物理化学 第九章 胶体.ppt

古依认为，由于正、负离子静电吸引和热运动两种效应的结果，溶液中的反离子有一部分紧密地排在固体表面附近，称为紧密层； 另一部分离子按一定的浓度梯度扩散到本体溶液中,称为扩散层。 双电层由紧密层和扩散层构成。在外电场作用下,固液移动的滑动面为AB面。从边界到本体的电势差为ξ电势. 固体表面近处反离子排列整齐,在紧密层 固体表面远处反离子扩散,在扩散层 平衡时固体表面到本体电势差为热力学电势ф0 从滑动面到本体的电势差为ξ电势. 无法解释 按古依理论: C 斯特恩理论: 1924年，斯特恩对亥姆霍兹和古依理论进行了修正，将其合二为一，提出了实际双电层模型。 固体表面带电，靠静电引力和范德华力吸引溶液中反电荷水化离子，同时溶液中分子的热运动存在，所以平衡时反电荷离子分成两分 斯特恩面:紧密层中的离子是水化的，本身带有体积，被吸附后它于固体表面的距离为水化半径，若将水化离子中心连线，形成一个假想面,为斯特恩面 固体表面到本体 斯特恩面到本体 滑动面到本体 固体表面到本体 斯特恩面到本体 滑动面到本体 略低于 若浓度不高时近似相等 若高价反离子进入紧密层可使 反号 若大离子进入紧密层使可使 电动电势亦称为 电势。 带电的固体或胶粒在移动时，移动的切动面与液体本体之间的电势称为电动电势。 在扩散双电层模型中，切动面AB与溶液本体之间的电势差为 电势； 在Stern模型中，带有溶剂化层的滑移界面与溶液之间的电势称为 电势。 一般 电势总是比热力学电势低，外加电解质会使 电位变小甚至改变符号。只有在质点移动时才显示出 电势，所以又称电动电势。 §9—3 憎液溶胶的胶团结构 根据实际双电层理论，可以画出胶团结构 胶核:由构成胶粒的分子、原子的聚集体组成 胶粒：胶核的比表面积大，吸附能力强，可选择地吸附溶液中的离子而带电，带电后还要吸附溶液中具有反电荷的离子，形成紧密层。胶粒带电。 胶团：胶粒带电后，吸附溶液中反电荷离子，达平衡。最后形成胶团。胶团为电中性。 * 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 不能透过滤纸 粗分散体系 细粒 大于10-7m 能透过滤纸不能 透过半透膜 胶体 分子团 10-7~10-9m 能透过滤纸和 半透膜 溶液 分子或离子 小于10-9m 透过性 体系 质点 粒度 胶体的分类： 1.按分散质和分散介质的聚集态分类: 浮石、泡沫玻璃 珍珠 合金 固溶胶 气体 液体 固体 固体 泡沫 牛奶 金溶胶、水泥 液溶胶 气体 液体 固体 液体 云、雾 烟尘 气溶胶 液体 固体 气体 例 胶体 分散质 分散介质 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 凝聚法 胶体磨 气流粉碎机 电弧 更换溶剂 化学沉淀 10-7m 10-7~10-9m 10-9m 3.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，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