第十二章 胶体化学

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1、第十二章胶体化学7/15/20211§12.1胶体系统的制备§12.2胶体系统的光学性质§12.3胶体系统的动力性质§12.4溶胶系统的电学性质§12.5溶胶的稳定与聚沉§12.6悬浮液§12.7乳状液§12.8泡沫7/15/20212§12.9气溶胶§12.10高分子化合物溶液的渗透压和粘度§12.11高分子溶液的盐析胶凝作用与凝胶的溶胀7/15/20213概论分散系统：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；胶体是一种分散系统7/15/20214真溶液（d<1nm)(

2、氢原子半径0.05nm)胶体系统（1nm103nm)分散系统7/15/20215(1)溶胶：分散相不溶于分散介质，有很大相界面，是热力学不稳定系统。(憎液溶胶)(2)高分子溶液:高分子以分子形式溶于介质，分散相与分散介质间无相界面，是热力学稳定系统。(亲液溶胶)(3)缔合胶体：分散相为表面活性分子缔合形成的胶束，在水中，表面活性剂分子的亲油基团向里，亲水基团向外，分散相与分散介质亲和性良好，是热力学稳定系统。胶体系统7/15/20216憎液溶胶:分散相与分散介质之间有相界面溶胶亲液溶胶:均相，无相界面

3、高分子溶液7/15/20217高度分散的多相性和热力学不稳定性是胶体系统的主要特点7/15/20218光学性质动力性质热力学稳定性真溶液透明，无（微弱）光散射溶质扩散速度快，与溶剂均可透过半透膜；热力学稳定系统。胶体系统透明或不透明，均可发生光散射；胶粒扩散速度慢，不能透过半透膜；不稳；稳；稳；粗分散系统光反射；同胶体。热力学不稳定系统；7/15/202197/15/202110§12.1胶体系统的制备：粗分散系统(d>1000nm)分子分散系统(d<1nm)胶体系统(1

4、)胶体磨；（2）气流粉碎机；（3）电弧法；2.凝聚法：(1)物理凝聚法：a.蒸气凝聚法；例：固态苯与钠,在真空下气化,到冷却的器壁上冷凝。b.过饱和法：改变溶剂法；例:硫的酒精溶液倒入水中，形成硫在水中的溶胶冷却法：用冰骤冷苯在水中的饱和溶液，得到苯在水中的溶胶7/15/202112(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。所谓控制析晶过程，系指采用有利于大量形成晶核，减缓于晶体生长的条件，例：采用较大的过饱和浓度，较低的操作温度。例：在不断搅拌条件下，将FeCl3稀溶液，滴入沸

5、腾的水中水解，即可生成棕红色透明的Fe(OH)3溶胶。7/15/2021133.溶胶的净化:常用渗析法，利用胶体粒子不能透过半透膜的特点，分离出溶胶中多余的电解质或其它杂质。一般用羊皮纸，动物膀胱膜，硝酸或醋酸纤维素，等作为半透膜，将溶胶装于膜内，再放入流动的水中，经过一段时间的渗透作用，即可达到净化的目的。若加大渗透面积，适当提高温度，或加外电场，可加速渗透。7/15/202114§12.2胶体系统的光学性质1、Tyndall（丁铎尔）效应1869年Tyndall发现胶体系统有光散射现象丁铎尔效应：在暗室里，将一束聚集的光投射到胶体

6、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。7/15/2021157/15/202116入射光波长<分散粒子尺寸——反射入射光波长>分散粒子尺寸——散射（可见光波长400~760nm；胶粒1~1000nm)入射光频率=分子固有频率——吸收无作用———透过7/15/202117丁铎尔效应是由于胶体粒子发生光散射而引起的丁铎尔效应可用来区分胶体溶液小分子真溶液散射光：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系统完全均匀，所有散射光相互抵销，看不到散射光；系统不均匀

7、，散射光不会被相互抵销，可看到散射光。7/15/2021182.瑞利（Rayleigh）公式1871年，瑞利在假设：1）粒子尺寸远小于入射光的波长，可认为粒子是点光源；2）粒子间的距离较远，各粒子散射光间无相互干涉；3）粒子不导电；基础上，用经典电磁波理论，导出稀薄气溶胶散射光强度计算式。后来推广到稀的液溶胶，当入射光为非偏振光时，，对单位体积液体溶胶的散射光强度I近似为：7/15/202119I：单位体积散射光强度；I0：入射光强度；：入射光波长；V：每个分散相粒子的体积；C：单位体积中的粒子数；n：分散相的折射率；n0：分散介质的

8、折射率；：散射角（观察方向与入射方向夹角）；l：观测距离（观察者与散射中心的距离）。7/15/2021207/15/2021211）IV2：可用来鉴别小分子真溶液与胶体溶液；如已知n、n0，可由测I求粒