第六章,膠體化學《物理化學》

1、2022-4-250第七章第七章 膠體化學膠體化學2022-4-251概論概論分散系統(tǒng)：一種或幾種物質分散在另一種物質之中分散系統(tǒng)：一種或幾種物質分散在另一種物質之中, 所所 構成的系統(tǒng)；構成的系統(tǒng)；分散相：被分散的物質；分散相：被分散的物質；分散介質：另一種連續(xù)分布的物質；分散介質：另一種連續(xù)分布的物質；膠膠 體是一種分散系統(tǒng)體是一種分散系統(tǒng)2022-4-252真溶液（真溶液（d 10-6m ) )分分散散系系統(tǒng)統(tǒng)2022-4-253(1)(1)溶膠：溶膠： 分散相不溶于分散介質，有很大相分散相不溶于分散介質，有很大相界面，是熱力學界面，是熱力學不穩(wěn)定不穩(wěn)定系統(tǒng)。系統(tǒng)。( (憎液溶膠憎液溶膠

2、) )(2)(2)高分子溶液高分子溶液: : 高分子以分子形式溶于高分子以分子形式溶于 介質，分散相與分散介質間無相界面，介質，分散相與分散介質間無相界面， 是熱力學是熱力學穩(wěn)定穩(wěn)定系統(tǒng)。系統(tǒng)。( (親液溶膠親液溶膠) )(3)(3)締合膠體締合膠體. .： 分散相為表面活性分子締合形分散相為表面活性分子締合形 成的膠束，在水中，表面活性劑分子的親油成的膠束，在水中，表面活性劑分子的親油 基團向里，親水基團向外，分散相與分散介基團向里，親水基團向外，分散相與分散介 質親和性良好，是熱力學質親和性良好，是熱力學穩(wěn)定穩(wěn)定系統(tǒng)系統(tǒng)。膠膠體體系系統(tǒng)統(tǒng)2022-4-254憎液溶膠憎液溶膠: 分散相與分散

3、介質之間有相界面分散相與分散介質之間有相界面 溶膠溶膠親液溶膠親液溶膠: : 均相，無相界面均相，無相界面 高分子溶液高分子溶液2022-4-255高度分散的多相性和熱力學不穩(wěn)定性是膠體系統(tǒng)的主要特點高度分散的多相性和熱力學不穩(wěn)定性是膠體系統(tǒng)的主要特點2022-4-256 溶膠質點大小溶膠質點大小 1-9m 1-6m粗分散系統(tǒng)質點粗分散系統(tǒng)質點大小大小 1 1-6-6m大變小大變小分散法分散法研磨法研磨法電弧法電弧法超聲分散法超聲分散法小分子溶液質點小分子溶液質點大小大小 1-9m小變大小變大凝聚法凝聚法更換溶劑法更換溶劑法物理凝聚法物理凝聚法化學反應法化學反應法1 膠體系統(tǒng)的制備：膠體系統(tǒng)的

4、制備：2022-4-258凝聚法：凝聚法： (1) (1) 物理凝聚法：物理凝聚法： a.a.蒸氣凝聚法；例：固態(tài)苯與鈉蒸氣凝聚法；例：固態(tài)苯與鈉, ,在真空下氣化在真空下氣化, , 到冷到冷 卻的器壁上冷凝。卻的器壁上冷凝。 b.b.過飽和法：過飽和法： 改變溶劑法；例改變溶劑法；例: :硫的酒精溶液倒入水中，硫的酒精溶液倒入水中， 形成硫在水中的溶膠形成硫在水中的溶膠 冷卻法：用冰驟冷苯在水中的飽和溶液，冷卻法：用冰驟冷苯在水中的飽和溶液， 得到苯在水中的溶膠得到苯在水中的溶膠 松香乙醇溶液松香乙醇溶液+ + 水水 松香水溶膠松香水溶膠 9(2)(2)化學凝聚法：化學凝聚法：利用生成不溶性

5、物質的化學反應，控制析利用生成不溶性物質的化學反應，控制析晶過程，使其停留在膠核尺度的階段，而得到溶膠。所謂控晶過程，使其停留在膠核尺度的階段，而得到溶膠。所謂控制析晶過程，系指采用有利于大量形成晶核，減緩于晶體生制析晶過程，系指采用有利于大量形成晶核，減緩于晶體生長的條件，例：采用較大的過飽和濃度，較低的操作溫度。長的條件，例：采用較大的過飽和濃度，較低的操作溫度。 例：在不斷攪拌條件下，將例：在不斷攪拌條件下，將FeClFeCl3 3稀溶液，滴入沸騰的水稀溶液，滴入沸騰的水中水解，即可生成棕紅色中水解，即可生成棕紅色透明的透明的Fe(OH)Fe(OH)3 3 溶膠。溶膠。 FeCl3(稀水

