胶体化学1天大第五版课件.ppt

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1、胶体化学(1)第十二章胶体化学是物理化学的一个重要分支。它所研究的领域是化学、物理学、材料科学、生物化学等诸多学科的交叉与重叠，它已成为这些学科的重要基础理论。胶体化学的理论和技术现在已广泛应用于化工、石油开采、催化、涂料、造纸、农药、纺织、食品、化妆品、染料、医药和环境保护等工业部门和技术领域。胶体化学主要研究对象是多相分散系统分散系统：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4根据分散相粒子的大小，分散系统可分为：真溶液d<1nm胶体分散系统11000nm悬浮液乳状液

2、泡沫粉尘溶胶高分子溶液缔合胶体各类分散系统性质、实例见下表：5类型分散相粒子直径分散相性质实例真溶液分子溶液离子溶液等d<1nm小分子离子原子均相，热力学稳定系统，扩散快、能透过半透膜，形成真溶液氯化钠或蔗糖的水溶液。混合气体等胶体分散系统溶胶1cmc

3、粗分散乳状液泡沫悬浮液d>1000nm粗颗粒多相，热力学不稳定系统，扩散慢、不能透过半透膜或滤纸，形成悬浮液或乳状液浑浊泥水，牛奶，豆浆等分散系统分类（按分散相粒子大小）也可依据分散相和分散介质聚集状态的不同分类：分散介质分散相名称实例气液固气溶胶云，雾，喷雾烟，粉尘液气液固泡沫乳状液液溶胶或悬浮液肥皂泡沫牛奶，含水原油金溶胶，油墨，泥浆固气液固固溶胶泡沫塑料珍珠，蛋白石有色玻璃，某些合金§12-1溶胶的制备聚集法小变大分散法大变小粗分散系统胶体系统分子分散系统d>1000nm1

4、）（3）电弧法—用于制备贵金属的水溶胶82.凝结法将蒸气状态的物质或溶解状态的物质凝聚为胶体状态①蒸气凝聚法②过饱和法（1）物理凝聚法蒸气凝聚法示意图1—被抽空容器2、4—盛有溶剂的和需要分散的物质容器3—盛溶胶是容器5—液态空气冷凝器9（2）化学凝聚法利用生成不溶性物质的化学反应，通过控制析晶过程得到溶胶的方法Fe(OH)3溶胶：FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HClAs2S3溶胶：As2O3+3H2O2H3AsO32H3AsO3+3H2SAs2S3+6H2O过量的FeCl3为稳定剂，胶粒带正电荷HS－为稳定剂，胶粒带负电荷10§12-2

5、溶胶的光学性质1、丁铎尔效应在暗室里，将一束聚集的光投射到溶胶上，在与入射光垂直的方向上，可观察到一个发亮的光锥——1869年Tyndall发现光散射：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。丁达尔效应是由于胶体粒子发生光散射而引起的系统完全均匀：所有散射光相互抵消，看不到散射光；系统不均匀：散射光不会被相互抵消，可看到散射光。溶胶的丁铎尔效应是其高度分散性和多相不均匀性的反映但粒子的直径不是越大越容易产生丁铎尔效应：当粒子粒径>波长时，发生光的反射；当粒子粒径<波长时，发生光的散射可见光的波长：400~760

6、nm溶胶粒子直径：1~1000nm溶胶可发生光散射丁铎尔效应可用来区分溶胶小分子真溶液2.Rayleigh公式I：散射光强；I0:入射光强；V：单个粒子的体积；C：单位体积中的粒子数；：入射光波长l:观测距离；n:分散相的折射率；n0：分散介质的折射率；：散射角(观测方向与入射光之间的夹角)；1871年Rayleigh对非导电的、球形粒子的稀溶胶系统，导出了单位体积溶胶的散射强度：由Rayleigh公式可知：1)IV2可用来鉴别小分子真溶液与溶胶系统；如已知n、n0，可测I求粒子大小V。2)I1/4波长越短的光，散射越强。例：用白光照射溶胶，散射光

7、呈蓝色，透射光呈橙红色3)In可以此来区分溶胶系统高分子溶液分散相与介质有相界面，n大均相溶液，n小4)IC可通过光散射来测定溶胶和粗分散系统的浊度同一种溶胶，仅C不同时，有：如已知C1，可求C23．超显微镜与粒子大小的近似测定超显微镜是根据丁铎尔效应，用来观察溶胶粒子的存在和运动的一种显微镜——研究胶体化学的一种重要仪器。与普通显微镜差别：1）垂直于入射光的方向上（即入射光侧面）观察普通显微镜在入射光的反方向观察时，受透射光的干扰看不到散射光2）用强光源（常用弧光）照射3）黑暗的视野下观察注：在超显微镜下看到的并非粒子本身的大小，而是其散射光，而

8、散射光的影像要比胶粒的投影大数倍之多溶胶粒子平均大小