《胶体化学定稿》ppt课件

《《胶体化学定稿》ppt课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第十二章胶体化学胶体化学是物理化学的一个重要分支。它所研究的领域是化学、物理学、材料科学、生物化学等诸多学科的交叉与重叠，它已成为这些学科的重要基础理论。胶体化学的理论和技术现在已广泛应用于化工、石油开采、催化、涂料、造纸、农药、纺织、食品、化妆品、染料、医药和环境保护等工业部门和技术领域。胶体系统的光学性质胶体系统的动力性质胶体系统的电学性质憎液溶胶的胶团结构憎液溶胶的稳定理论－DLVO理论憎液溶胶的聚沉乳状液§12.1胶体分散系统及其基本性质胶体化学研究的对象是粒子直径至少在某个方向上在1~1000nm之

2、间的分散系统。分散系统：一种或几种物质分散在另一种物质之中所构成的系统；分散相：被分散的物质；分散介质：另一种连续分布的物质真溶液胶体分散系统粗分散系统根据分散相的大小，可分为：胶体系统中的分散相可以是一种物质，也可以是多种物质，可以是由许多原子或分子组成的粒子，也可以是一个大分子。胶体系统通常还可分为三类：1）溶胶—分散相不溶于分散介质，有很大的相界面，很高的界面能，因此是热力学不稳定系统；2）高分子溶液—以分子形式溶于介质，没有相界面，为均相热力学稳定系统；3）缔合胶体—分散相为表面活性剂缔合形成的胶束，分散相与分散介

3、质间有很好的亲和性，也是均相热力学稳定系统。憎液溶胶亲液溶胶液溶胶分散相与分散介质之间有相界面均相，无相界面高分子溶液§12.2胶体系统的光学性质1、Tyndall（丁达尔）效应丁达尔效应：在暗室里，将一束聚集的光投射到胶体系统上，在与入射光垂直的方向上，可观察到一个发亮的光柱，其中并有微粒闪烁。1869年Tyndall发现胶体系统有光散射现象光散射：分子吸收一定波长的光，形成电偶极子，由其振荡向各个方向发射振动频率与入射光频率相同的光。丁达尔效应是由于胶体粒子发生光散射而引起的系统完全均匀：所有散射光相互抵消，看不到散

4、射光；系统不均匀：散射光不会被相互抵消，可看到散射光。胶体系统的丁达尔效应是其高度的分散性和多相不均匀性的反应。但粒子的直径不是越大越容易产生丁达尔效应：当粒子粒径>波长时，发生光的反射；当粒子粒径<波长时，发生光的散射可见光的波长：400~760nm胶体粒子直径：1~1000nm胶体系统可发生光散射丁达尔效应可用来区分胶体溶液小分子真溶液2.Rayleigh公式I：散射光强；I0:入射光强；V：一个粒子的体积；C：单位体积中的粒子数；:入射光波长l:观测距离；n:分散相的折射率；n0：分散介质的折射率；：散射角(

5、观测方向与入射光之间的夹角)；1871年Rayleigh对非导电的、球形粒子的稀溶胶系统，导出了单位体积溶胶的散射强度：由Rayleigh公式可知：1)IV2可用来鉴别小分子真溶液与胶体溶液；如已知n、n0，可测I求粒子大小V。2)I1/4波长越短的光，散射越强。例：用白光照射溶胶，散射光呈蓝色，透射光呈橙红色。3)In可以此来区分胶体溶液高分子溶液分散相与分散介质有相界面，n大均相溶液，n小4)IC可通过光散射来测定溶胶和粗分散系统的浊度同一种溶胶，仅C不同时，有：如已知C1，可求C23.超显微镜与粒子大

6、小的测定用光散射的方法观测单位体积胶体溶液中粒子的数目C弧光观察显微镜置液器物镜缝隙凸透镜凸透镜由此可计算粒子的平均大小：（假设粒子为球形）m:一个胶体粒子的质量：一个粒子的密度B：单位体积中分散相的质量C：分散相粒子的数浓度§12.3胶体系统的动力性质1.Brown运动1827年，英国植物学家Brown在显微镜下观察到悬浮于水中的花粉粒子处于不停息的、无规则的运动之中。此后发现凡线度小于4m的粒子，在分散介质中均呈现这种运动。1905年Einstein用统计和分子运动论的观点，提出Einstein-Brown平均位

7、移公式：(1)x:t时间内粒子的平均位移；r:粒子半径L：阿伏加德罗常数；：分散介质粘度2.扩散在有浓度梯度存在时，物质粒子因热运动而发生宏观上的定向迁移。Fick扩散第一定律：在一定温度下，在浓差作用下，单位时间内向x方向扩散,通过截面积AS的物质的量dn/dt正比于浓度梯度dc/dx与AS的乘积，比例系数D称为扩散系数。c大c小ASD扩散系数单位浓梯下，单位时间通过单位面积的物质的量。单位：m2s-1D可用来衡量扩散速率cx在扩散方向上，dc为-等式右边有-号。粒子越小，扩散系数越大，扩散能力越强。球形粒子，D

8、可由爱因斯坦－斯托克斯方程计算：（2）如分散相粒子大小一致，将(1）,(2)式结合，可得：测x，可求出D由D，、，可求出一个球形胶体粒子的质量：1mol胶体粒子的摩尔质量：3.沉降与沉降平衡多相分散系统中的粒子，因受重力作用而下沉的过程，称为沉降。沉降与扩散为粒子受到的两个相反的作用。沉降扩散分