6、溶液稀水溶液)+3H2O Fe(OH)2溶膠溶膠 + 3HCl為了獲得穩(wěn)定的溶膠，還需滿足兩個條件：為了獲得穩(wěn)定的溶膠，還需滿足兩個條件：一是分散相在介質中的溶解度要?。灰皇欠稚⑾嘣诮橘|中的溶解度要?。欢切枰尤氲谌咦鳛榉€(wěn)定劑。二是需要加入第三者作為穩(wěn)定劑。 2022-4-2510三三. . 溶膠的凈化溶膠的凈化: :常用滲析法，利用膠體粒子不能透過半透膜的特點常用滲析法，利用膠體粒子不能透過半透膜的特點，分離出溶膠中多余的電解質或其它雜質。，分離出溶膠中多余的電解質或其它雜質。一般用羊皮紙，動物膀胱膜，硝酸或醋酸纖維素，等作為半透膜，將一般用羊皮紙，動物膀胱膜，硝酸或醋酸纖維素，等作為半

7、透膜，將溶膠裝于膜內，再放入流動的水中，經過一段時間的滲透作用，即可達到溶膠裝于膜內，再放入流動的水中，經過一段時間的滲透作用，即可達到凈化的目的。若加大滲透面積，適當提高溫度，或加外電場，可加速滲透凈化的目的。若加大滲透面積，適當提高溫度，或加外電場，可加速滲透。2022-4-25112 膠體系統(tǒng)的性質膠體系統(tǒng)的性質一一. 膠體系統(tǒng)的光學性質膠體系統(tǒng)的光學性質- 、Tyndall（丁鐸爾）效應（丁鐸爾）效應丁丁鐸鐸爾效應：在暗室里，將一束聚集的光投射到膠體系統(tǒng)爾效應：在暗室里，將一束聚集的光投射到膠體系統(tǒng)上，在與入射光垂直的方向上，可觀察到一個發(fā)亮的光柱，上，在與入射光垂直的方向上，可觀察到

8、一個發(fā)亮的光柱，其中并有微粒閃爍。其中并有微粒閃爍。1869年年 Tyndall發(fā)現(xiàn)膠體系統(tǒng)有光散射現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)膠體系統(tǒng)有光散射現(xiàn)象2022-4-25122022-4-2513 入射光波長入射光波長 分散粒子尺寸分散粒子尺寸散射散射（可見光波長（可見光波長 400 760 nm；膠粒；膠粒 10-9 10-6m) 入射光波長入射光波長 = 分子固有尺寸分子固有尺寸 吸收吸收 無作用無作用 透過透過 丁達爾現(xiàn)象的實質是溶膠對光的散射作用。丁達爾現(xiàn)象的實質是溶膠對光的散射作用。2022-4-2514丁丁鐸鐸爾效應可用來區(qū)分爾效應可用來區(qū)分膠體溶液膠體溶液小分子真溶液小分子真溶液系統(tǒng)完全均勻，所有散射光

9、相互抵銷，看不到散射光；系統(tǒng)完全均勻，所有散射光相互抵銷，看不到散射光；系統(tǒng)不均勻，散射光不會被相互抵銷，可看到散射光。系統(tǒng)不均勻，散射光不會被相互抵銷，可看到散射光。2022-4-2516二二. 膠體系統(tǒng)的動力性質膠體系統(tǒng)的動力性質1.1.Brown 運動運動 1827年年,植物學家布朗植物學家布朗( Brown)在顯微鏡下在顯微鏡下, ,看到懸浮在水中的花看到懸浮在水中的花粉粒子處于不停息的無規(guī)則運動狀態(tài)。粉粒子處于不停息的無規(guī)則運動狀態(tài)。2022-4-2517布朗運動是分子熱運動的必然結果。布朗運動是分子熱運動的必然結果。 以后發(fā)現(xiàn)，線度小于以后發(fā)現(xiàn)，線度小于10-6m的粒子，在分散介質

