第四章微粒分散体系.pptVIP

分子之间的Vander Waals作用，涉及偶极子的长程相互作用： ①两个永久偶极之间的相互作用； ②永久偶极与诱导偶极间的相互作用； ③诱导偶极之间的色散相互作用。 除了少数的极性分子，色散相互作用在三类作用中占支配地位。此三种相互作用全系负值，即表现为吸引，其大小与分子间距离的六次方成反比。 （一）微粒间的Vander Waals吸引能（ΦA） Hamaker假设：微粒间的相互作用等于组成它们的各分子之间的相互作用的加和。 对于两个彼此平行的平板微粒，得出单位面积上相互作用能ΦA： ΦA= - A/12πD2 对于同一物质，半径为a的两个球形微粒之间的相互作用能为： ΦA= - Aa/12H 同物质微粒间的Vander Waals作用永远是相互吸引，介质的存在能减弱吸引作用，而且介质与微粒的性质越接近，微粒间的相互吸引就越弱。 （一）微粒间的Vander Waals吸引能（ΦA） 当微粒接近到它们的双电层发生重叠，并改变了双电层电势与电荷分布时，才产生排斥作用。微粒的双电层因重叠而产生排斥作用是DLVO理论的核心。 计算双电层排斥作用的最简便方法是采用Langmuir的方法。 ΦR = 64πaη0 k T x r20e-xH （二）双电层的排斥作用能（ ΦR） 微粒间总相互作用能：ΦT= ΦA + ΦR 以ΦT对微粒间距离H作图，即得总势能曲线。 ΦT ＋ － 第一级小 第二级小 h 微粒的物理稳定性取决于总势能曲线上势垒的大小。 （三）微粒间总相互作用能（ ΦT） 总势能曲线上的势垒的高度随溶液中电解质浓度的加大而降低，当电解质浓度达到某一数值时，势能曲线的最高点恰好为零，势垒消失，体系由稳定转为聚沉，这就是临界聚沉状态，这时的电解质浓度即为该微粒分散体系的聚沉值。 将在第一极小处发生的聚结称为聚沉(coagulation)，将在第二极小处发生的聚结叫絮凝(flocculation)。 （四）临界聚沉浓度 三、空间稳定理论 微粒表面上吸附的大分子从空间阻碍了微粒相互接近，进而阻碍了它们的聚结，这类稳定作用为空间稳定作用。 一般用高分子作为稳定剂。 实验规律 1.分子稳定剂的结构特点：高分子应于微粒有很强的亲和力，同时应与溶剂具有良好的亲和性。 2.高分子的浓度与分子量的影响：通常，分子量越大，高分子在微粒表面上形成的吸附层越厚，稳定效果越好。高分子低于临界分子量时，无保护作用（敏化作用）。 3.溶剂的影响：高分子在良溶剂中链段能伸展，吸附层变厚，稳定作用增强。在不良溶剂中，高分子的稳定作用变差。温度的改变可改变溶剂对高分子的性能。 1.两种稳定理论 理论基础 体积限制效应理论 混合效应理论 三、空间稳定理论 2.微粒稳定性的判断： ΔGR=ΔHR－TΔSR 若使胶粒稳定，则ΔGR0，有如下三种情况： ①ΔHR，ΔSR0，但ΔHRTΔSR，焓变起稳定作用，熵变则反之，加热会使体系不稳定，容易聚沉： ②ΔHR，ΔSR0，但|ΔHR| |TΔSR|，熵起稳定作用，加热时会使体系趋于稳定； ③ΔHR0，ΔSR0，无论是焓变还是熵变均不会对体系不稳定产生影响，即微粒稳定性不受温度影响。 3.空间稳定效应的特点 由于空间稳定效应的存在，微粒间相互作用能ΦT应写成： ΦT＝ΦR+ΦA+ΦS 式中，ΦR—静电排斥能；ΦA—吸引能，ΦS—空间稳定效应产生的排斥能。 由于在微粒相距很近时ΦS趋于无穷大，故在第一极小处的聚沉不大可能发生，微粒的聚结多表现为较远距离上的絮凝。 空间稳定作用受电解质浓度的影响很小，它在水体系及非水体系中均可起作用，能够使很浓的分散体系稳定。 * 第四章 微粒分散体系 主 要 内 容 第一节 微粒分散体系的概念及基本特性 第二节 微粒分散体系的物理化学性质 第三节 微粒分散体系物理稳定性相关理论 一、概念与分类 分散体系：一种或几种物质高度分散在某种介质中 形成的体系 分散相：被分散的物质 分散介质：连续的介质 第一节 微粒分散体系的概念及基本特性 分类（按分散相粒子的直径大小） 10-9m 10-4m 10-7m 小分子真溶液 胶体分散体系 粗分散体系 微粒分散体系 第一节 微粒分散体系的概念及基本特性 微粒大小与体内分布 50nm 100nm 3μm 7μm 12μm 50μm 骨髓 肝、脾巨噬细胞 肺 据注射部位，可被截留于肠、肝、肾 二、微粒分散体系的基本特征 1. 分散性 具有明显的布朗运动、丁铎尔现象、电泳等 2. 多相性 分散相与分散介质之间存在着相界面，因而会 出现大量的表面现象； 3. 聚结不稳定性 随分散相微粒直径的减少，微粒