胶体与表面化学知识点整理

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1、第一章胶体的制备和性质一、什么是胶体？1.胶体体系的重要特点之一是具有很大的表面积。通常规定胶体颗粒的大小为1-100nm（直径）2.胶体是物质以一定分散程度存在的一种特殊状态，而不是一种特殊物质，不是物质的本性。胶体化学研究对象是溶胶（也称憎液溶胶）和高分子溶液（也称亲液溶胶）。气溶胶：云雾，青烟、高空灰尘液溶胶：泡沫，乳状液，金溶胶、墨汁、牙膏固溶胶：泡沫塑料、沸石、冰淇淋，珍珠、水凝胶、红宝石、合金二、溶胶的制备与净化1.溶胶制备的一般条件：（1）分散相在介质中的溶解度必须极小（2）必须有稳定剂存在2.胶体的制备方法：（1）分散法：研磨法：用机械粉碎的方法将固

2、体磨细（产品细度1-74μm）胶溶法（解胶法）：仅仅是将新鲜的凝聚胶粒重新分散在介质中形成溶胶，并加入适当的稳定剂。（目前制备纳米材料和超微细粉的方法）超声波分散法：让分散介质动起来。主要用来制备乳状液（即分散介质是液体的体系）。好处是不与溶液接触。④电弧法：用于制备金属水溶胶。金溶胶多用于美容。（2）凝聚法：化学凝聚法物理凝聚法：A、更换溶剂法（溶解度是减小的）：利用物质在不同容剂中的溶解度的显著差别，制备溶胶，而且两种溶剂要能完全互溶。（与萃取区别）B、蒸汽骤冷法：制备碱金属的苯溶胶。3.溶胶的净化：简单渗析法，电渗析，超过滤法三．溶胶的运动性质1.扩散：胶粒从

3、高浓度向低浓度迁移的现象，此过程为自发过程根本原因在于存在化学位。，此为Fick第一扩散定律，式中dm/dt表示单位时间通过截面A扩散的物质数量，D为扩散系数，单位为m2/s，D越大，质点的扩散能力越大。扩散系数与质点在介质中运动时阻力系数之间的关系为：（为阿伏加德罗常数；R为气体常数）若颗粒为球形，阻力系数=6（式中，为介质的黏度，为质点的半径）故，此式即为Einstein第一扩散公式浓度梯度越大，质点扩散越快；就质点而言，半径越小，扩散能力越强，扩散速度越快。2.布朗运动：粒子越小布朗运动越激烈，其运动激烈的程度不随时间而变，但随温度变化。本质：分散介质的分子热

4、运动。现象：分子处于不停的无规则运动中半径大于5μm时布朗运动消失。11由于布朗运动是无规则的，因此就单个粒子而言，它们向各方向运动的几率是相等的。在浓度高的区域，单位体积的粒子较周围多，造成该区域“出多进少”，使浓度降低，这就表现为扩散。扩散是布朗运动的宏观表现，而布朗运动是扩散的微观基础Einstein认为，粒子的平均位移与粒子半径、介质黏度、温度和位移时间t之间的关系：，此式常称为Einstein-Brown位移方程。式中是在观察时间t内粒子沿x轴方向的平均位移；r为胶粒的半径；为介质的粘度；为阿伏加德罗常数。利用此公式可以求粒子的半径，进而可以求粒子的摩尔质

5、量。3.沉降溶胶是高度分散体系，胶粒一方面受到重力吸引而下降，另一方面由于布朗运动促使浓度趋于均一。当这两种效应相反的力相等时，粒子的分布达到平衡，粒子的浓度随高度不同有一定的梯度，这种平衡称为沉降平衡。高度分布定律三、溶胶的光学性质1.光散射（1）丁达尔效应：以一束强光射入溶胶后，在入射光的垂直方向可以看到一道明亮的光带，被称为丁达尔效应11光本质是电磁波，当光波作用到介质中小于光波波长的粒子上时，粒子中的电子被迫振动（其振动频率与入射光波的频率相同）,成为二次波源，向各个方向发射电磁波，这就是散射光波也就是我们看到的散射光。丁达尔效应可以认为是胶粒对光的散射作用

6、的宏观表现。溶胶是多项不均匀体系，在胶粒和介质分子上产生的散射光不能完全抵消，因而能观察到散射现象。（2）Rayleigh散射定律c为单位体积中质点数，v为单个粒子的体积（其线性大小应远小于入射光波长），为入射光波长，n1、n2分别为分散介质和分散相的折射率①散射光强度与入射光波长的四次方成反比。入射光波长愈短，散射愈显著。所以可见光中，蓝、紫色光散射作用强。②分散相与分散介质的折射率相差愈显著，则散射作用亦愈显著。若n1=n2则无散射现象③散射光强度与单位体积中的粒子数成正比。④散射光强度与粒子体积的平方成正比。在低分子溶液中，散射光极弱，因此利用丁道尔现象可以鉴

7、别溶胶和真溶液。四．溶胶的电学性质和胶团结构1.电动现象及其应用（1）电泳：带电胶粒或大分子在外加电场作用下向带相反电荷的电极作定向移动的现象称为电泳。（在不规则部件镀膜，多用于汽车行业）（2）电渗析：在外加电场的作用下，带电的介质通过多孔膜或半径为1-10nm的毛细管作定向移动。外加电解质对电渗速度影响显著，随着电解质浓度的增加，电渗速度降低，甚至会改变电渗的方向。电渗应用：溶胶的净化，海水淡化，泥炭和燃料的干燥。（3）沉降电势：在无外加电场作用下，若使分散相粒子在分散介质中迅速沉降时，使底层与表面层的粒子浓度悬殊，从而产生电势差，这就是沉降电势。这种现象是电