10、中都的粒子，在分散介質中都有這種運動。（膠體尺度有這種運動。（膠體尺度 10 -9 10-6m) 這種現(xiàn)象產生的原因是，分散介質分子處于不斷的熱運動中，從四面八方這種現(xiàn)象產生的原因是，分散介質分子處于不斷的熱運動中，從四面八方斷的撞擊分散相粒子。對于大小在膠體尺度下的分散相粒子，粒子受到撞擊次斷的撞擊分散相粒子。對于大小在膠體尺度下的分散相粒子，粒子受到撞擊次較小較小,從各個方向受到的撞擊力不能完全互相抵消從各個方向受到的撞擊力不能完全互相抵消,.在某一時刻在某一時刻,粒子從某一方向粒子從某一方向到的沖量即可發(fā)生位移。此即布朗運動到的沖量即可發(fā)生位移。此即布朗運動。2022-4-2518Ein

11、stein-Brown 平均位移公式：平均位移公式：1/23rLtRTxx : : t 時間間隔內粒子的平均位移時間間隔內粒子的平均位移r : : 粒子半徑粒子半徑 T：熱力學溫度：熱力學溫度 ：分散介質粘度：分散介質粘度L：阿伏加德羅常數(shù)：阿伏加德羅常數(shù)該公式也可用于分散相粒子大小的測定，及阿伏加德該公式也可用于分散相粒子大小的測定，及阿伏加德羅常數(shù)的測定。羅常數(shù)的測定。2022-4-25192. 2. 擴散擴散定義：在有濃度梯度存在時，物質粒子因熱運動而發(fā)定義：在有濃度梯度存在時，物質粒子因熱運動而發(fā)生宏觀上的定向遷移，稱為生宏觀上的定向遷移，稱為擴散擴散。濃度梯度的存在，是擴散的推動力濃

12、度梯度的存在，是擴散的推動力2022-4-2520 xcDAtnddddS- - 膠體系統(tǒng)的擴散與溶液中溶質擴散一樣膠體系統(tǒng)的擴散與溶液中溶質擴散一樣，可用，可用Fick Fick 擴散第擴散第一定律來描述：一定律來描述： 單位時間通過某一截面的物質的量單位時間通過某一截面的物質的量dn/dt與該處的濃度梯度與該處的濃度梯度dc/dx及面積大小及面積大小As成正比，其比例系數(shù)成正比，其比例系數(shù)D 稱為稱為擴散系數(shù)擴散系數(shù)，負號負號是因為擴散是因為擴散方向與濃梯方向相反方向與濃梯方向相反D 擴散系數(shù)擴散系數(shù) 單位濃度梯度下，單位時間通過單位面積單位濃度梯度下，單位時間通過單位面積的物質的量。單位

13、：的物質的量。單位：m2 s -1D 可用可用來衡量擴散速率。來衡量擴散速率。下表給出不同半徑金溶膠的擴散系數(shù)。下表給出不同半徑金溶膠的擴散系數(shù)。 可見，粒子越小，擴散系數(shù)越大，擴散能力越強。膠體粒子擴可見，粒子越小，擴散系數(shù)越大，擴散能力越強。膠體粒子擴散速率要比真溶液小幾百倍。散速率要比真溶液小幾百倍。對于球形對于球形粒子，粒子，D D 可由愛因斯坦斯托克斯方程計算：可由愛因斯坦斯托克斯方程計算：rLRTD6將上式結合，可得：將上式結合，可得：txDtDtrLRTrLtRTx2226322 由測量一定時間間隔由測量一定時間間隔t t內的粒子平均位移內的粒子平均位移 ，可求出可求出 D 。x

14、32316234DLRTrm由由 D， 和和 ，可求出可求出一個球形膠體粒子的質量：一個球形膠體粒子的質量：球形粒子擴散系數(shù)計算式球形粒子擴散系數(shù)計算式: :rLTRD62022-4-2524而而 1mol 膠體粒子的摩爾質量為：膠體粒子的摩爾質量為：32)162( DRTLmLM注意：注意： 1)1)當膠體粒子為當膠體粒子為多級分散多級分散時，求得的為粒子時，求得的為粒子平均平均半徑；半徑； 2 2）若粒子）若粒子非球形非球形，則算得半徑為，則算得半徑為表觀半徑表觀半徑； 3 3）若粒子有）若粒子有溶劑化溶劑化，算出半徑為，算出半徑為溶劑化粒子半徑溶劑化粒子半徑。2022-4-25253.

