无机化学 胶体溶液.ppt

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1、第三章胶体溶液和表面现象学习目标掌握溶胶、高分子溶液的性质及应用了解表面张力与表面能的概念掌握表面活性物质的基本性质及应用熟悉溶胶的稳定性和聚沉、凝胶的形成及性质一、溶胶第一节胶体溶液溶胶的分散相粒子由许多分子聚集而成，其高度分散在不相溶的介质中形成溶胶。溶胶不是一类特殊的物质，是物质存在的一种特殊状态，如NaCl易溶于水，难溶于苯，它分散在水中是真溶液，而分散在苯中则成为溶胶。按分散介质不同，可分为液溶胶（如氢氧化铁溶胶）、气溶胶（如烟、雾等）和固溶胶（如有色玻璃），通常所说溶胶指液溶胶。将FeCl3溶液滴入沸水，FeCl3水解可形成红棕色透明的

2、Fe(OH)3溶胶制备分散法凝聚法将粗大的颗粒粉碎（或分散）成细小的胶粒使分子或离子聚集成胶粒物理凝聚法化学凝聚法通过化学反应使其生成物呈过饱和状态，然后形成溶胶溶胶的许多性质都与其分散质高度分散和多相共存的特点有关。1869年Tyndall发现，在暗室中，将一束强光照射到胶体时，在与光速垂直的方向上可以观察到一条发亮的光柱，这就是丁达尔(Tyndall)效应。(1)光学性质——丁达尔效应1.溶胶的性质有时候在清晨茂密的树林中，我们也常常可以看到从枝叶间透过的一道道光柱，这也是丁达尔现象。这是因为云、雾、烟尘也是胶体，只是这些胶体的分散剂是空气，分

3、散质是微小的尘埃或液滴。在背光阴影的地方，画面会显得十分幽暗。梦幻、复古、森女是现在大多年轻女生喜爱的拍照风格，森女像是从森林里走出的女孩，喜欢民族服饰，喜欢清新简单的生活。利用唯美的丁达尔效应，可在森林里拍摄出治愈系梦幻森女风格的照片哦。当光线射入粗分散系时，主要发生反射现象，光线无法透过，可观察到体系呈现浑浊不透明；当光线射入溶胶时，发生散射现象，在光线的垂直方向可观察到一条明亮的的光柱；当光线射入真溶液，光几乎全部透过，整个溶液是透明的。Tyndall效应是溶胶的特征，可用来区分三类分散系。在超显微镜下观察溶胶时，可看到胶体粒子不断地上下往来

4、作不规则运动，这种运动称为Brown运动。Brown运动实质上是溶胶粒子本身热运动和分散介质对它不断撞击的总结果。(2)动力学性质A.布朗运动胶粒越小、温度越高、介质黏度越低，Brown运动越激烈。Brown运动使胶粒具有一定能量，可以克服重力的影响，使胶粒稳定不易发生沉降。胶粒由于存在Brown运动，能自发从高浓度的区域自动向低浓度区域扩散，最后体系达到浓度均匀。如果把盛有溶胶的半透膜放入分散介质中，则胶粒不能通过半透膜。利用胶粒不能通过半透膜，而小离子、小分子能透过半透膜的性质，可把胶体溶液中混有的电解质的分子或离子分离出来，使胶体溶液净化，这

5、种方法称为透析或渗析。渗析法可用于中草药中有效成分的分离提取：在中草药浸取液中，常利用植物蛋白、淀粉等不能透过半透膜的性质而将其除去；中草药注射剂常由于存在微量的胶体状态杂质，在放置中变浑浊，应用渗析法可改变其澄明度；人工肾能帮助肾功能衰竭的患者去除血液中的毒素和水分。+-漏斗电极在溶胶内插入两个电极接通直流电源后，可观察到胶体粒子的定向移动。这种在外电场作用下，分散质粒子在分散剂中的定向移动称为电泳。(3)电学性质Fe(OH)3溶胶，带正电U形管Fe(OH)3溶胶的电泳现象+++++++++++++++++–电泳通过电泳实验，可以证明胶粒是带电的

6、，电泳的方向可以判断胶粒所带电荷的种类。大多数金属氧化物和金属氢氧化物胶粒带正电，称为正溶胶；大多数金属硫化物、金属以及土壤所形成的溶胶则带负电，称为负溶胶。2.溶胶粒子带电的原因(1)吸附作用例如：Fe(OH)3胶体粒子很容易吸附与它结构相似的FeO+离子，而带正电荷。[Fe(OH)3]m·nFeO+溶胶是高度分散的多相体系，分散质有巨大的表面积，所以有强烈的吸附作用。固体胶粒表面选择吸附了分散剂中的某种离子，从而使胶粒表面带有电荷。分散质[Fe(OH)3]mFeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+

7、FeO+Fe(OH)3胶核吸附电位离子的示意图(2)解离作用胶粒与溶液中的分散剂接触时，表面分子发生解离，有一种离子进入溶液，而使胶粒带电。例如，硅酸溶胶的胶粒是由很多硅酸分子(xSiO2·yH2O)缩合而成，胶粒表面的H2SiO3分子发生解离，使硅胶粒子带负电。胶核是胶体的核心，为固相，具有很大的表面积和表面能，能选择性吸附与其组成有关的离子其余的反离子则分散在溶液中，形成扩散层，胶粒和扩散层的整体称为胶团由于胶粒中反离子数比电位离子数少，故胶粒所带电荷与电位离子符号相同电位离子使胶核表面带电3.胶团结构以Fe(OH)3溶胶为例{[Fe(OH)3

8、]m·nFeO+·(n-x)Cl-}x+·xCl-胶核电位离子反离子反离子吸附层胶粒胶团吸附层和扩散层的整体称为扩散双电层