胶体与表面化学(5)

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1、第四章胶体化学§4.1分散系统(dispersedsystem)把一种或几种物质分散在另一种物质中就构成分散体系。其中：被分散的物质称为分散相(dispersedphase)；另一种物质称为分散介质(dispersingmedium)。如：盐水、糖水、牛奶、云层等。分散相与分散介质分散体系分类分子分散体系<10-9m白酒胶体分散体系1~1000nm金溶胶粗分散体系>1000nm黄河水按分散相粒子的大小分类：1.分子分散体系分散相与分散介质以分子或离子形式彼此混溶，没有界面，是均匀的单相，分子半径大小在10-9m以下。通常把这种体系称为真溶液，如CuSO4溶液。2.胶体分散体系分散相粒

2、子的半径在1nm~100nm之间的体系。目测是均匀的，但实际是多相不均匀体系。也有的将1nm~1000nm之间的粒子归入胶体范畴。3.粗分散体系当分散相粒子大于1000nm,目测是混浊不均匀体系，放置后会沉淀或分层，如黄河水。按分散相和介质聚集状态分类1.液溶胶将液体作为分散介质所形成的溶胶。当分散相为不同状态时，则形成不同的液溶胶：.液-固溶胶如油漆，AgI溶胶.液-液溶胶如牛奶，石油原油等乳状液.液-气溶胶如泡沫按分散相和介质聚集状态分类2.固溶胶将固体作为分散介质所形成的溶胶。当分散相为不同状态时，则形成不同的固溶胶：A.固-固溶胶如:有色玻璃，不完全互溶的合金B.固-液溶胶如

3、:珍珠，某些宝石C.固-气溶胶如:泡沫塑料，沸石分子筛按分散相和介质聚集状态分类3.气溶胶将气体作为分散介质所形成的溶胶。当分散相为固体或液体时，形成气-固或气-液溶胶，但没有气-气溶胶，因为不同的气体混合后是单相均一体系，不属于胶体范围.A.气-固溶胶如:烟，含尘的空气B.气-液溶胶如:雾，云按胶体溶液的稳定性分类1.憎液溶胶半径在1nm~100nm之间的难溶物固体粒子分散在液体介质中，有很大的相界面，易聚沉，是热力学上的不稳定体系。一旦将介质蒸发掉，再加入介质就无法再形成溶胶，是一个不可逆体系，如氢氧化铁溶胶、碘化银溶胶等。这是胶体分散体系中主要研究的内容。按胶体溶液的稳定性分类

4、2.亲液溶胶半径落在胶体粒子范围内的大分子溶解在合适的溶剂中，一旦将溶剂蒸发，大分子化合物凝聚，再加入溶剂，又可形成溶胶，亲液溶胶是热力学上稳定、可逆的体系。憎液溶胶的特性（1）特有的分散程度粒子的大小在10-9~10-7m之间，因而扩散较慢，不能透过半透膜，渗透压低但有较强的动力稳定性和乳光现象。（2）多相不均匀性具有纳米级的粒子是由许多离子或分子聚结而成，结构复杂，有的保持了该难溶盐的原有晶体结构，而且粒子大小不一，与介质之间有明显的相界面，比表面很大。（3）热力学不稳定性因为粒子小，比表面大，表面自由能高，是热力学不稳定体系，有自发降低表面自由能的趋势，即小粒子会自动聚结成大粒

5、子。形成憎液溶胶的必要条件（1）分散相的溶解度要小；（2）还必须有稳定剂存在，否则胶粒易聚结而聚沉。胶体（Colloid）胶体分散相粒子半径在1~100nm的分散体系。溶胶（Sol）：不特别说明，一般指液固溶胶溶胶憎液溶胶（Lyophobicsol）粒子由很多分子组成，热力学不稳定、不可逆体系.大分子溶液（亲液溶胶Lyophilicsol）粒子由即为一个大分子，热力学稳定、可逆体系(1)溶胶：分散相不溶于分散介质，有很大相界面，是热力学不稳定系统。(憎液溶胶)(2)高分子溶液:高分子以分子形式溶于介质，分散相与分散介质间无相界面，是热力学稳定系统。(亲液溶胶)(3)缔合胶体：分散相为

6、表面活性分子缔合形成的胶束，在水中，表面活性剂分子的亲油基团向里，亲水基团向外，分散相与分散介质亲和性良好，是热力学稳定系统。胶体系统§4.2溶胶的制备与净化溶胶的制备（1）分散法1.研磨法2.胶溶法3.超声波分散法4.电弧法（2）凝聚法1.化学凝聚法2.物理凝聚法溶胶的净化（1）渗析法（2）超过滤法为了获得稳定的溶胶，还需满足两个条件：一是分散相在介质中的溶解度要小；二是需要加入第三者作为稳定剂例:更换溶剂法:松香乙醇溶液+水松香水溶胶化学反应法:FeCl3(稀水溶液)+3H2O→Fe(OH)2溶胶+HCl电弧法超声分散法研磨法更换溶剂法化学反应法物理凝聚法溶胶质点大小1nm~1

7、000nm大颗粒质点大小>1mm大变小分散法小分子溶液质点大小<0.1nm小变大凝聚法溶胶的制备--研磨法研磨法是机械粉碎的方法,适用于脆而易碎的物质。主要的机械是胶体磨。胶体磨有两个十分坚硬的磨盘，相互以10,000～20,000r/min的转速方向运动，分散相在磨盘的间隙中受到强大的剪切力而粉碎，并达到胶体颗粒的粒径范围。若分散相为柔韧性的物质，在粉碎前应进行硬化处理，如用液态空气浸泡，硬化之后再粉碎。溶胶的制备--凝聚法1.化学凝聚法通过各种化学反应