15、3. 沉降與沉降平衡沉降與沉降平衡 多相分散系統(tǒng)中的粒子，因受多相分散系統(tǒng)中的粒子，因受重力作用重力作用而下沉的過程，稱為而下沉的過程，稱為沉降。沉降。 沉降沉降與布朗運動所產生的與布朗運動所產生的擴散擴散為一對矛盾的兩個方面。為一對矛盾的兩個方面。沉降沉降 擴散擴散 分散相分布分散相分布真溶液 均相粗分散系統(tǒng) 沉于底部膠體系統(tǒng) 平衡 形成濃梯2022-4-2526其中：其中： C1，C2 為高度為高度h1 , ,h2 處粒子的處粒子的數(shù)密度數(shù)密度； M為粒子的摩爾質量；為粒子的摩爾質量；g 重力加速度；重力加速度； 0 0 分散介質密度；分散介質密度； 粒子密度；粒子密度； 貝林貝林(Per

16、rin)(Perrin)導出重力場中，沉降平衡時粒子濃度導出重力場中，沉降平衡時粒子濃度隨高度的分布：隨高度的分布：-o22111()lnCMghhCRT2022-4-2527三三. 溶膠系統(tǒng)的電學性質溶膠系統(tǒng)的電學性質 溶膠是一個高度分散的非均相系統(tǒng)。分散相粒子與分散介溶膠是一個高度分散的非均相系統(tǒng)。分散相粒子與分散介質間有明顯的相界面。實驗發(fā)現(xiàn)，質間有明顯的相界面。實驗發(fā)現(xiàn)，在外電場下，固在外電場下，固、液兩相可、液兩相可發(fā)生相對運動發(fā)生相對運動；反之，；反之，若迫使固、液兩相作相對運動時，又可若迫使固、液兩相作相對運動時，又可產生電勢差產生電勢差。溶膠的這種。溶膠的這種與電勢差有關的相對

17、運動稱為與電勢差有關的相對運動稱為電動現(xiàn)電動現(xiàn)象。象。 電動現(xiàn)象電動現(xiàn)象說明，溶膠粒子表面帶有電荷。而溶膠粒說明，溶膠粒子表面帶有電荷。而溶膠粒子帶有電荷也正是它能長期存在的原因子帶有電荷也正是它能長期存在的原因2022-4-25281.溶膠帶電的原因：溶膠帶電的原因： a）固體的溶膠粒子，）固體的溶膠粒子，可從溶液中選擇性地吸附某種離可從溶液中選擇性地吸附某種離 子而帶電。子而帶電。 其規(guī)則是：離子晶體表面從溶液中其規(guī)則是：離子晶體表面從溶液中優(yōu)先吸附優(yōu)先吸附能與它晶能與它晶 格上離子格上離子生成難溶生成難溶或或電離度很小電離度很小化合物的化合物的離子離子。 例：例： AgI溶膠：溶膠： 溶

18、液中溶液中I過量時，可吸附過量時，可吸附I而帶負電，而帶負電， 溶液中溶液中Ag+過量時，可吸附過量時，可吸附Ag+而帶負電。而帶負電。 溶液中帶電溶膠粒子表面，必然要吸引相反電荷離子，使它們圍繞溶液中帶電溶膠粒子表面，必然要吸引相反電荷離子，使它們圍繞在溶膠粒子周圍，這樣就在固在溶膠粒子周圍，這樣就在固液兩相間形成了雙電層。以下就來介紹雙液兩相間形成了雙電層。以下就來介紹雙電層理論，電層理論， b）溶膠粒子表面上的某些分子、原子可發(fā)生電離）溶膠粒子表面上的某些分子、原子可發(fā)生電離。 例：蛋白質中的氨基酸分子例：蛋白質中的氨基酸分子: 在在pH低時氨基形成低時氨基形成NH3+而帶正電；而帶正電

19、； 在在pH高時羧基形成高時羧基形成COO而帶負電。而帶負電。2022-4-2530)斯特恩斯特恩(Stern)雙雙電層模型電層模型 19241924年，年，斯特恩提出斯特恩提出擴散雙擴散雙電層電層模型。他認為：模型。他認為： 1)離子有一定的大小；離子有一定的大小； 2)質點與表面除靜電作用外質點與表面除靜電作用外 ，還有范德華作用，還有范德華作用;因此表因此表 面可形成一固定吸附層面可形成一固定吸附層,或或 稱為稱為Stern層層(包括一些溶劑包括一些溶劑 分子分子);其余反離子其余反離子 擴散分布擴散分布 在溶液中在溶液中,構成擴散部分。構成擴散部分。Stern層層距離距離SternSt

