《胶体分散系统》ppt课件

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1、第八章胶体分散系统Chapter8Colloid一种或几种物质高度分散在另一种物质中所形成的系统称为分散系（dispersesystem）被分散的物质称为分散相（dispersedphase）容纳分散相的物质称为分散介质（dispersionmedium）分散系概念分散系均相分散系非均相分散系小分子、离子溶液高分子溶液胶体粗分散系广义的胶体分散系，是胶体化学的研究对象。第一节溶胶的分类和基本特性分散相分散介质分散系名称实例气空气液气气溶胶雾固烟、尘气泡沫液液液溶胶牛奶、原油固浑浊的河水、油漆气泡沫塑料、面包液固固溶胶珍珠固合金、有色玻璃胶体的基本特性1.高分散性2

2、.多相性3.聚结不稳定性第二节溶胶的制备与净化（1）将大块物体粉碎，使之到胶体范围，称为分散法（2）使小的分子、离子凝聚成胶体分散相，称为凝聚法。一、溶胶的制备用化学凝聚法制备的溶胶通常含有分子、离子等杂质，过量的电解质会影响溶胶的稳定性，需要净化除去。常用的溶胶净化方法有两种：渗析（dialysis）（包括电渗析）和超滤（ultrafiltration）。二、溶胶的净化三、均匀分散胶体在严格控制的条件下有可能制备出粒子形状相同、尺寸相差不大的胶体，称为均匀分散胶体。制备时需满足的条件：在极短的时间内迅速生成大量晶核，之后确保晶核同步长大。重要应用：（1）验证基本

3、理论；（2）理想的标准材料；（3）新材料；（4）催化剂性能的改变；（5）制造特种陶瓷。四、纳米粒子和纳米技术第三节溶胶的动力性质在显微镜下观察到的胶体粒子在介质中的无规则的运动称为布朗运动。Brown运动Brown运动的实际路径虽然杂乱无章，但在一定时间内，粒子移动的平均投影位移却具有一定的数值。=式中，为时间t内粒子在x轴方向的平均位移；η为介质的粘度；L为Avogadro常数；T为绝对温度；R为气体常数。溶胶粒子在介质中由高浓度区自发地向低浓度区迁移的现象称为扩散（diffusion）。扩散=–DA式中，dn/dt为在一定的浓度梯度dC/dx下，单位时间内粒子

4、通过截面积A的物质的量。比例系数D称为扩散系数（diffusioncoefficient。Einstein推导了粒子在t时间内的平均位移与扩散系数D之间的关系式：D=悬浮在介质中的固体颗粒下降，而与介质分离的过程称为沉降（sedimentation）。沉降与沉降平衡重力沉降速率F重=F浮=F沉=F重–F浮=F阻=6πηrV6πηrV当=时，V=重力沉降平衡与高度分布C=C0•exp[πr3（ρ–ρ0）gh]=exp[πr3（ρ–ρ0）g（h2–h1）第四节溶胶的光学性质光的散射——Tyndall现象Tyndall现象是由于溶胶粒子对光的散射引起的。Rayleigh

5、散射公式I=I0式中I、I0分别为散射光和入射光的强度，n、n0分别为分散相和分散介质的折射率，λ为入射光的波长，V为单个粒子的体积，υ为单位体积内的粒子数。超显微镜测定粒子大小第五节溶胶的电学性质（1）电泳一、溶胶的电动现象（2）电渗（3）流动电势在外力作用下，液体沿着固体表面流动时，会产生一个电势，称为流动电势。（4）沉降电势在外力作用下，带电粒子相对于液体介质运动时产生的电势称为沉降电势。动电现象电泳、电渗、流动电势和沉降电势统称为动电现象。二、溶胶粒子表面电荷的来源（一）电离（二）吸附（三）同晶置换（四）摩擦带电三、胶粒的双电层结构从粒子表面到本体溶液之间

6、存在着三种电势：（1）从粒子表面到本体溶液之间的电势称为表面电势或热力学电势。（2）从斯特恩平面到本体溶液之间的电势称为斯特恩电势；（3）从粒子的滑动界面到本体溶液之间的电势称为电动电势或ζ电势（zetapotential）。ζ电势只是斯特恩电势的一部分。一般情况下，表面电势与溶液中的外加电解质无关，而ζ电势却对外加电解质十分敏感。某些高价反离子或大的反离子由于吸附性能很强而大量进入吸附层，牢牢地贴近在固体表面，可以使斯特恩层结构发生明显改变，甚至导致斯特恩电势和ζ电势改变符号；同样，某些同号大离子也可因其强烈的范德华引力而进入吸附层，使斯特恩电势电势增大，甚至使

7、其高于表面电势。某些高价反离子或同号大离子对双电层的影响四、胶团结构[（AgI）m•nAg+•（n–x）NO3―]x+•xNO3―[（AgI）m•nI―•（n–x）K+]x―•xK+五、电泳测定ζ=ζ=第六节胶体的稳定性和聚沉作用溶胶的稳定性1.动力稳定性溶胶粒子具有强烈的Brown运动，以至胶粒可以不因重力而下沉。2.胶粒带电的稳定作用在胶粒的周围存在着反离子的扩散层，使每个胶粒周围形成了离子氛。当胶粒相互靠近到一定程度时，扩散层会相互重叠，产生静电斥力，保持了胶体的稳定性。因此，胶粒具有足够大的ζ电势是溶胶稳定的主要原因。3.溶剂化的稳定性胶团中的离子都是溶剂

8、化的；若溶