物理化学天大五版课件12章

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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。它所研究的领域化学、物理学、材料科学、生物化学等诸学科的交叉与重叠，它已成为这些学科重要的理论基础。胶体化学主要研究的是粒子的直径至少在某个方向上在1～1000nm之间的分散系统。一、分散系统所谓分散系统，是一种或几种物质分散在另一种物质中所构成的系统。如牛奶中奶油液滴分散在水中，颜料分散在有机液体中形成油漆等等。通常把被分散的物质称为分散相，起分散作用的物质叫分散介质。分散系统可分为均相分散系统和非均相分散系统（多相系统）。均相分散系统是分散相以分子形式溶于介质中所形成的分散系统。非均相分散系统

2、是被分散的物质不溶于介质时所形成的分散系统。1根据分散相粒子的大小，分散系统可分为：真溶液d<1nm溶胶胶体分散系统11000nm乳状液泡沫粉尘各类分散系统性质、实例见下表：分散系统分类（按分散相粒子大小）类型分散相粒子分散相性质实例直径真分子溶液d<1nm小分子均相，热力学稳定系统，氯化钠或蔗糖溶离子溶液等离子扩散快、能透过半透膜，的水溶液。混液原子形成真溶液合气体等溶胶1

3、000nm高（大）均相，热力学稳定系统，聚乙烯醇水溶分分子扩散慢、不能透过半透液散膜，成真溶液系统缔合胶体1cmc粗乳状液d>1000nm粗颗粒多相，热力学不稳定系浑浊泥水，牛分泡沫统，扩散慢、不能透过奶，豆浆等散悬浮液半透膜或滤纸，形成悬浮液或乳状液42二、胶体体系的分类按分散相的组成特点来分：（1）溶胶这是一类高度分散的多相系统，分散相不能溶于分散介质中，有很大相界面，热力学不稳定。（2）高分子溶液高分子是以分子形式溶于介质中，分散相与分散介质之间没有相界面

4、，热力学稳定。（3）缔合胶体(胶体电解质)分散相是由表面活性剂缔合形成的胶束。热力学稳定。分散系统按聚集状态分类分散介质分散相名称实例液雾气气溶胶固烟、尘气泡沫肥皂泡沫液液乳状液牛奶、含水原油固液溶胶悬浮液泥浆、油墨气泡沫塑料固液固溶胶珍珠、黑磷(P-Hg)固合金3按分散相和分散介质之间的亲和力的大小划分：憎液溶胶：普通胶体，溶胶中的分散相和分散介质之间的亲和力较弱，分散相和分散介质之间有相界面存在，为热力学不稳定系统。亲液溶胶：高分子溶液，分散相以分子形式溶解，分散相和分散介质之间的亲和力较强，没有相界面，是热力学稳定系统。粗分散系统一般包括悬浮液、

5、乳状液、泡沫和粉尘等。粗分散系统中分散相的粒子大于胶体粒子，也是高分散度的系统，有很大的相界面，很高的界面能，因此也是热力学不稳定的系统。由于粗分散系统的很多性质与胶体系统类似，故也属于胶体化学的范畴。4§12.1胶体系统的制备分子分散系统小变大胶体系统大变小粗分散系统<1nm凝聚法1nm~1000nm分散法大小>1000nm1.分散法（1）胶体磨法用机械粉碎的方法将固体磨细。这种方法适用于脆而易碎的物质，对于柔韧性的物质必须先硬化后再粉碎。例如，将废轮胎粉碎，先用液氮处理，硬化后再研磨。胶体磨的形式很多，其分散能力因构造和转速的不同而不同。（2）气流

6、粉碎机（又称喷射磨）（3）电弧法把制溶胶的金属做成两个电极，浸在水中，发生电弧使金属汽化，被水冷却成胶粒。制备时在两电极上施加100V左右的直流电，调节电极之间的距离，使之发生电火花，这时表面金属蒸发，是分散过程，接着金属蒸气立即被水冷却而凝聚为胶粒。52.凝聚法（1）物理凝聚法A.蒸气骤冷法将汞的蒸气通入冷水中就可以得到汞的水溶胶。B.过饱和法利用物质在不同溶剂中溶解度的显著差别来制备溶胶，而且两种溶剂要能完全互溶。例1.取少量的硫溶于酒精后倾入水中，由于溶剂改变，硫在水中的溶解度变小而生成白色浑浊的硫溶胶例2.将硫的丙酮溶液滴入90℃左右的热水中，

7、丙酮蒸发后，可得硫的水溶胶。（2）化学凝聚法利用生成不溶性物质的化学反应，控制析晶过程，使其停留在胶核尺度的阶段，而得到溶胶的方法。所谓控制析晶过程，系指采用有利于大量形成晶核，减缓晶体长大的速率的条件，例：采用较大的过饱和浓度，较低的操作温度。水解反应制氢氧化铁溶胶FeCl3（稀）+3H2O（热）→Fe(OH)3（溶胶）+3HCl63.溶胶的净化在溶胶制备过程中，常加入某些电解质以增加溶胶的稳定性。而反应产生的过量的电解质或其它杂质，对溶胶的稳定性不利，则需将它们除去，此即为溶胶的净化。净化胶体常用的方法有两种渗析法将待纯化的胶体装入只允许较小的离子

8、通过而不允许胶体粒子通过的半透膜袋中，浸入相应的干净的分散剂中，不断将原胶体中的杂质去除。一般