20、ern面面滑動面滑動面+ 固固體體表表面面擴散層擴散層2.帶電界面的雙電層結構帶電界面的雙電層結構-Stern模型模型2022-4-2531距離距離 0 SternStern面面 電勢的大小，反映了膠粒帶電的程度。電勢的大小，反映了膠粒帶電的程度。 電勢電勢越高，越高，表明：表明： 膠粒帶電膠粒帶電越多越多 ，滑動面與溶液本體之，滑動面與溶液本體之間的電勢差間的電勢差越越大大， 擴散層厚度擴散層厚度越越厚厚 熱力學電勢熱力學電勢 由固體表面至溶液本體間的電勢差由固體表面至溶液本體間的電勢差 0； 斯特恩電勢斯特恩電勢 由緊密層與擴散層之間的分界處至溶液由緊密層與擴散層之間的分界處至溶液本體間的

21、電勢差本體間的電勢差 ； 電勢電勢(電動電勢電動電勢) 由滑動面至溶液本體間的電勢差。由滑動面至溶液本體間的電勢差。2022-4-2532 當固液兩相發(fā)生相對移動時，緊密當固液兩相發(fā)生相對移動時，緊密層（層（SternStern層）中的反離子及溶劑分子層）中的反離子及溶劑分子與質點一起運動。滑動面以外的部分與質點一起運動?；瑒用嬉酝獾牟糠植灰苿印２灰苿印；瑒用媾c溶液本體之間的電滑動面與溶液本體之間的電位差為位差為 。也只有在固。也只有在固液兩相發(fā)生相液兩相發(fā)生相對移動時，才呈現(xiàn)對移動時，才呈現(xiàn) 電勢。電勢。距離距離 0 SternStern面面 2022-4-2533當電解質濃度足夠大，當電解

22、質濃度足夠大，(c(c4 4態(tài)態(tài)),),可使可使 0 0，該狀態(tài)稱為等電態(tài)，此時膠體不帶電，該狀態(tài)稱為等電態(tài)，此時膠體不帶電，不會發(fā)生電動現(xiàn)象，不會發(fā)生電動現(xiàn)象，溶膠極易聚沉溶膠極易聚沉 當溶液中電解質濃度增加時，介質中反離子的濃度加大，當溶液中電解質濃度增加時，介質中反離子的濃度加大，將壓縮擴散層使其變薄，把更多的反離子擠進滑動面以內，將壓縮擴散層使其變薄，把更多的反離子擠進滑動面以內，使使 電勢在數(shù)值上變小，如下圖。電勢在數(shù)值上變小，如下圖。 0滑動面滑動面 c4 c3 c2 c1距距離離反離子濃度反離子濃度斯特恩模型斯特恩模型 : 給出了給出了 電勢明確的物理意義，電勢明確的物理意義，

23、解釋了解釋了溶膠的電動現(xiàn)象溶膠的電動現(xiàn)象, 定性地解釋了定性地解釋了電解質濃度對溶膠電解質濃度對溶膠 穩(wěn)定性的影響，穩(wěn)定性的影響，使人們對雙電層的使人們對雙電層的結構有了更深入的認識。結構有了更深入的認識。）電解質溶液濃度對）電解質溶液濃度對 的影響的影響2022-4-2534（1）電泳）電泳 在外電場的作用下，膠體粒子在分散介質中定向移動在外電場的作用下，膠體粒子在分散介質中定向移動 的現(xiàn)象，稱為的現(xiàn)象，稱為電泳電泳。2.2.溶膠的電動現(xiàn)象溶膠的電動現(xiàn)象 首先，在首先，在U形管中加入形管中加入NaCl溶液，然后，從下方支管緩慢溶液，然后，從下方支管緩慢壓入棕紅色壓入棕紅色 Fe(OH)3溶膠

24、，以溶膠，以使其與使其與 NaCl溶液溶液間有清晰的間有清晰的界面存在。通入直流電后，可界面存在。通入直流電后，可觀察到，電泳管中陽極一端界觀察到，電泳管中陽極一端界面下降，陰極一端界面上升。面下降，陰極一端界面上升。 Fe(OH)3溶膠溶膠NaCl溶液溶液界面法測電泳裝置示意圖界面法測電泳裝置示意圖+2022-4-2535 實驗測出在實驗測出在一定時間內一定時間內界面界面移動的距離移動的距離，可求得，可求得粒子的粒子的電泳速度電泳速度，由電泳，由電泳速度可求出膠體粒子的速度可求出膠體粒子的 電勢電勢。Fe(OH)3溶膠溶膠NaCl溶液溶液界面法測電泳裝置示意圖界面法測電泳裝置示意圖+2022

