复旦 物理化学 溶胶的动力性质

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1、第三节溶胶的动力性质第三节溶胶的动力性质热运动扩散，布朗运动重力场重力降沉和平衡离心力场离心降沉和平衡电学性质光学性质动力性质溶胶性质一.Browm运动与Einstein方程Browm运动：溶胶粒子在介质中无规则运动一.Browm运动与Einstein方程Browm运动：溶胶粒子在介质中无规则运动一.Browm运动与Einstein方程Browm运动：溶胶粒子在介质中无规则的运动原因：粒子受各个方向介质分子的撞击撞击的动量不能完全抵消而移动分子热运动的宏观表现。Einstein公式：Brown运动平均位移的计算x其关系：若在时间t内观察布朗运动位移，很容易在显微镜下观

2、察，由此可求得溶胶粒子半径二.扩散和渗透扩散：溶质从高浓度（大）向低浓度（小）移动的现象。结果Gibbs能G，熵S，是自发进行的过程。扩散速度与浓梯关系Fick第一定律mols–1扩散系数面积浓度梯度1．扩散扩散系数与Brown运动平均位移关系：渗透压：半透膜两侧的压差=p2–p1平衡时两侧化学势相等可导出稀溶液的=cRT(c:mol/m3)二.扩散和渗透2．渗透渗透：溶剂通过半透膜（对溶质不通透）向溶质高浓度区移动的现象（对溶剂而言，浓度从高低）溶剂溶液半透膜（只容许溶剂通过）渗透压p1p2渗透压=p2–p1二.扩散和渗透推导：渗透平衡时，溶剂A的化学势相等

3、p1p2=p2–p1A,1=A,2A(T,p1)=A(T,p2)+RTlnxAA(T,p2)–A(T,p1)=–RTlnxAGm–RTln(1–xB)RTxBT不变dG=–SdT+Vdp级数：ln(1–x)–x(当x很小时)nA>>nB二.扩散和渗透nAVm=nBRTV=nBRT=cRT粒子扩散力F扩=cRT或d=RTdc每个粒子贡献的渗透力F渗=－F扩Addx高浓度二.扩散和渗透例金溶胶浓度为2gdm3，介质粘度为0.00lPas。已知胶粒半径为1.3nm，金的密度为19.3103kgm3。计算金溶胶在25C时(1)扩散系数，

4、(2)布朗运动移动0.5mm的时间，(3)渗透压。解(1)扩散系数(2)二.扩散和渗透例金溶胶浓度为2gdm3，介质粘度为0.00lPas。已知胶粒半径为1.3nm，金的密度为19.3103kgm3。计算金溶胶在25C时(1)扩散系数，(2)布朗运动移动0.5mm的时间，(3)渗透压。解(1)(2)(3)将浓度2gdm3转换为体积摩尔浓度，molm-3=cRT=0.018708.314298=46.34Pa三.重力沉降与沉降平衡溶胶粒子在外力场定向移动称沉降沉降粒子浓集扩散粒子分散粒子小，力场小扩散粒子大或力场大沉降扩散－沉降相当平衡沉降

5、与扩散是两个相对抗的运动两者对抗有三种形态三.重力沉降与沉降平衡1.重力沉降重力场：不强的力场，粗分散系（>10–4m）可有明显沉降平衡力：F沉=F阻F沉=F重–F浮=Vg–V0gF沉F阻F阻=6rv6rv沉降速度沉降分析法，测v求粒径r(2)落球式粘度计，测v求应用三.重力沉降与沉降平衡2.沉降平衡如果粒径不太大时平衡力：F沉=F扩平衡浓度：F沉F扩三.重力沉降与沉降平衡2.沉降平衡平衡浓度：此式表明相同粒度r，h，c相同高度h，r，c2/c1小粒h1h2大粒h1c1h2c2三.重力沉降与沉降平衡例293K，介质密度0＝103kg·m3，粒子密度＝21

6、03kg·m3，溶液粘度＝103Pas。计算r=107m粒子下沉0.01m所需的时间和平衡时粒子浓度降低一半的高度。t=128hh=6.83105m解接下节