物理化学第十四章胶体化学.ppt

第十四章胶体分散系统与大分子溶液;胶体化学是研究胶体分散体系的科学，是物理化学的一个重要组成部分。

胶体化学又常被称为胶体与界面科学。

胶体是物质以一定分散程度所存在的一种状态，而不是一种特殊类型的物质。胶体的溶液称为溶胶。;14.1胶体和胶体的基本特性;一、分散体系的分类;按分散相粒子的大小分类;按分散相和介质聚集状态分类;2.固溶胶;3.气溶胶;按胶体溶液的稳定性分类;（1）特有的分散程度;14.2溶胶的制备与纯化;化学凝聚法;C.氧化还原反应制备硫溶胶

2H2S(稀）+SO2(g)→2H2O+3S(溶胶）

Na2S2O3+2HCl→2NaCl+H2O+SO2+S(溶胶）;二、溶胶的净化;三、溶胶的形成条件和老化机制;固体的溶解度与颗粒的大小有关，颗粒半径与其相应的溶解度之间服从Kelvin公式：;四、均分散胶体的制备和应用;制备均分散系统的方法有：(1)沉淀法；(2)相转移法；(3)多组分阳离子法；(4)粒子“包封法”；(5)气溶胶反应法；(6)微乳液法等。;14.3溶胶的动力性质;布朗运动是分子热运动的必然结果，是胶体粒子的热运动。;根据菲克第一、第二扩散定律，可得：;这样，由D?r?m?M(胶粒摩尔质量);渗透压：

由于胶粒不能透过半透膜，而介质分子或外加的电解质离子可以透过半透膜，所以胶粒有从化学势高的一方向化学势低的一方自发渗透的趋势。;多相分散体系中的物质粒子，因受重力作用而下沉的过程称为沉降。;在达到沉降平衡时，可推导得：;表14.2一些分散体系中高度分布定律的应用;2.沉降速度;(14.11);结论:

（1）v∝r2，粒子半径增大时，沉降速度显著增加，粒子越小，沉降速度越慢。

（2）v∝1/?，黏度增大时，沉降速度减小。

——落球式粘度计的设计原理。;3.超离心力场下的沉降平衡;14.4溶胶的光学性质;光散射现象

当光束通过分散体系时，一部分自由地通过，一部分被吸收、反射或散射。可见光的波长约在400~700nm之间。

（1）当光束通过粗分散体系，由于粒子大于入射光的波长，主要发生反射，使体系呈现混浊。

（2）当光束通过胶体溶液，由于胶粒直径???于可见光波长，主要发生散射，可以看见乳白色的光柱。

（3）当光束通过分子溶液，由于溶液十分均匀，散射光因相互干涉而完全抵消，看不见散射光。

;二、Rayleigh公式;（2）散射光强度与入射光波长的四次方成反比。入射光波长愈短，散射愈显著。;令：;浊度的定义为：;三、超显微镜与粒子大小的测定;从超显微镜可以获得的信息：;14.5溶胶的电学性质;二、电泳;;在外电场作用下，胶体粒子不动而分散介质作定向移动的现象。;四、流动电势;五、沉降电势;14.6双电层理论和?电势;在分散介质中一部分反号离子被束缚在胶体离子周围，形成紧密层；另一部分由于扩散的影响离开胶体粒子，称为扩散层。在电场作用下，紧密层和胶粒一起运动，扩散层则向相反方向移动。;将胶粒表面与本体溶液间的电势差称为热力学电势?0，将Stern面与本体溶液间的电势差称为??，将切动面与本体溶液间的电势差称为?电势。;（2）?电势随外加电解质浓度变化而发生改变，电解质浓度加大时，使扩散层变薄，从而?电势减小，甚至变为零或改变符号。;三、胶团的结构;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：;FeCl3水解制备Fe(OH)3胶体，其结构为：;优先吸附原则;14.7溶胶的稳定性与聚沉作用;二、溶胶的稳定理论—DLVO理论;（4）加入电解质时，对引力势能影响不大，但对斥力势能影响却很明显。通过调整电解质的浓度可以得到相对稳定的溶胶。;三、溶胶的聚沉;电解质的聚沉规律;（2）感胶离子序;比较电解质对AgI溶胶（带负电）的聚沉能力：(1)La(NO3)2,(2)Mg(NO3)2,(3)NaNO3,(4)KNO3;3.胶体体系的相互作用

将两种电性相反的溶胶相混合也能发生相互聚沉作用。与电解质的聚沉作用不同之处在于它对两种溶胶的用量比例要求严格，只有两者所带总电荷量恰能中和时，才能发生完全聚沉，否则只能发生部分聚沉