25、-4-2536（2 2）電滲）電滲 在多孔膜（或毛細管）兩端施加一定在多孔膜（或毛細管）兩端施加一定電壓，液體通過電壓，液體通過多孔膜多孔膜而而定向流動定向流動的現(xiàn)象，稱為的現(xiàn)象，稱為電滲電滲。電滲示意圖電滲示意圖L1 、L2 導線管導線管 ； E1 、E2 電極；電極； M 多孔塞；多孔塞；M 及及 C 間的循環(huán)管路間的循環(huán)管路 充水或其它溶液；充水或其它溶液； T 向毛細管向毛細管C 充氣，使在毛細管中形成一個小氣泡管路。充氣，使在毛細管中形成一個小氣泡管路。2022-4-2537（3 3）流動電勢）流動電勢定義：定義：在外力作用下，迫使液體通在外力作用下，迫使液體通過多孔隔膜（或毛細管）

26、定過多孔隔膜（或毛細管）定向流動，在多孔隔膜兩端所向流動，在多孔隔膜兩端所產生的電勢差，稱為產生的電勢差，稱為流動電流動電勢勢。 該過程可認為是電滲的該過程可認為是電滲的逆過程逆過程液槽液槽氣體氣體加壓加壓多多孔孔塞塞電位差計電位差計2022-4-2538定義：定義： 分散相粒子在重力場或離分散相粒子在重力場或離心力場的作用下迅速移動時，心力場的作用下迅速移動時，在移動方向的兩端所產生的電在移動方向的兩端所產生的電勢差，稱為勢差，稱為沉降電勢沉降電勢。（可視為電泳的逆過程）（可視為電泳的逆過程）（4）沉降電勢）沉降電勢:2022-4-2539（固相不動，液體移動）（固相不動，液體移動） 電滲外

27、加電場引起外加電場引起相對運動相對運動四種電現(xiàn)象的相互關系： 電泳流動電勢（液體靜止，固體粒子運動）（液體靜止，固體粒子運動）沉降電位相對運動產相對運動產生電位差生電位差2022-4-25403. 3. 溶膠的膠團結構溶膠的膠團結構 由吸附及擴散雙電層理論可以想象溶膠的結構為由吸附及擴散雙電層理論可以想象溶膠的結構為: 1)由分子由分子、原子或離子構成的、原子或離子構成的,具有晶體結構的具有晶體結構的,固態(tài)固態(tài) 微粒微粒 膠核。膠核。2）過剩反離子，一部分在滑動面內，一部分在滑動）過剩反離子，一部分在滑動面內，一部分在滑動 面外，呈擴散狀態(tài)分布于分散介質中。若分散介面外，呈擴散狀態(tài)分布于分散介

28、質中。若分散介 質是水，反離子應當是水化的。質是水，反離子應當是水化的。3）被包圍在滑動面內的）被包圍在滑動面內的膠核膠核+反離子反離子=膠體粒子。膠體粒子。4）整個擴散層整個擴散層 + 被包圍的膠體粒子被包圍的膠體粒子 = 膠團膠團（電中性）（電中性） 固相固相 (AgI)m nAg+緊密層緊密層（n-x）NO3-x+膠核膠核膠粒膠粒滑動面滑動面膠團膠團擴散層擴散層xNO3-溶液溶液本體本體例：膠團結構式見圖例：膠團結構式見圖例：例： AgNO3(稀稀aq) + KI (稀稀aq) AgI + KNO3KI為少量，為少量，：AgI溶膠吸附溶膠吸附Ag帶正電帶正電(正溶膠）正溶膠），NO3為反

29、離為反離 子子 ，AgNO3為穩(wěn)定劑。為穩(wěn)定劑。2022-4-2542KI 過量過量 ：AgI溶膠吸附溶膠吸附I帶負電，帶負電，K為反離子；為反離子； KI為穩(wěn)定劑為穩(wěn)定劑。例：例： KI (稀稀aq) + AgNO3(稀稀aq) AgI + KNO3膠團結構表示：膠團結構表示： 例：例：AgAg+ +少少量，生成帶量，生成帶負負電的膠粒，電的膠粒，K K為反離子為反離子 膠粒膠粒 AgIm nI (n-x)K+ x x K+ 膠核膠核 膠團膠團可滑動面可滑動面 m及及n 對每對每個膠粒可以大個膠?？梢源笮〔坏刃〔坏?022-4-2543膠核：首先吸附過量的膠核：首先吸附過量的 成核離子，然后

