Chapter12膠體化學

1、 1第十二章第十二章 膠體化學膠體化學(4h)(4h)12.1 12.1 膠體系統(tǒng)的制備膠體系統(tǒng)的制備12.2 12.2 膠體系統(tǒng)的光學性質(zhì)膠體系統(tǒng)的光學性質(zhì)12.3 12.3 膠體系統(tǒng)的動力性質(zhì)膠體系統(tǒng)的動力性質(zhì)12.4 12.4 溶膠系統(tǒng)的電學性質(zhì)溶膠系統(tǒng)的電學性質(zhì)12.5 12.5 溶膠的穩(wěn)定與聚沉溶膠的穩(wěn)定與聚沉12.6 12.6 懸浮液懸浮液12.7 12.7 乳狀液乳狀液12.8 12.8 泡沫泡沫12.9 12.9 氣溶膠氣溶膠12.10 12.10 高分子化合物溶液的滲透壓和粘度高分子化合物溶液的滲透壓和粘度12.11 12.11 高分子溶液的鹽析、膠凝作用與凝膠的溶脹高分子溶

2、液的鹽析、膠凝作用與凝膠的溶脹 2引引 言言1.分散系統(tǒng)的定義分散系統(tǒng)的定義分散系統(tǒng)：一種或幾種物質(zhì)分散在另一種物質(zhì)中所構(gòu)成的分散系統(tǒng)：一種或幾種物質(zhì)分散在另一種物質(zhì)中所構(gòu)成的系統(tǒng)。系統(tǒng)。分散相：分散質(zhì)，被分分散相：分散質(zhì)，被分散的物質(zhì)；散的物質(zhì)；分散介質(zhì)：呈連續(xù)分布分散介質(zhì)：呈連續(xù)分布的起分散作用的物質(zhì)。的起分散作用的物質(zhì)。例：云，牛奶，珍珠例：云，牛奶，珍珠 32.2.分散系統(tǒng)的分類分散系統(tǒng)的分類分散系統(tǒng)分散系統(tǒng)按分散相粒子線尺寸大小分類：按分散相粒子線尺寸大小分類： 溶液（或真溶液）：粒子直徑小于溶液（或真溶液）：粒子直徑小于1nm，均相、熱力學，均相、熱力學穩(wěn)定系統(tǒng)，擴散速度快穩(wěn)定系統(tǒng)

3、，擴散速度快 ；膠體分散系統(tǒng)：膠體分散系統(tǒng)：分散相粒子在某方向上（三維空間尺寸）分散相粒子在某方向上（三維空間尺寸）的的直徑在直徑在11000 nm之間之間 ，系統(tǒng)可透明或不透明；，系統(tǒng)可透明或不透明；粗分散系統(tǒng)：分散相粒子在某方向上的直徑在大于粗分散系統(tǒng)：分散相粒子在某方向上的直徑在大于 1000 nm，多相、熱力學不穩(wěn)定系統(tǒng)，多相、熱力學不穩(wěn)定系統(tǒng) 。 4溶膠（溶膠（憎液膠體憎液膠體）：高度分散的、多相、熱力學）：高度分散的、多相、熱力學不不穩(wěn)定穩(wěn)定系統(tǒng)。系統(tǒng)。高分子溶液（高分子溶液（親液膠體親液膠體）：高度分散的、均相、熱力學）：高度分散的、均相、熱力學穩(wěn)定系統(tǒng)。穩(wěn)定系統(tǒng)。締合膠體（膠束

4、）：高度分散的、均相、熱力學穩(wěn)定系締合膠體（膠束）：高度分散的、均相、熱力學穩(wěn)定系統(tǒng)。統(tǒng)。 膠體分散系統(tǒng)：膠體分散系統(tǒng)： 5溶膠（憎液膠體）：溶膠（憎液膠體）： 被分散的物質(zhì)與水或其它溶劑沒有親和力的膠體分散被分散的物質(zhì)與水或其它溶劑沒有親和力的膠體分散系統(tǒng)。是熱力學不穩(wěn)定系統(tǒng)。系統(tǒng)。是熱力學不穩(wěn)定系統(tǒng)。 如：金溶膠、如：金溶膠、Fe(OH)3溶膠等。溶膠等。形成憎液溶膠的形成憎液溶膠的必要條件必要條件： （1）分散相的溶解度要??；）分散相的溶解度要??； （2）必須有穩(wěn)定劑存在。）必須有穩(wěn)定劑存在。 6親液膠體：親液膠體： 被分散的物質(zhì)與水或其它溶劑具有很強的親和力的膠體被分散的物質(zhì)與水或其它

5、溶劑具有很強的親和力的膠體系統(tǒng)。系統(tǒng)。 又稱為高分子溶液，是熱力學穩(wěn)定系統(tǒng)。又稱為高分子溶液，是熱力學穩(wěn)定系統(tǒng)。 如：蛋白質(zhì)水溶液、淀粉水溶液、聚乙二醇水溶液等。如：蛋白質(zhì)水溶液、淀粉水溶液、聚乙二醇水溶液等。 7分散分散介質(zhì)介質(zhì)分散相分散相名名 稱稱實實 例例氣氣液液固固氣溶膠氣溶膠云云、霧、噴霧、霧、噴霧煙、粉塵煙、粉塵液液氣氣液液固固泡沫泡沫乳狀液乳狀液液溶膠或懸浮液液溶膠或懸浮液肥皂泡沫肥皂泡沫牛奶牛奶、含水原油、含水原油金溶膠、油墨、泥漿金溶膠、油墨、泥漿固固氣氣液液固固固溶膠固溶膠泡沫塑料、泡沫塑料、 泡沫玻璃泡沫玻璃珍珠珍珠、蛋白石、蛋白石有色玻璃、某些合金有色玻璃、某些合金分散

