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胶体化学;引言;分散体系通常有三种分类方法:;1.真溶液;1.液溶胶;2.固溶胶;3.气溶胶;(1)高度分散性;§12.1胶体系统的制备;分散法;(1)研磨法用机械粉碎的方法将固体磨细。;盘式胶体磨;(2)解胶法,是将新鲜的凝聚胶粒重新分散在介质中形成溶胶,并加入适当的稳定剂。;电弧法主要用于制备金、银、铂等金属溶胶。制备过程包括先分散后凝聚两个过程。;2.凝聚法;(1)物理凝聚法;将汞的蒸气通入冷水中就可以得到汞的水溶胶。;(2)化学凝聚法;3.溶胶的净化;渗析法 ;1869年Tyndall发现,若令一束会聚光通过溶胶,从侧面(即与光束垂直的方向)可以看到一个发光的圆锥体,这就是Tyndall效应。;溶液和溶胶的区别;丁铎尔效应;2.瑞利公式;从Rayleigh公式可得出如下结论:;3.超显微镜与粒子大小的近似测定;超显微镜的目镜看到的是胶粒的散射光。如果溶液中没有胶粒,视野将是一片黑暗。;从超显微镜可以获得的信息:;§12.3胶体系统的动力性质;用超显微镜观察到溶胶粒子不断地做无规则运动,能够测出在一定时间内粒子的平均位移。;1905年爱因斯坦(Einstein)阐述了Brown运动的本质,推导出爱因斯坦-布朗平均位移公式。;2.扩散;这就是菲克(Fick)第一定律。
式中D为扩散系数,其物理意义为:单位浓度梯度、单位时间内通过单位截面积的质量。;3.沉降与沉降平衡;;§12.4溶胶系统的电学性质;(3)可电离的大分子溶胶,由于大分子本身发生电离,而使胶粒带电。例如蛋白质分子,有许多羧基和胺基,在pH较高的溶液中,离解生成P-COO-离子而负带电;在pH较低的溶液中,生成P-NH3+离子而带正电。;1.双电层理论(doublelayertheories);古依(Gouy)和查普曼(Chapman)扩散双电层:认为由于正、负离子静电吸引和热运动两种效应的结果,溶液中的反离子只有一部分紧密地排在固体表面附近,相距约一、二
个离子厚度称为紧密层;;斯特恩(Stern)扩散双电层:;由于溶剂化作用,胶粒在移动时,紧密层会结合一定数量的溶剂分子一起移动,所以滑动面由比Stern层略右的曲线表示。;2.溶胶的电动现象;影响电泳的因素有:带电粒子的大小、形状;粒子表面电荷的数目;介质中电解质的种类、离子强度,pH值和粘度;电泳的温度和外加电压等。;在外加电场作用下,带电的介质通过多孔膜或半径为1~10nm的毛细管做定向移动,这种现象称为电渗。;电渗实验;(3)流动电势(streamingpotential);(4)沉降电势(sedimentationpotential);3.溶胶的胶团结构;胶核吸附离子是有选择性的,优先吸附与胶核中相同的某种离子。;例2:AgNO3+KI→KNO3+AgI↓
过量的AgNO3作稳定剂
胶团的结构表达式:;作为憎液溶胶基本质点的胶粒并非都是球形,而胶粒的形状对胶体性质有重要影响。;§12.5溶胶的稳定与聚沉
1.溶胶的经典稳定理论—DLVO理论;;2.溶剂化作用
若水为分散介质,构成胶团双电层结构的全部离子都应当是水化的,在分散相粒子的周围,形成一个具有一定弹性的水化外壳。;;电解质的浓度对胶体粒子势能的影响;聚沉能力主要决定于胶粒带相反电荷的离子的数。反离子价数愈高,聚沉能力愈大,这就是舒尔策-哈迪(Schulze-Hardy)价数规则。;①与胶粒带相反电荷的离子的价数影响最大,
价数越高,聚沉能力越强。;在憎液溶胶中加入某些大分子溶液,加入的量不同,
会出现两种情况:;;§12.6悬浮液;沉降分析原理;§12.7乳状液;1.乳状液类型的鉴别;2.乳状液的稳定;3.乳状液的去乳化;§12.8泡沫;§12.9气溶胶;1.粉尘的分类;2.粉尘的性质;§12.10高分子化合物溶液的渗透压和粘度;1.高分子溶液的渗透压;2.唐南平衡(Donnanequilibrium);蛋白质分子Pz+不能透过半透膜,而Na+可以,但为了保持溶液的电中性,Na+也必须留在Pz-同一侧。;唐南效应;在蛋白质钠盐的另一侧加入浓度为的小分子电解质(如左上图)。;由于渗透压是因为膜两边的粒子数不同而引起的,
所以:;(A)当加入电解质太少,;3.高分子溶液的粘度;设纯溶剂的粘度为
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