30、吸附反成核離子，然后吸附反 離子形成膠粒，包在滑動離子形成膠粒，包在滑動 層內；層內；2) 2) 膠團整體為電中性，在擴膠團整體為電中性，在擴散層內。散層內。KI為穩(wěn)定劑的膠團剖面圖：為穩(wěn)定劑的膠團剖面圖：KKKKAgImIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIKKKKKKKKKKKKKKKKKKKK膠核膠核 滑動面滑動面 （內部為膠粒）（內部為膠粒） 擴散層邊緣擴散層邊緣（包括整個膠團）（包括整個膠團）特點：特點：2022-4-25 以上是由于以上是由于吸附吸附離子使膠核帶電的情況。以下討論離子使膠核帶電的情況。以下討論由于產生由于產生電離電離產物使膠核帶電的情況。產物使膠核帶電的情

31、況。 當當 SiO2 微粒與水接觸時，生成弱酸，微粒與水接觸時，生成弱酸，H2SiO3 ，它的，它的電離產物電離產物 SiO32 有一部分仍有一部分仍固定在固定在 SiO2 上，未擴散到上，未擴散到溶液中去。這就形成了帶溶液中去。這就形成了帶負電的膠核負電的膠核。反離子反離子是是H+。-233222SiO2HSiOHOHSiO SiO2 溶膠的膠團結構為：溶膠的膠團結構為： SiO2m nSiO32 2(n-x)H+ 2 2x- - 2x H+2022-4-25 所以，要使溶膠聚沉也要從中和粒子電荷、所以，要使溶膠聚沉也要從中和粒子電荷、降低溶劑化降低溶劑化作用等入手。作用等入手。溶膠穩(wěn)定的原

32、因：溶膠穩(wěn)定的原因： 1) 1) 膠粒帶電膠粒帶電 增加膠粒間的排斥作用；增加膠粒間的排斥作用； 2 2) ) 溶劑化作用溶劑化作用 形成彈性水化外殼，增加溶膠聚合的形成彈性水化外殼，增加溶膠聚合的 阻力；阻力； 3) 3) BrownBrown運動運動 使膠粒受重力的影響而不下沉。使膠粒受重力的影響而不下沉。一.3 溶膠的穩(wěn)定與聚沉溶膠的穩(wěn)定與聚沉 2022-4-252.2.溶膠的聚沉：溶膠的聚沉：定義：定義： 溶膠中分散相微?；ハ嗑劢Y，顆粒變大，進而溶膠中分散相微?；ハ嗑劢Y，顆粒變大，進而 發(fā)生沉淀的現(xiàn)象稱為發(fā)生沉淀的現(xiàn)象稱為聚沉。聚沉。 通過加熱、輻射或加入電解質都可導致溶膠聚沉。以下主

33、要討論電解通過加熱、輻射或加入電解質都可導致溶膠聚沉。以下主要討論電解質對溶膠的作用。質對溶膠的作用。（1 1）電解質的聚沉作用：）電解質的聚沉作用：適量的電解質對溶膠起到穩(wěn)定劑的作用。適量的電解質對溶膠起到穩(wěn)定劑的作用。 但過量的電解質，特別是含高價反離子的電解質，往往會使溶膠聚但過量的電解質，特別是含高價反離子的電解質，往往會使溶膠聚沉。沉。2022-4-25其原因是：其原因是： 1）因為電解質的濃度或）因為電解質的濃度或價數(shù)增加時，會壓縮擴散層價數(shù)增加時，會壓縮擴散層，擴散層變薄，斥力勢能降，擴散層變薄，斥力勢能降低。當電解質濃度足夠大時低。當電解質濃度足夠大時，即使溶膠聚沉。，即使溶膠