6、系統(tǒng)按聚集狀態(tài)（相態(tài)）分類：分散系統(tǒng)按聚集狀態(tài)（相態(tài)）分類： 812.1 12.1 膠體系統(tǒng)的制備膠體系統(tǒng)的制備粗分散系統(tǒng)粗分散系統(tǒng) 1000nm膠體系統(tǒng)膠體系統(tǒng) 1 1000nm分子分散系統(tǒng)分子分散系統(tǒng) EA 溶膠穩(wěn)定溶膠穩(wěn)定ER 1104 kg mol-1 的大分子化合物。的大分子化合物。天然的（如天然的（如 蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素等）蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素等）人工合成的（如人工合成的（如 高聚物分子）高聚物分子） 63高分子溶液（親液膠體）高分子溶液（親液膠體）溶溶 膠（憎液膠體）膠（憎液膠體）相相同同點點線度為線度為10-910-6m線度為線度為10-910-6m擴散慢擴散慢擴散慢擴散慢不

7、能通過半透膜不能通過半透膜不能通過半透膜不能通過半透膜不不同同點點真溶液，熱力學真溶液，熱力學穩(wěn)定體系穩(wěn)定體系熱力學熱力學不穩(wěn)定體系不穩(wěn)定體系穩(wěn)定原因是溶劑化穩(wěn)定原因是溶劑化穩(wěn)定原因是粒子帶電穩(wěn)定原因是粒子帶電均相體系，均相體系，丁達爾效應弱丁達爾效應弱多相體系，多相體系，丁達爾效應強丁達爾效應強對對電解質(zhì)穩(wěn)定性大電解質(zhì)穩(wěn)定性大少量電解質(zhì)少量電解質(zhì)能使粒子能使粒子聚沉聚沉粘度大粘度大粘度小粘度小( (近純?nèi)軇┙內(nèi)軇? )高分子溶液具有可逆性高分子溶液具有可逆性溶膠具有不可逆性溶膠具有不可逆性 高分子溶液高分子溶液與與溶膠溶膠性質(zhì)的比較：性質(zhì)的比較： 64h1.高分子溶液的滲透壓高分子溶液的滲

8、透壓修正為：修正為：.1232BBBAAMRT對于高分子溶液：對于高分子溶液：B是是 B 的函數(shù)的函數(shù)對于理想稀溶液：對于理想稀溶液：RTcBRTMRTcBBMRTBBBAMRT21當高分子溶液的質(zhì)量濃度很小時，則：當高分子溶液的質(zhì)量濃度很小時，則：恒溫下，作恒溫下，作 直線圖，由截距可獲得直線圖，由截距可獲得 M 。BB 65介紹三種情況下的介紹三種情況下的膜平衡膜平衡。H2O高高分分子子溶溶液液半透膜半透膜2.2.唐南平衡唐南平衡 66 膜兩側(cè)分別是膜兩側(cè)分別是不電離不電離的高分子化合物的高分子化合物 ( ( R，濃度，濃度c ) )水溶液和水溶液和水水R (c)H2O左左 半透膜半透膜

9、右右達達滲透平衡滲透平衡， R水溶液滲透壓：水溶液滲透壓： RTc 67 膜兩側(cè)分別是膜兩側(cè)分別是電離電離的高分子化合物的高分子化合物 ( (蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)NazP ，濃度，濃度c ) )水溶液和水溶液和 水水Pz- (c)H2O左左 半透膜半透膜 右右Na+(zc)達達滲透平衡滲透平衡， NazP水溶液滲透壓：水溶液滲透壓： RTcz1 68 膜兩側(cè)分別是膜兩側(cè)分別是電離電離的高分子化合物的高分子化合物 ( 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)NazP ，濃度，濃度c )水溶液和水溶液和 小分子電解質(zhì)溶液小分子電解質(zhì)溶液（NaCl ，濃度，濃度c）Pz- (c)左左 半透膜半透膜 右右Na+(zc)Na+(c)Cl-

10、(c)唐南平衡唐南平衡：在達到滲透壓平衡時，不僅半透膜兩側(cè)溶液成平衡，電解質(zhì)在達到滲透壓平衡時，不僅半透膜兩側(cè)溶液成平衡，電解質(zhì)也達平衡。也達平衡。 69Pz- (c)左左 半透膜半透膜 右右Na+ (zc)Na+ (c)Cl- (c)Pz- (c)左左 半透膜半透膜 右右Na+ (zc+x)Na+ (c-x)Cl- (c-x)Cl- (x)(a) 開始時開始時 (b) 平衡時平衡時平衡平衡時，時， NaCl 在左右兩邊的化學勢相等，即：在左右兩邊的化學勢相等，即：(NaCl)(NaCl)RL)(2zcczcx唐南效應：唐南效應：由于大分子不能透過膜，平衡時影響到小離子在膜兩側(cè)不由于大分子不能透過膜，平衡時影響到小離子在膜兩側(cè)不均勻分布，就會產(chǎn)生額外的滲透壓。均勻分布，就會產(chǎn)生額外的滲透壓。 70達達滲透平衡滲透平衡， NazP水溶液滲透壓：水溶液滲透壓： RTcRTzcccczccz22222 當當c c， c 適