吉大物理化学胶体ppt课件.ppt

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1、第九章胶体§9—1胶体系统一、分散系统的分类和胶体的概念胶体研究的对象:高分散系统分散系统：一种物质或几种物质在另一种物质中高度分散形成的系统。被分散的物质:分散质或分散相周围的介质:分散介质或分散剂分散体系分类：按分散质粒度的大小将分散体系分为三大类：溶液胶体粗分散体系粒度质点体系透过性小于10-9m分子或离子溶液能透过滤纸和半透膜10-7~10-9m分子团胶体能透过滤纸不能透过半透膜大于10-7m细粒粗分散体系不能透过滤纸胶体的分类：1.按分散质和分散介质的聚集态分类:分散介质分散质胶体例气体液体固体气溶胶云、雾烟尘液体气体液体固体液溶胶泡沫牛奶金溶胶、水泥固体气

2、体液体固体固溶胶浮石、泡沫玻璃珍珠合金2.分散质与分散介质之间的亲和力(1)憎液溶胶：分散质与分散介质之间结合力很弱，这样的溶胶很不稳定，需加稳定剂后才能存在，一旦聚沉不能恢复溶胶的性质，热力学上是不稳定的。(2)亲液溶胶：分散质与分散介质之间结合力很强，这样的溶胶很稳定，聚沉后再经处理，还能恢复溶胶的性质。二、胶体的制备1.胶体的形成条件（1）分散质难溶于分散介质；（2）分散质的粒度在10-7~10-9m之间（3）需加少量的稳定剂防止聚沉2.制备方法分散法:将粗颗粒的分散质的粒度变小凝聚法:将溶液中的分子,原子,离子聚集成胶团分子分散系统胶体系统粗分散系统分散法凝聚

3、法胶体磨气流粉碎机电弧更换溶剂化学沉淀>10-7m10-7~10-9m<10-9m3.胶体的净化在胶体的制备过程中，常引入杂质和产生过量的电解质，它们影响溶胶的纯度和稳定性，需要除去。利用胶体的性质，分散质不能透过半透膜，可用渗析法进行提纯。胶体放入特定材料制成的半透膜中，将其放在流动水中，这样溶液中的溶剂和溶质分子能通过，但胶体粒子不能通过。为了提高渗析速率，外加电场，这种外加电场的渗析又叫电渗析。§9—2胶体的性质一、丁达尔效应（光学性质）在暗室中，如果让一束聚集光通过胶体，在入射光的垂直方向可以看到一个发光的圆锥体，这种现象是1869年英国的物理学家丁达尔发现的

4、，故称丁达尔效应。其他分散体系也会产生一点散射光，但远不如溶胶显著。Tyndall效应实际上已成为判别溶胶与分子溶液的最简便的方法。可见光的波长为4~7.6×10-7m入射光→粗分散体系→反射光入射光→→胶体散射光因为分散质粒度的直径大于入射光的波长时，光投射到粒子上起反射作用，如粗分散体系粒子的直径大于10-7m.粒子的直径小于入射光的波长，光波绕过粒子向各个方向传播，产生散射光。散射光的强度A:入射光的振幅:入射光的波长v:单位体积中的粒子数V:每个粒子的体积n!,n2:分散质和分散介质的折射率瑞利公式散射光的强度与粒子体积的平方成正比（I∝V2）。散射光的强度与

5、入射光波长的4次方成反比丁达尔效应可以区分溶液、溶胶、粗分散体系。二、布朗运动（动力学性质）1872年，植物学家布朗在显微镜下面看到悬浮在水中的花粉做永不停息的无规则运动，后来称此现象为布朗运动。悬浮在水中的质点之所以能不断的运动，是因为它周围的介质分子处于不断地热运动状态，而这些分子不断地撞击悬浮的质点，若质点过大，每秒钟受撞击的次数多，可达几百万次，碰撞互相抵消，合力为零。布朗运动不明显。质点粒度在胶体范围内，受到撞击的次数比大质点少，来自各个方向的碰撞力不能完全抵消，这个原因导致胶体的质点发生不断改变方向的运动。布朗运动是溶胶质点特有的热运动运动性质:溶液是单个

6、分子自身的热运动（主动）溶胶是受到来自各个方向不平衡力的碰撞引起的运动（被动）布朗运动导致两种结果：1.起伏现象：微观上体系任何部位的密度随时间变化，体系是不均匀的2.扩散性质：质点总是从浓度大的部位向浓度小的部位扩散，宏观上浓度趋于一致布朗运动是胶体体系具有动力学稳定性的原因之一，由于布朗运动的存在，胶粒不会停止在某一个固定的位置上，这样胶粒不会因自身的重力而聚沉。三、胶体的电学性质溶胶是一个高分散的非均相体系，分散质与分散介质之间存在明显的界面产生电势差的原因:外电场的作用产生电势差固、液两相发生相对运动固、液两相发生相对运动外力的作用产生电势差1.电动现象（1）

7、电泳电泳：外电场的作用下，分散质在分散介质中作定向运动的现象。将Fe(OH)3红棕色溶胶放入U形管中，上部分为了保证通路加入了HCl，通电前U形管中两液面水平，通电后向阴极移动，U形管中阴极一侧的液面上升，阳极一侧的液面下降，这个实验说明Fe(OH)3胶粒带正电。如果将溶胶换成As2S3由于带负电，通电后阴极一侧下降，阳极一侧上升。根据单位时间上升的距离计算出电泳的速度与两极的电势差、胶粒所带电荷成正比，与分散介质的黏度和胶粒的体积成反比。（2）电渗电渗：在外电场作用下，分散介质或分散剂通过多孔膜而定向运动的现象。实验装置：（小气泡运动）由于溶胶中分