第12章胶体化学

A为空心转轴，与C盘相连，向一个方向旋转，B盘向另一方向旋转。分散相、 分散介质和稳定剂从空心轴A处加入，从C盘与B盘的狭缝中飞出，用两盘之间的应 切力将固体粉碎，可得1000 nm左右的粒子。分为湿法和干法。
（2） 超声波分散 超声波是频率大雨16，000HZ的弹性波利用这种高频率液可使分散相均匀分散， 常制备乳状液和溶胶。 （3） 电弧法 制备金属的水溶胶。电弧产生高温，使金属气化，再使气化的金属原子冷却而 凝聚，从而形成溶胶。电弧法主要用于制备金、银、铂等金属溶胶。制备过程包括
胶体的特性 胶体是高度分散的多相系统 A.高度分散性是胶体的一个只要特性；B.多相不均匀性是胶体的第二特性；热 力学不稳定是胶体的第二特性。这三个特性决定了胶体的其他性质。人们研究胶体 的形成,稳定和破坏,都是从这三个基本特性出发。 另外,由于胶体是高度分散的多相系统,其身的性质受粒子大小,形状及表面性质, 粒子与溶液间的相互作用,粒子与溶液间的相互作用等因素的影响,通常不能象物化 的某些分支那样精确处理,过去只是以对胶体现象的描述及做定性解释为主.
)2 (1
cos2
)I0 分子大小达10-7

10-9m

具有胶体的一些性质 以前把它划入胶体部分 ,事实上,它是分子分散的真溶液,大
分子化合物在适当的截止中可以自动溶解而形成均相溶液.若设法使其沉淀,则当除
去沉淀剂.重加溶剂后大分子化合物又可以自动再分散,因而它是热力学上稳定,可逆
的系统。
分散系统是将一种或集中物质分散在另一种物质中所构成的系统 。其中，被分 散的物质称为分散相；另一种物质称为分散介质。根据分散相粒子的大小,将分散系 分为三类: 溶液、 胶体系统、粗分散系统。 ①溶液 分散相物质呈分子,原子或离子状态均匀地分散在另一种均匀相物质中,这样 的分散系统称为容易,也称为真溶液.其中，分散相—溶质；分散介质-溶剂。 A.溶质粒子半径小,小于10-9 ,溶质和溶液之间无相界面存在,为一均相系统 B.溶质扩散速度快 C.能透过半透膜 D.溶质粒子只能在电子显微镜观察 ②胶体分散系统
由于被分散物和分散介质之间的亲和能力很强 ,所以过去被称为亲液溶液,但它
与憎液溶胶有本质上的区别.胶体所研究的对象就是憎液溶胶.高度分散的多相系
统.
胶体的分类
系统 真溶液 胶体系统 粗分散系统
分散系统的分类及特征
分散相粒子 直径 d
系统相态
热力学稳定性
d < 1 nm
均相Байду номын сангаас
稳定
1<d<1000nm 多,均,均 不稳定,稳,稳
A．分散相粒子半径在10-7^10-9 之间,分散相粒子不是耽搁分子,离子或原子,而是有多
个分子,原子或离子组成的.
B.分散相和分散介质颗粒大,扩散速度慢
C.不能透过半透膜
D. 分散相粒子只能在电子显微镜观察
③粗分散系统 A. 粒子半径大雨10-7,为多相系统
B. V 0
C. 不能透过半透膜
D. 普通显微镜甚至肉眼看到分散相粒子的存在
RT
引言 胶体化学及其研究范围
“胶体”这个名词首先是由英国科学家Graham于1961年提出的 。Graham把物质 分为两为两类: 晶体 胶体。然后人经过大量的实验,结果证明任何典型的晶体物质 在适当的条件下,能制得具有上述特性的胶体.胶体实际上只是物质以一定分散程度 存在的一种状态,而不是一类物质 .交替的定义是具有高度分散的分散系统。
d > 1000nm 多相
不稳定
实例
各种分子、原子、离子溶液 如乙醇水溶液、NaCl 水溶液、 空气等 各种溶胶 如 AgI、Al(OH)3 水溶胶等
乳状液、悬浮液、泡沫 如牛奶、豆浆、泥浆等
从表中可以看到胶体化学的重要性,在日常生活和工业生产中常遇到与胶体有关的 问题,有些场合我们希望得到稳定的分散系统,而有些场合却希望有效地破坏.所以对 胶体进行研究有重要的意义.
第12章 胶体化学
重点： 胶体系统的制备，胶体系统的光学性质、动力性质和电学性质，扩散双电层理
论和 ζ 电势的计算，溶胶的稳定与聚沉。 难点：
ζ 电势的含义，DLVO 理论。 重要公式
1．斯莫鲁科夫斯基(Smoluchowski)公式
u

v E


,

v E
2．唐南平衡


zc2
2cc' z2c2 zc 2c'
胶体及其特征 通过对胶体的稳定性和粒子结构的研究发现,分散相粒子在10-7 10-9m的胶体
系统有两类性质不同的分散系统
A. 憎液溶液:由难溶物分散在分散介质中形成,其中分散相粒子是由树木很大的分
子,离子或原子组成,多为多相粒子
B. 亲液溶液
是大分子化合物.
I

9n2v2c 2 2l 2
(
n2 n02 n2 2n02
先分散后凝聚两个过程。 将欲分散的金属做成两个电极，浸在水中。在水中加入少量碱作为稳定剂。 制备时在两电极上施加 100V 左右的直流电，调节电极之间的距离，使之发生
电火花，这时表面金属蒸发，接着金属蒸气立即被水冷却而凝聚为胶粒。
2．凝聚法 ① 物理凝聚 将蒸气状态或溶解状态的物质用物理方法凝聚或胶体。汞蒸气通入冷
§12.1 胶体系统的制备
胶体：将10-7—10-9m的分散相粒子分散到分散介质中，并加入稳定剂就形成
胶体。
分散系统
溶液 胶体 粗分散系统
〈10-9m 10-7—10-9m 〉10-7m
制备胶体有两种方法：分散法和凝聚法。 1.分散法 （1） 机械分散 机械粉碎使颗粒变小，一般加表面活性剂以降低表面能。常用机械有胶体磨、 气流粉碎机。 盘式胶体磨：转速约每分钟5千∼ 1万转。
水得到汞溶胶。改变溶剂使溶解度降低，从而使溶质从溶液中分离出来凝成溶胶： 在松香的究竟溶液中滴加水，使松香溶解度降低，呈胶体大小析出，形成松香的 水溶胶。 蒸气凝聚法：罗金斯基（Roginskii）用此法制备碱金属的苯溶胶。
将汞的蒸气通入冷水中就可以得到汞的水溶胶。4—金属钠，2—苯,5—液氮。 先将体系抽真空，然后适当加热管2和管4，使钠和苯的蒸气同时在管5 外壁凝聚。 停止冷冻，凝聚在外壁的混合蒸气融化，在管3中获得钠的苯溶胶。 ②化学凝聚法 通过化学反映使生成物逐渐由分子分散状态聚集成胶体。生成物一 般是不溶于溶液的物质，同时需要某一物质过量，起稳定剂作用。 FeCl3 3H2O Fe(OH )3 3HCl 将 FeCl3 稀溶液滴入沸腾的水中，不断搅拌，即可生成棕红色的 Fe(OH )3 溶胶。 可 吸附 Fe3 成胶粒。 AgNO3 KCl AgI KNO3 AgNO3 过量 则吸附 Ag ，带正电； KCl 过量 ，则吸附 I ，带负电