胶体化学课件.docx

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1、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、生物化学等诸学科的交叉与重叠，它已成为这些学科重要的理论基础。胶体化学研究的主要对象是粒子直径d至少在某个方向上在1～1000nm之间的分散系统。把一种或几种物质分散在另一种物质中所构成的系统称为分散系统。被分散的物质称为分散相，一般都是不连续的分散其他物质的物质分散介质，一般都是连续的真溶液，d<1nm分散粒子的大小胶体系统，1nm1000nm分散相以分子形式溶于介质中形成的分散系统是均相系统，称为溶液。被分散的物质不溶于介质时形成的分散系统是多相系统。胶体系

2、统中的分散相可以是一种物质也可以是多种物质可以是由许多原子或分子组成的粒子也可以是大分子胶体体系的分类（1）溶胶这是一类高度分散的多相系统，分散相不能溶于分散介质中，有很大相界面，热力学不稳定。（2）高分子溶液高分子是以分子形式溶于介质中，分散相与分散介质之间没有相界面，热力学稳定。（3）缔合胶体(胶体电解质)分散相是由表面活性剂缔合形成的胶束。热力学稳定。胶体系统与小分子真溶液的比较真溶液胶体透明可透明或不透明不发生光散射可发生光散射溶质扩散速率块胶体粒子扩散速率慢溶质和溶剂均可透过半透膜胶体粒子不能透过半透膜有较高的渗透压热力学稳定系统有些是热力学不稳定系统有些是

3、热力学稳定系统悬浮液乳状液粗分散系统泡沫粉尘热力学不稳定系统胶体→憎液溶胶高分子溶液→亲液溶胶表12.0.1分散系统按聚集状态分类分散介质分散相名称实例气液气溶胶雾固烟、尘气泡沫肥皂泡沫液液乳状液牛奶、含水原油固液溶胶悬浮体泥浆、油墨气固态泡沫泡沫塑料固液固态乳状液珍珠、蛋白石固固态悬浮体合金、有色玻璃§12.1胶体系统的制备粗分散体系分散法胶体体系凝聚法分子分散体系大变小小变大>1000nm1000~1nm<1nm研磨法气流粉碎法物理凝聚法化学反应法电弧法蒸过气饱凝和聚法法1.分散法胶体磨气流粉碎机电弧法2.凝聚法物理凝聚法如汞蒸汽通入冷水中——汞溶胶；再如硫磺—乙

4、醇溶液逐滴加入水中——硫磺水溶胶。化学凝聚法1.分散法(1)胶体磨转速约每分钟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。1.分散法(2)气流粉碎机（喷射磨）1.分散法(3)电弧法电弧法主要用于制备金、银、铂等金属溶胶。制备过程包括先分散后凝聚两个过程。将金属做成两个电极，浸在水中，盛水的盘子放在冷浴中。在水中加入少量NaOH作为稳定剂。制备时在两电极上施加100V左右的直流电，调节电极之间的距离，使之发生电火花

5、，这时表面金属蒸发，是分散过程，接着金属蒸气立即被水冷却而凝聚为胶粒。2.凝聚法（1）物理凝聚法将蒸气状态的物质或溶解状态的物质凝聚为胶体状态的方法。①蒸气凝聚法在管3中获得钠的苯溶胶2.凝聚法（1）物理凝聚法②过饱和法－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，而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，可得硫的水溶胶。化学凝聚法：利用生成不溶性物质的化学反应，控制析晶过程，使其停留在胶核尺度的阶段，而得到溶胶的方法，称为化学凝聚法。Fe

6、Cl3(稀溶液)滴入沸水中可制得Fe(OH)3溶胶。FeCl3+3H2O→Fe(OH)3+3HCl过量的FeCl3同时又起到稳定剂的作用，Fe(OH)3的微小晶体选择性地吸附Fe3+，可形成带正电荷的胶体粒子。又在As2O3的饱和水溶液中，缓慢地通入H2S气体，即可生成淡黄色的As2S3溶胶As2O3+3H2O→2H3AsO32H3AsO3+3H2S→As2S3+6H2OH2S溶于水解离产生的HS−1为其稳定剂，胶体粒子带负电荷3.溶胶的净化渗析法(常用)：利用半透膜将溶胶与纯分散介质分开，由于膜内外电解质浓度差使溶胶中电解质及其它小分子向介质中迁移而达到净化的目的。

7、在外电场的作用下，可加速正、负离子定向运动速度，从而加快渗析速度，这种方法称为电渗析。3.溶胶的净化（1）渗析法简单渗析将需要净化的溶胶放在羊皮纸或动物膀胱等半透膜制成的容器内，膜外放纯溶剂。利用浓差因素，多余的电解质离子不断向膜外渗透，经常更换溶剂，就可以净化半透膜容器内的溶胶。如将装有溶胶的半透膜容器不断旋转，可以加快渗析速度。（2）电渗析法§12.2胶体系统的光学性质胶体的光学性质，是其高度的分散性和多相的不均匀性特点的反映。通过对光学性质的研究，不仅可以帮助我们理解胶体系统的一些光学性质，还可以帮助我们研究胶体粒子的大小、形状及其运动的规律。