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胶体化学

§8—1概述

1、分散系统

所谓分散系统，是一种或几种物质分散在另一种物质中所

构成的系统。如牛奶中奶油液滴分散在水中，颜料分散在有机

液体中形成油漆等等。通常把被分散的物质称为分散相，起分

散作用的物质叫分散介质。

分散系统可分为均相分散系统和非均相分散系统。

均相分散系统是物质彼此以分子形态分散或混合所形成的

系统。此类系统的分散相及分散介质之间无相界面存在，是热

力学稳定的系统。

非均相分散系统是物质以微相形态分散在分散介质中所形

成的多相系统。;▲按分散质（分散相）及分散介质的聚集态分类;2、胶体分散系统

根据IUPAC，分散相的粒子，只要它们至少有一维空间的尺

寸（即线尺寸）在10-9~10-6m的范围并分散于另一相之中，就构

成胶体分散系统。因此，胶体分散系统包括：

（1）溶胶

溶胶也叫憎液溶胶。是由难溶物分散在分散介质中所形成

的，粒子与分散介质之间存在相的界面，粒子能通过滤纸，但

不能透过半透膜，扩散速度慢，在普通显微镜下看不见。

其主要特征是：

高度分散的、多相的、热力学不稳定系统。

（2）高分子溶液

大分子物质分散于分散介质之中，形成的系统。其主要特征是高度分散的、均相的、热力学稳定系统，;（3）缔合胶体

通常由结构中含有非极性的碳氢化合物部分和较小的极性基

团的电解质分子缔合成的粒子，称为胶束，分散于另一相中形

成的系统。粒子与分散介质之间存在相的界面，其特征是高度

分散的，多相的系统。

3、粗分散系统

粗分散系统包括乳状液、悬浮液、泡沫等，它们在性质及研

究方法上与胶体分散系统有许多相似之。

§8—2溶胶的性质

1、溶胶的光学性质

（1）丁达尔效应

由于溶胶的光学不均匀性，当一束波长大于溶胶分散相粒子

尺寸的入射光照射到溶胶系统，可发生散射现象－丁达尔现象;溶胶;当光线照射到微粒上时，可能发生两种情况：

①微粒尺寸大于入射光波长很多时，发生光的反射(或折射)。

②若微粒??寸小于入射光波长时，则发生光的散射。

可见光的波长在400~760nm的范围，大于一般溶胶粒子的尺

寸。当可见光（电磁波）照射在微粒上时，向各个方向发射与

入射光有相同频率的电磁波即散射光波。

由于溶胶的高分散度和多相性，入射光照射在溶胶粒子上，

必然会产生散射光。当然，由于分子热运动引起密度或浓度涨

落，也会造成光学的不均匀性，产生光的散射。产生散射光的

强度，可用雷利公式计算。

（2）雷利公式;式中I0是入射光强度，λ是波长，ρ和υ分别是粒子的数密度

（ρ=N/V，N为体积V中的粒子数）和单个粒子的体积，n1和

n2分别为分散介质和分散相的折射率。上式表明：

①散射光的强度与入射光波长的四次方成反比。

因此入射光波长越短的光，散射光越强。如果入射光为白

光，则其中波长较短的蓝色和紫色光，散射作用最强；而波长

较长的红色光散射较弱，大部分将透过溶胶。因此，当白光照

射溶胶时，从侧面看，散射光呈蓝紫色，而透过光呈橙红色

（如氯化银、溴化银等溶胶，迎着透射光看是红黄色，而从垂

直于入射光的方向观察则带蓝色）。晴朗的天空呈现蓝色是由

于空气中的尘埃粒子和小水滴散射太阳光引起的，而日出日落

天空呈橙红色，是由于透射光引起的。

;②散射光的强度与分散相和分散介质的折射率有关。

当分散相与分散介质折射率相差越大，散射光越强，反之则

越弱。

溶胶具有明显的丁达尔效应，而高分子溶液的丁达尔效应

很弱。因此可用丁达尔效应来区分溶胶和高分子溶液。

③散射光强度与粒子的数密度成正比。

对于物质种类相同，仅粒子数浓度不同的溶胶，若测量条件

相同，两溶胶的散射光强度之比应等于其浓度之比。

若已知其中一个溶胶的浓度，即可求出另一溶胶的浓度。散

射光强度又称为浊度，浊度计就是根据这一原理设计的。

高度分散的憎液溶胶从外观上看是完全透明的，利用雷利散

射原理设计的超显微镜，可以研究5~15nm颗粒的散射光现象。

应用电子显微镜，可以将物像放大10万~50万倍，能直接观察到

粒子形状及测定某些胶核的大小。;;产生布朗运动的原因是分散介

质分子对胶粒撞击的结果。受介质

分子的热运动的撞击，在某一瞬间，

它所受的来自各个方向的撞击力不

会互