胶体的制备和性质物理化学

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1、胶体与界面化学ColloidandInterfaceChemistry南京大学出版社：物理化学2胶体的制备和性质2.1胶体的制备和净化胶体颗粒的大小在1~100nm之间，故原则上可由分子或离子凝聚而成胶体，也可由大块物质分散成胶体。用第一种方法制备胶体称凝聚法；用第二种方法制备胶体称分散法。2.1胶体的制备和净化一、胶体制备的一般条件1、分散相在介质中的溶解度须极小硫在乙醇中的溶解度较大，能形成真溶液。但硫在水中的溶解度极小，故以硫磺的乙醇溶液滴加入水中，便可获得硫磺水溶胶。分散相在介质中有极小的溶解度，是形成溶胶的必要条件之一。此外，还要具备反应

2、物浓度很稀、生成的难溶物晶粒很小而又无长大条件时才能得到胶体。2.1胶体的制备和净化2、必须有稳定剂存在分散过程中颗粒的比表面积增大，故体系的表面能增大，体系是热力学不稳定的。如欲制得稳定的溶胶，必须加入第三种物质，即所谓的稳定剂。制造白色油漆，是将白色颜料(分散相)等在油料(分散介质)中研磨，同时加入表面活性剂作稳定剂来完成的。用凝聚法制备胶体，同样需要有稳定剂存在，只是在这种情况下稳定剂不一定是外加的，往往是反应物本身或生成的某种产物。2.1胶体的制备和净化二、胶体制备的方法1．分散法分散法有机械分散、电分散、超声波分散和胶溶等各种方法。根据制

3、备对象和对分散程度的不同要求，可选用不同类型的机械设备。2.1胶体的制备和净化机械分散：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。工业上常用的粉碎设备有气流磨、高速机械冲击式粉碎机、搅拌磨、振动磨、转筒式球磨、胶体磨等。在粉碎过程中，随着粉碎时间的延长，颗粒比表面积增大，颗粒团聚的趋势增强，除了添加分散剂（助磨剂）外，重要的是要及时地分出合格颗粒的产品，提高粉碎效率。一般在分散工艺中设置高效率的精细分级设备。2.1胶体的制备和净化盘式胶体磨转速约每分

4、钟1万∼2万转。A为空心转轴，与C盘相连，向一个方向旋转，B盘向另一方向旋转。分散相、分散介质和稳定剂从空心轴A处加入，从C盘与B盘的狭缝中飞出，用两盘之间的应切力将固体粉碎，可得1000nm左右的粒子。2.1胶体的制备和净化胶溶法胶溶法是将新生成的沉淀中加入适量的电解质，或置于某一温度下，使沉淀重新分散在介质中形成溶胶。这种方法一般用在化学凝聚法制溶胶时，为了将多余的电解质离子去掉，先将胶粒过滤，洗涤，然后尽快分散在含有胶溶剂的介质中，形成溶胶。如在一定比例的氯化铝和氯化镁混合溶液中加入稀氨水，形成混合金属氧化物沉淀，经多次洗涤以控制氯离子的浓度

5、，然后置于80℃下恒温，凝胶逐渐形成正电荷溶胶。如在新生成的Fe(OH)3沉淀中，加入适量的FeCl3，可制成Fe(OH)3溶胶。2.1胶体的制备和净化超声分散法在分散及乳化方面应用较广。将分散相和分散介质两种不混溶的液体放在样品管4中，样品管固定在变压器油浴中。在两个电极上通入高频电流，使电极中间的石英片发生机械振荡，使管中的分散相均匀地分散，形成分散体系。2.1胶体的制备和净化电分散法主要用于制备金、银、铂等金属溶胶。制备过程包括先分散后凝聚两个过程。以金属为电极，通以直流电（电流为5~10A，电压40~100V），使产生电弧，在电弧的作用下，

6、电极表面的金属气化，遇水冷却而成胶粒，水中加入少量的碱可形成稳定的溶胶。2.1胶体的制备和净化2、凝聚法用物理或化学方法使分子或离子聚集成胶体粒子的方法叫凝聚法。凝聚法原则上形成分子分散的过饱和溶液，然后从此溶液中沉淀出胶体分散度大小的物质。按照过饱和溶液的形成过程，凝聚法又可分为化学法和物理法两大类2.1胶体的制备和净化物理凝聚法更换溶剂法：利用物质在不同溶剂中溶解度的显著差别来制备溶胶，且两种溶剂要能完全互溶。例1.松香易溶于乙醇而难溶于水，将松香的乙醇溶液滴入水中可制备松香的水溶胶。例2.将硫的丙酮溶液滴入90℃左右的热水中，丙酮蒸发后，可得

7、硫的水溶胶。2.1胶体的制备和净化更换溶剂法2.1胶体的制备和净化蒸气骤冷法例如，将汞的蒸气通入冷水中就可以得到汞的水溶胶。罗金斯基等人利用左边的装置，制备碱金属的苯溶胶。先将体系抽真空，然后适当加热管2和管4，使钠和苯的蒸气同时在管5外壁凝聚。除去管5中的液氮，凝聚在外壁的混合蒸气融化，在管3中获得钠的苯溶胶。2.1胶体的制备和净化化学凝聚法通过各种化学反应使生成物呈过饱和状态，使初生成的难溶物微粒结合成胶粒，在少量稳定剂存在下形成溶胶，这种稳定剂一般是某一过量的反应物。2.1胶体的制备和净化A.复分解反应制硫化砷溶胶2H3AsO3（稀）+3H2

8、S→As2S3（溶胶）+6H2OB.水解反应制氢氧化铁溶胶FeCl3（稀）+3H2O（热）→Fe(OH)3（溶胶）+3HC