10–第十章胶体化学.ppt

第十章 胶体化学 §10.1 分散系统的分类 §10.2 胶体的光学性质和动力学性质 §10.3 溶胶的电学性质和胶团结构 §10.4 溶胶的稳定性和聚沉 §10.5大分子化合物溶液 对溶胶稳定性的影响 §10.6 凝胶 §10.1 分散系统的分类 1. 分散系统——一种或几种物质（作为分散相）分散在另一种物质（作为分散介质）中所形成的系统。 2.分散系统的分类 ⑴按分散相粒子的大小分 3.胶体分散系统 ⑴定义：a=1~100nm的分散系统； ⑵胶体分散系统的基本特性 ①多相，高分散度体系； ②热力学不稳定（比表面大，表面能大）。 4. 胶体化学的研究内容 研究胶体分散系统和粗分散系统的组成和破坏以及它们的物理化学特性。 ★本章主要研究： 胶体分散系统（大分子化合物溶液、溶胶）， 或液溶胶。 §10.2 胶体的光学性质和动力学性质 1.丁达尔效应 在暗室中，让一束光线通过一透明溶液，从垂直于光束的方向观察，可以看到溶胶中显出一浑浊发亮的光柱（乳光）。 原因分析： 可见光波长λ＝400～700nm 粗分散体系aλ可见光 （反射光） 胶体体系 a λ可见光 (散射光） 真溶液 a λ可见光 (透射光） 应用：利用丁达尔效应原理制出了超显微镜。 3.扩散——浓度扩散（高浓→低浓） 溶胶粒子的布朗运动会引起溶胶中分散相粒子的扩散作用。 所谓扩散，是指溶胶粒子从高浓度区向低浓度区定向迁移现象， 扩散的推动力是浓度梯度。即胶粒从高浓度处向低浓度处扩散是自发的。 §10.3 溶胶的电学性质 和胶团结构 1.电动现象：外电场作用下，分散相与分散介质发生相对位移。 电动现象是胶粒带电的最好证明。 ⑴电泳——外电场作用下，分散相粒子移向异电电极； ⑵电渗——外电场作用下，液体介质移动通过多孔介质（而分散相保持不动）。 2. 分散双电层理论 ⑴分散双电层 ①紧密层（吸附层）——包括被固相吸附了的离子和部分反离子（不能流动层，厚度为δ）； ②分散层（扩散层）——反离子层（可流动层，厚度为d -δ ）。 反离子——异电离子（与胶粒表面所吸附的离子所带电荷符号相反的离子）。 见图（10－19）。 ⑵ζ电位——紧密层与分散层之间的滑动面的电位（电动电势）。 ζ电位与电动现象密切相关（只有相对滑动，才能产生ζ电位)。 ζ＝φ－e 式中φ－热力学电位；e——紧密层电位降 ⑶电解质对ζ电位和双电层厚度的影响 加进电解质，其中异电离子产生同性相斥，将溶液中的异电离子挤进紧密层（但δ保持不变），使得分散层厚度↓，故ζ电位↓。（见图8－19） ⑷胶团结构 胶核——构成胶粒的最基本的物质的分子（原子）的聚集体； 胶粒——胶核+紧密层 胶团——胶粒+分散层（整个胶团呈电中性） 例如： 因硝酸银过量（作为稳定剂），胶核表面吸附银离子形成正溶胶，NO3-成为反离子，其胶团结构如图10－20 (a) 所示。 也可用胶团公式表示, 图10－20（ b) 。 图10－20 (c)所示为负溶胶（碘化钾过量）。 ?胶粒的形状（不一定都是球形） §10.4 溶胶的稳定性和聚沉 1.溶胶的稳定性 ⑴动力学稳定性——布朗运动，扩散作用，使胶粒均匀分布不下沉。 ⑵胶粒带电的稳定作用——ζ电位的存在，使胶粒带电，双电层之间存在电性斥力（将阻止两个相邻胶粒的聚结）。 ⑶溶剂化的稳定作用——双电层中的反离子都是水化离子，形成水化层，水化层有定向排列结构，有弹性力，可防止胶粒相互间的碰撞挤压而引起的聚沉。 上述中，后两点尤为重要。 2.溶胶的聚沉 ⑴聚沉速度与电解质浓度的关系 ①聚沉值（c1)——指引起某一溶胶明显地发生聚沉所需外加的最小电解质浓度（和它相对应的ζc称为临界电势）。 ②在c2点，ζ＝0此时聚沉速度达最大。 ?聚沉值与聚沉能力 ⑵反离子起聚沉作用 对正溶胶，负离子起作用；负溶胶，正离子起作用。 ⑶反离子价数越大，聚沉能力越强（聚沉值越小）：例如，对As2S3负溶胶， Al3+, Ca2+,Na+ ⑷价数相同的不同离子，聚沉能力大致相同，但也略有区别： 金属性强，聚沉能力大；（对负溶胶而言） 非金属性强，聚沉能力大。（对正溶胶而言） §10.5大分子化合物溶液 对溶胶稳定性的影响 1.大分子化合物溶液 ⑴定义:a=1~100nm，分子量104的化合物溶液或高聚物。 ⑵分类： ①