基础化学第五章胶体解剖.ppt

第五章 胶体 Colloid 内容提要 胶体分散系 分散系的分类 胶体分散系 溶胶 溶胶的基本性质 胶团结构及溶胶的稳定性 气溶胶 内容提要 高分子溶液 高分子化合物的结构特点及其溶液的形成 聚电解质溶液 高分子溶液稳定性的破坏 高分子溶液的渗透压和膜平衡 凝胶 表面活性剂和乳状液 表面活性剂 缔合胶体 乳状液 教学基本要求 了解分散系、分散度的概念。熟悉胶体分散系的特点。 掌握溶胶的基本性质和胶团结构。熟悉溶胶的稳定因素及聚沉作用。 了解高分子溶液与溶胶的区别。熟悉高分子溶液的稳定性与破坏条件。了解高分子溶液的形成特点 熟悉表面活性剂的结构特点及其在溶液中的状态。了解两种类型的乳状液、乳化作用。 第一节 胶体分散系 一、分散系的分类 分散系dispersed system ：一种或数种物质分散在另一种物质中所形成的系统 分散相dispersed phase ：被分散的物质 分散介质dispersion medium ：容纳分散相的连续介质 相 phase ：指体系中物理性质和化学性质完全相同 的均匀部分 界面interface ：相与相之间的接触面 第一节 胶体分散系 第一节 胶体分散系 二、胶体分散系 胶体分散系包括溶胶、高分子溶液和缔合胶体三类。 胶体的分散相的粒子的大小为1~100 nm，可以是一些小分子、离子或原子的聚集体，也可以是单个的大分子。分散介质可以是液体、气体，或是固体。 第一节 胶体分散系 一些胶体的例子 第一节 胶体分散系 二、胶体分散系 分散度—分散相在分散介质中分散的程度，分散度常用比表面来表示。 比表面 —单位体积物质所具有的表面积 S0 = S/V 实例：当 r = 0.62cm的水滴分散成 r = 10-7cm 时，S0增加7个数量级，总面积自由能亦增加7个数量级。 第一节 胶体分散系 二、胶体分散系 表面能——表面层分子比内部分子多出一部分能量，称为表面能。 第一节 胶体分散系 二、胶体分散系 表面能 液体有自动缩小表面积的趋势。小的液滴聚集变大，可以缩小表面积，降低表面能。表面积减小过程是自发过程。 这个结论对固体物质同样适用。高度分散的溶胶比表面大，所以表面能也大，它们有自动聚积成大颗粒而减少表面积的趋势，称为聚结不稳定性。 第二节 溶胶 溶胶的基本性质 溶胶的胶粒是由数目巨大的原子（或分子、离子）构成的聚集体。 直径为1～100nm的胶粒分散在分散介质中。 基本特性： 多相性、高度分散性、聚法不稳定性 第二节 溶胶 溶胶的基本性质 溶胶的光学性质—Tyndall Effect 上：溶液 下：溶胶 第二节 溶胶 Tyndall现象产生的原因 当分散粒直径＜入射光波长，光波可绕过粒子前进且迫使粒子振动：二次波源向各方发射散射光。 特性 散射光强度与单位体积内胶粒数成正比； 散射光强度与胶粒体积成正比； 散射光强度与波长成反比； 分散相与分散介质折射率的差愈大，散射光愈强。 第二节 溶胶 溶胶的基本性质 溶胶的动力学性质 Brown Movement—由于介质分子的热运动不断地撞击着胶体粒子所引起的现象。 第二节 溶胶 Brown运动产生原因： 处于热运动状态的介质分子不断撞击胶粒。 某一瞬间胶粒受到各方撞击力不均，向合力方向移动。 第二节 溶胶 溶胶的基本性质 扩散和沉降平衡 扩散：胶粒存在浓度差时，胶粒将从浓度大的区域向浓度小的区域移动的现象称扩散。 沉降：密度＞分散介质的胶粒，在重力作用下下沉而与流体分离的过程称沉降。 第二节 溶胶 沉降平衡： 当沉降速度=扩散速度 系统达平衡，形成一个浓度梯度，此状态称沉降平衡。 第二节 溶胶 溶胶的电学性质 电泳 在外电场作用下，带电胶粒在介质中定向移动的现象称电泳。 第二节 溶胶 溶胶的电学性质 电渗 在外电场作用下，液体介质通过多孔膜向其所带电荷相反的电极方向定向移动的现象。 第二节 溶胶 胶团结构及溶胶的稳定性 胶粒带电原因 胶核界面的选择性吸附 例如：制备氢氧化铁溶胶 FeCl3+3H2O→Fe(OH)3+3HCl 溶液中部分Fe(OH)3与HCl作用， Fe(OH)3+HCl→FeOCl+2H2O FeOCl→FeO++Cl- 第二节 溶胶 胶团结构及溶胶的稳定性 胶粒带电原因 胶核表面分子的离解 例如：硅胶的胶核由xSiO2.yH2O分子组成，表面的H2SiO3分子可以离解。 H2SiO3 HSiO3-+H+ HSiO3- SiO32-+H+ 第二节 溶胶 胶粒的双电层结构 胶团结构：例如，氢氧化铁溶胶 {[Fe(OH)3]m·nFeO+·(n-x)Cl-}x+·xCl- 胶核 吸附层 扩散