【物理化学Ⅱ】(25)- 胶体

《【物理化学Ⅱ】(25)- 胶体》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、物理化学(Ⅱ)PHYSICALCHEMISTRY(24)第十二章胶体化学简介Introductionofcolloidchemistry12.1分散系统和胶体(dispersedsystemandcolloid)一种或多种物质分散在另一种物质中所构成的系统称为分散系统。前者称为分散相，后者称为分散介质。分散系统的分类：分散系统均相分散系统(溶液、气体混合物）多相分散系统粗分散系统(d>10-7m)胶体(10-7m>d>10-9m)胶体溶胶（sol)大分子溶液(亲液溶胶）（憎液溶胶）憎液溶胶的基本特征：高度的分散性，多相性，热力学不稳定性1

2、2.2溶胶的动力性质Dynamicpropertiesofsol1.布朗运动(Brownianmotion,1827)胶体粒子由于分散介质分子的撞击而引起的不规则运动。vEinstein方程(球形粒子运动公式)X:时间t内粒子沿x方向移动的平均距离r:粒子的半径η:分散介质的粘度L:Avogadro常数2.扩散(Diffusion)由于布朗运动的存在,当溶胶中的胶粒存在浓度梯度时,就会发生扩散.Fick’sfirstlawdm/dt:扩散速率(单位时间通过某一截面的胶粒的质量)D:扩散系数(单位浓度梯度下在单位时间内通过单位面积截面的胶粒

3、的质量)A:胶粒扩散通过截面的面积dc/dx:在x方向上的浓度梯度Fick’sSecondlaw(适用于球形粒子)3.沉降与沉降平衡(sedimentationandsedimentationequilibrium)当溶胶中粒子的密度大于分散介质的密度时,在重力作用下,就会发生沉降.从而产生由下而上的浓度梯度fwfd当作用于粒子上的重力fw与扩散力fd相等时,溶胶的浓度梯度不再随时间而变,称系统达到了沉降平衡。fwh1h2溶胶中的粒子在高度h处的重力势能r：粒子半径ρ粒子，ρ介质：分别为粒子和介质的密度Boltzmann分布定律：溶胶粒子

4、随高度的分布公式在粗分散系统中,当扩散力不足以抗衡重力时,粒子将发生沉降。当沉降速率达一定值时，重力与阻力相等，此时沉降速率为：应用：①落球式粘度计②沉降分析扭力天平wt4.渗透压n:溶胶中所含胶粒的摩尔数。V:溶胶的体积①一般溶胶的渗透压②大分子溶液的渗透压Virial方程B2、B3virial系数。c：kg/m3π/c对c作图，由截距可得分子量M（或数均分子量）③聚电解质的渗透压-Donnan平衡天然的生物聚合体大多是聚电解质PXz→Pz++zX-P-(c1)Cl-(c2)Na+(zc1)Na+(c2)P-(c1)Cl-(c2-x)N

5、a+(zc1+x)Na+(c2-x)Cl-(x)内（膜）外渗透平衡时为了保持电中性c：蛋白质浓度gml-1M:蛋白质分子量y：膜内Na+的浓度12.3胶体的电学性质Electricpropertiesofcolloid1.电动现象(1)电泳(electrophoresis)(+)(-)在外加电场作用下，胶体粒子在分散介质中定向移动的现象称为电泳(2)电渗(electro-osmosis)粘土(+)(-)在外加电场作用下，分散介质的定向移动现象称为电渗。在外加电场作用下，分散相和分散介质的相对移动现象统称为电动现象。2.胶粒的带电特征(1)

6、吸附由于胶粒颗粒度小,具有巨大的表面能,因此有吸附分散介质中的离子,以降低其表面能的趋势。FajansRule具有与胶粒化学组成相同的离子优先被吸附。例：AgNO3+KI→AgI+KNO3若AgNO3过量，则AgI胶粒吸附Ag＋而带正电若KI过量，则AgI胶粒吸附I－而带负电。(2)电离SiO2溶胶表面水解SiO2＋H2O→H2SiO3若溶液显酸性H2SiO3→HSiO2++OH-OH－进入溶液，而使胶粒带正电若溶液显碱性H2SiO3→HSiO3++H＋H＋进入溶液，而使胶粒带负电3.胶粒的双电层结构Helmholtz平板电容器理论+++

7、+++______φGouy－Chapman扩散双电层模型＋＋＋＋＋＋＋++__________紧密层扩散层φζ电势Stern扩散双电层模型＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－－－－－反号离子溶剂分子扩散层紧密层（Stern层）滑移界面（Stern面）φζ扩散双电层模型胶粒表面吸附离子反号离子紧密层扩散层(离子和溶剂化分子）ζ电势：胶粒表面滑移界面处的电势。胶粒表面热力学电势φ和电动电势（ζ电势）的区别：①发生在不同的部位；②大小不同，一般情况下ζ电势只是热力学电势的一部分，其绝对值小于φ。③φ只取决于被吸附的离子和溶胶中的反号离子的活

8、度,而ζ电势的值还与溶胶中外加电解质有关。当溶胶中有外加电解质存在时，可使紧密层中反粒子浓度增加，扩散层变薄，ζ电势的绝对值减小，甚至变为零或相反的值。④胶粒的电泳速率与ζ电势的关系：ε：分散