胶体与表面化学一讲.ppt

胶体与表面化学  第一章 绪论 一、胶体化学(Colloid Chemistry)的发展简史 ◆渗析实验与“胶体”名词的由来 （1861 英国 胶体化学之父——格雷哈姆提出了胶体的英文名称(colloid)。导致一门有系统性的新学科——胶体化学的建立。） 他在实验中发现形成某些溶液的物质不能透过半透膜，也不能从溶液中结晶出来，他称这种物质为胶体。而将能透过半透膜，溶剂蒸发后能结晶出来的物质称为晶体。现在我们知道，胶体和晶体并不是物质的分类，而是物质的两种不同状态，同一种物质在不同的条件下可以形成胶体，也可以形成晶体。 ◆研究胶体及其相关的表面现象的科学称为胶体化学（colloid chemistry）。 上述实验结果的推断： ◆胶体是一定分散范围内物质存在的一种状态，而不是物质固有的特性。 ◆胶体是高度分散的体系，具有很大的表面积 ◆有扩散慢和不能透过半透膜，推断胶体溶液中的质点不是以小分子而是以大粒子形式分散在介质中 ◆胶体粒子在重力场下不沉降或沉降速度极慢，推断分散质点不会太大，约1nm-1μm 胶体化学的发展简史--------胶体化学是一门古老而又年轻的学科 祖先制造陶器、汉朝利用纤维造纸、后汉发明墨水、豆腐制作等等 古埃及利用木材浸水膨胀来破裂山岩 1777年瑞典化学家做木炭吸附气体的实验 1809年俄国化学家发现土粒的电泳现象 1829年英国植物学家BROWN观察花粉的布朗运动 ★1861年胶体化学作为一门学科，创始人英国科学家Thomas Graham ★1907年 第一本胶体化学专门刊物《胶体化学和工业杂志》创刊；（胶体化学真正作为一门独立学科） 什么是胶体？ 实验：将一把泥土放入水中 正式了解胶体之前要明确几个概念 三、胶体化学与界面化学的相关性 ◆胶体的基本特性： 特有的分散程度、多相性、聚结不稳定性 ◆ 研究物质的界面特性——界面化学 表面张力、表面能、表面现象、表面吸附、单分子膜、表面润湿等 ◆研究一群质点所构成的分散体系的性质 ————胶体化学 动力性质、电性质、光学性、流变性质、胶体的聚结与稳定性等 四、胶体与界面化学研究涉及领域 ★农业 ★生物学与医学 ★日用品的生产与使用 ★轻工业 ★环境科学 ★分析化学 ★材料 ★海洋科学 ★天文与气象学 ★油田开发 一些涉及胶体和表面化学的实例 分析化学中的吸附指示剂、色谱等 物理化学中的成核作用、过饱和、液晶等 生物化学和分子生物学中的电泳、膜现象 蛋白质和核酸等 化学制造中的催化剂、洗涤剂、润滑剂、粘合剂、农药 环境科学中的气溶胶、泡沫、污水处理、 材料科学中陶瓷制品、水泥、涂料等 日用品中的牛奶、豆浆等 石油工业中的油品回收、乳化风 五、胶体化学的应用与发展前景 胶体化学是一门与实际应用密切结合的学科 现代科学仪器的发展为胶体化学的研究提供全新的手段 近代化学和物理的成就促进了胶体化学基础理论问题的探讨 生物物理、生物化学、环境学、地矿学、天文学等领域的研究成就吸取了胶体化学的理论和方法，同时给胶体化学带来了广阔的研究空间 1.利用近代物理或化学理论解决胶体与表面化学中 的基本理论等问题;量子化学研究吸附与催化;分 形理论研究胶粒形貌等 2.现代精密仪器和方法的应用:力学显微镜研究胶粒间的力及表面上分子原子的形态;能谱仪研究分子间的相互作用. 3.胶体与界面化学的方法用于医学、生理、环境、土壤、大气、海洋湖泊等学科 （1）新产品开发：组装分子器件、超细材料 （2）老产品的升级换代：洗涤剂、化妆品、颜料、 复印碳粉等 （3）旧工艺更新：单分散固态胶粒的制造与收集、 采油工艺等 现代胶体科学的研究内容 ——研究对象与研究内容 五、胶体的凝聚 要使胶体凝聚成沉淀，就要减少或消除胶体微粒表面吸附的电荷，使之减弱或失去电性排斥力作用，从而使胶粒在运动中碰撞结合成更大的颗粒。 Q1：胶体为什么能够稳定存在？ 胶粒带电、布朗运动 Q2：如何破坏胶体的稳定状态？ 使胶体微粒凝聚成更大的颗粒，形成沉淀，从分散剂里析出的过程叫胶体的凝聚。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 实验：往Fe(OH)3胶体中加入物质的量浓度相等的下列溶液：①MgSO4溶液,②Na