，而带正电荷。 [Fe(OH)3]m· nFeO+
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自测题
【1】由10mL0.05mol· －1的KCl溶液与 L 100mL0.002mol· -1的AgNO3溶液混合制得 L 的AgCl溶胶，若分别用下列电解质使其聚 沉，则聚沉值的大小次序为（ a．AlCl3＜ZnSO4＜KCl b．KCl＜ZnSO4＜AlCl3 c．ZnSO4＜KCl＜AlCl3 ）
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表面活性剂
表面活性物质：溶于水后能显著降低溶液
的表面能（表面张力）的物质称为表面活性剂。
分类： 1、离子型表面活性剂
2、非离子型表面活性剂
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表面活性剂的结构
从分子结构来看，其特点是具有双亲基团
的物质：亲水基：如-OH,-COOH,-NH2,-SO3H
等，是极性部分，溶于水；憎水基(亲油性)如
胶粒（带正电）
胶团
m —— 形成胶核物质的分子数，m通常是一个很大的数值（约103数量级）。 n —— 吸附在胶核表面的电位离子数，n的数值比m要小得多。
x —— 扩散层的反离子数。
(n-x) —— 吸附层的反离子数。
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当KI 过量时： AgNO3 + KI = AgI +KNO3 胶粒带负电，胶团结构如下：
入射光的波长 < 分散介质粒子: 入射光被反射，光线无法通 过，如粗分散系。 入射光的波长 > 分散介质粒子: 入射光发生散射，可见明亮 光柱，如溶胶。 真溶液溶质颗粒太小（<10-9 m）,光的散射极弱，看不到丁达 尔效应。
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3、电学性质——电泳
直流电 电泳管中:
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答：1) 第一只烧杯中AgNO3过量，第二只烧 杯中AgNO3与NaI物质的量相等，第三只烧杯 中NaI过量。因此第一只烧杯和第三只烧杯生 成AgI溶胶，第二只烧杯生成AgI沉淀。 2) 第一只烧杯中溶胶胶团结构为 [(AgI )m • n Ag+ • (n - x ) NO3- ] x＋ • x NO3胶粒带正电，向阴极移动。
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第二节、高分子化合物溶液
1、高分子化合物的分子量可达几百万，长 度可达几百纳米，但截面积只 相当于一个普 通分子大小。 2、是单个分子分散的单相体系，是真溶液， 溶解过程是自动的，也是可逆的，是热力学 的稳定体系。
3、无丁达尔效应因为高分子化合物分子中含 有大量的亲水基团(-OH， -COOH、-NH2 )， 溶剂化作用强，溶质与溶剂间无界面。
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乳浊液
定义： 一种液体分散在另一种不相溶的 液体中形成的体系称为乳浊液。 其中一种液体 通常是水，另一种则称为油（一切不溶于水的 有机液体统称为油。）。液～液粗分散体系。
一、类型:水包油（O/W）：水是分散剂，油 是分散质。如：牛奶 油包水（W/O）：油是分散剂，水是分散质。 如：原油 乳化剂决定乳浊液的类型。
d．KCl＜AlCl3＜ZnSO4
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【2】制备AgI溶胶时，三支烧杯盛有25mL， 0.016mol· －1的AgNO3 溶液，分别加入 L 0.005moL· －1的NaI溶液60mL，80mL和 L
100mL．
1)三种不同加入量的烧杯中各有什么现象?
2) 溶胶中加入直流电压，胶体粒子如何运动?
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FeO+ FeO+ FeO+ FeO+ FeO+ FeO+ FeO+
FeO+ FeO+
FeO+
分散质 [Fe(OH)3]m
FeO+ FeO+ FeO+ FeO+
FeO+ FeO+
FeO+
Fe(OH)3胶核吸附电位离子的示意图
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二、 溶胶的稳定性和聚沉
（一）稳定性
(1)布朗运动：布朗运动使胶粒不沉降。
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高分子化合物对溶胶的保护作用：
保护作用： 例： Fe(OH)3溶胶，加入白明胶（高分子 化合物溶液）后再加电解质不易聚沉。
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第三节、表面现象
表面张力：
液体或固体表面粒子比内部粒子能量高，多出 的这部分能量称为体系的表面能。由于内外受力不 均匀存在着使液面紧缩的力，称为表面张力。
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二、胶团结构
以AgI为例：
AgNO3 + KI = AgI +KNO3
当AgNO3 过量时， 胶粒带正电荷，胶团结构如 下：
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胶团结构表示式为：
[ （AgI )m • n Ag+ • ( n -x ) NO3- ] x+ • x NO3胶核 电位离子 吸附层 反离子 反离子 扩散层
Fe(OH)3溶胶向负
极移动，说明 Fe(OH)3
溶胶中分散质粒子带
正电荷。As2S3向正极
移动， As2S3溶胶中分
散质带负电荷。 电泳管示意图
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电泳： 在电场中，分散质粒子作定向移动，称为电泳。
胶粒带正电荷称为正溶胶,一般金属氢氧化物 的溶胶即为正溶胶。 胶粒带负电荷称为负溶胶,如：土壤、硫化物 、硅酸、金、银、硫等溶胶。
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1g水滴分散成直径2nm的小水滴，总 面积为原来的625万倍，增加的能量可将这 1g水的温度升高50℃。同一体系，其分散 度越大，其表面能越大。 胶体是一种高度分散的多相体系，具 有很大的比表面，因此表面能很大。能量 越高，体系越不稳定，胶体是热力学的不 稳定体系。
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加入电解质聚沉的原因：加入电解质后，吸 附层的反离子增多， 胶粒所带电荷大大减少， 排斥力减弱，使胶粒合并成大颗粒而聚沉。
[ （AgI )m • n Ag+ • ( n -x ) NO3- ] x+
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聚沉能力主要取决于能引起溶胶聚沉的反离子
电荷数（即化合价数），离子带电荷越高，其 聚沉能力越强 一般来说聚沉能力(同种电荷)： 三价离子>>二价离子>>一价离子 如：对于As2S3溶胶（负溶胶）的聚沉能力 AlCl3>CaCl2>NaCl 对于Fe(OH)3溶胶（正溶胶）的聚沉能力 K3[Fe(CN)6] >K2SO4>KCl 要掌握
水
油
： 亲油型乳化剂 油包水（W/O）型乳状液
： 亲水型乳化剂 水包油（O/W）型乳状液
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【课后小结】 电解质的阳离子对负溶胶起聚沉作用，负离 子对正溶胶起聚沉作用。
电解质对溶胶的聚沉能力，主要取决于与胶 粒带相反电荷的离子即反离子的价数，反离 子的价数越高，聚沉能力越强。
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