《胶体的制备及性质》PPT课件

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1、§12.7胶体系统的制备和性质12.7.1胶体系统的制备●原理胶体分散度大于粗分散系统，小于真溶液。胶体制备总体可分为将粗分散系统分散，或将溶液中的溶质凝聚两种方法分散法凝聚法粗分散系统胶体系统分子分散系统>100nm大变小100~1nm小变大<1nm1．分散法(1)胶体磨(2)气流粉碎机(又称喷射磨)(3)电弧法8/3/202112.凝聚法(1)物理凝聚法(2)化学凝聚法　例，TiCl4（aq）+2H2O(g)==TiO2(s)+4HCl(aq)3．溶胶的净化——目的　除去过量电解质，提高溶胶的稳定性——方

2、法渗析法。原理：胶体粒子不能透过半透膜，电解质可透过。外电场作用下，可加速正、负离子定向渗透的速度，称电渗析8/3/2021212.7.2胶体系统的光学性质1．丁达尔(Tyndall)效应——现象暗室里，一束光投射到胶体系统，在与入射光垂直的方向上，可观察到一个发亮的光锥，称丁达尔效应——原因分析光束投射到分散系统，可发生吸收、反射、散射或透过。入射光频率与分子固有频率相同，吸收；光束与系统无生任何作用，透过；入射光波长小于分散粒子尺寸，反射；入射光波长大于分散相粒子尺寸，散射。可见光波长400nm~760nm，

3、大于胶体粒子尺寸(1nm~100nm)，散射散射光又称乳光。乳光的强度，可用雷利公式计算2．雷利公式1871(Rayleigh)●形式8/3/20213式中，I0及为入射光强度及波长；V为单个粒子体积；C为单位体积粒子数；n及n0为分散相及介质折射率；为观察方向与入射光方向夹角；L为观察者与散射中心距离●讨论(1)IV2鉴别分散系统种类(2)I1/4白光照溶胶，入射光垂直方向呈淡蓝色，透过光橙红色(3)分散相与介质的折射率相差愈大，散射光愈强。区别高分子溶液与溶胶。纯气、液态物质的乳光主要由于密度的涨落

4、(4)IC散射光强度与粒子的数浓度成正比。I1／I2=C1／C2，浊度计和超显微镜的原理8/3/2021412.7.3胶体系统的动力性质1．布朗运动1827年，Brown——现象线度小于4×10-6m的粒子，在分散介质中皆呈现永不停止、杂乱无章的运动，称布朗运动——成因分散介质分子热运动不停撞击分散相的粒子的结果——意义　引起扩散；证明了分子运动论的正确性2．扩散有浓度梯度时，粒子因热运动发生宏观定向迁移现象，称为扩散(diffusion)。对胶体系统，分散相的粒子总是由浓度较高处向浓度较低处扩散3．沉降与沉降

5、平衡8/3/20215——定义粒子受重力作用下沉的过程称为沉降(sedimentation)。胶体分散相粒子受两种不同作用力：一是沉降：在重力场的作用下沉至底部；二是布朗运动产生的扩散：力图使粒子趋于均匀分布。扩散速率等于沉降速率，系统达沉降平衡——贝林(Perrin)公式　粒子浓度随高度而变化的分布定律式中，C1及C2为高度h1和h2截面粒子浓度；及0为粒子及介质的密度；M为粒子的摩尔质量；R为摩尔气体常数；g为重力加速度。应用　不受粒子形状限制，要求粒子大小相等。对多级分散，可分别计算大小不等粒子的分布

6、。分散系统常含大小不等粒子，平衡时粒子愈大，浓度梯度也愈大。注意　沉降与扩散速率皆很慢，要达沉降平衡，需很长时间8/3/2021612.7.4胶体系统的电学性质1.电动现象（electrokineticphenomena）（1）电泳(electrophoresis)在外电场的作用下，胶体粒子在分散介质中定向移动的现象实验证明，胶粒电泳速度与离子移动速度几乎有相等的数量级。胶粒质量为离子的1000倍，胶粒所带电量相当多（2）电渗(electro-osmosis)在外电场的作用下，分散介质朝着与粒子相反方向运动的现

7、象●公式　亥姆霍兹：带电粒子电泳或电渗速度u与电势梯度E关系式中r及分别为分质的介电常数及粘度，为电势差，称动电势或电势。粒子表面带正电，为正，反之为负8/3/20217●沉降电势和流动电势　带电胶粒或液体快速移动时，两端产生的电势差，称为沉降电势和流动电势●电动（动电）现象电泳、电渗、沉降电势、流动电势统称电动现象2.胶粒带电的原因（1）离子吸附　规律：组成胶核的离子（或能与胶核组成离子形成不溶物的离子）被优先吸附。例，AgNO3与KI反应制备AgI溶胶，AgNO3过量，胶粒优先吸附Ag+带正电；KI

8、过量时，带负电（2）电离作用　固体可电离基团可在介质中电离带电。例硅溶胶带负电SiO2十H2O==H2SiO3==HSiO3-十H+==SiO32-十2H+（3）晶格取代　粘土A13+或Si4+部分被Mg2+或Ca2+取代带负电8/3/20218作业P639　　13,148/3/202193.扩散双电层理论●平板双电层理论简介1879年，亥姆霍兹(Helmholtz)●扩