34、聚沉。距離距離 0 SternStern面面 斯特恩層斯特恩層擴散層擴散層2022-4-252）若加入的反離子發(fā)生特）若加入的反離子發(fā)生特性吸附時，斯特恩層內的性吸附時，斯特恩層內的反離子數(shù)增加，使膠粒帶反離子數(shù)增加，使膠粒帶電量降低，而導致碰撞聚電量降低，而導致碰撞聚沉。沉。距離距離 0 SternStern面面 斯特恩層斯特恩層擴散層擴散層聚沉值聚沉值使溶膠發(fā)生明顯的聚沉所需該電解質的使溶膠發(fā)生明顯的聚沉所需該電解質的最小最小濃度濃度聚沉能力聚沉能力聚沉值的聚沉值的倒數(shù)倒數(shù)。 1)反離子的價數(shù)起主要作用：反離子反離子的價數(shù)起主要作用：反離子價數(shù)越高，價數(shù)越高，聚沉能聚沉能 力力越大越大。

35、粗略估計：粗略估計： 聚沉值聚沉值 1/Z 6，聚沉能力聚沉能力 Z 6 舒爾策舒爾策-哈迪（哈迪（ Schultz-Hardy）規(guī)則規(guī)則電解質對溶膠的聚沉規(guī)律：電解質對溶膠的聚沉規(guī)律： 電解質中使溶膠發(fā)生聚沉的離子，是與膠體粒子帶電符號電解質中使溶膠發(fā)生聚沉的離子，是與膠體粒子帶電符號相反的離子，即相反的離子，即反離子反離子。Me+ : Me2+ : Me3+ =16 : 26 : 36 = 1 : 64 : 729例外：例外：H+雖為一價，卻有很強聚沉能力。雖為一價，卻有很強聚沉能力。電解質對溶膠的聚沉作用電解質對溶膠的聚沉作用2) 2) 同價同價正離子，半徑越小正離子，半徑越小，水化能力

36、越強，水化層越厚，水化能力越強，水化層越厚 ，進入斯特恩層數(shù)量越少，進入斯特恩層數(shù)量越少，聚沉能力減弱聚沉能力減弱。 同價同價負離子，負離子，水化能力不起主要作用，水化能力不起主要作用，半徑越小半徑越小，吸，吸 附能力越強，附能力越強，聚沉能力越強。聚沉能力越強。 對某些一價正、負離子，按聚沉能力的大小，可以排對某些一價正、負離子，按聚沉能力的大小，可以排成所謂的成所謂的“感膠離子序感膠離子序”： 正正離子的聚沉能力：離子的聚沉能力：H+ Cs+ Rd+ NH4+ K+ Na+ Li+ 負負離子的聚沉能力離子的聚沉能力 ：F Cl Br NO3 I OH與溶膠電性同號的離子也有一定的作用，大的

37、或高價與溶膠電性同號的離子也有一定的作用，大的或高價的負（或正）離子對負（或正）電性膠體有一定的穩(wěn)定的負（或正）離子對負（或正）電性膠體有一定的穩(wěn)定作用。作用。？ 若將若將AgNO3溶液滴加至過量溶液滴加至過量KI溶液中，形成的溶液中，形成的 AgI溶溶膠中加入下列不同電解質溶液，則使溶膠在一定時間內完膠中加入下列不同電解質溶液，則使溶膠在一定時間內完全聚沉所需電解質的量最少者為（全聚沉所需電解質的量最少者為（ ）。）。 (A)La(NO3)3 (B) Mg(NO3)2 (C) NaNO3 (D) KNO3A2022-4-2552(2) 高分子化合物的聚沉作用高分子化合物的聚沉作用 在溶膠中加

38、入高分子化合物既可使溶膠穩(wěn)定，也可使溶在溶膠中加入高分子化合物既可使溶膠穩(wěn)定，也可使溶膠聚沉。好的聚沉劑應當是相對分子質量很大的線性聚合膠聚沉。好的聚沉劑應當是相對分子質量很大的線性聚合物。物。 1 1）搭橋效應）搭橋效應 一個長碳鏈高分子一個長碳鏈高分子化合物，通過吸附在許多膠粒上，化合物，通過吸附在許多膠粒上，從而把膠粒聯(lián)結起來，變成較大從而把膠粒聯(lián)結起來，變成較大的聚集體而聚沉。的聚集體而聚沉。它們的聚沉作用主要有三個方面：它們的聚沉作用主要有三個方面：2022-4-25532 2）脫水效應脫水效應 高分子對水有更強的的親合力，高分子對水有更強的的親合力， 由于它的溶解與水化，使膠粒脫水

39、，失去水化由于它的溶解與水化，使膠粒脫水，失去水化 外殼而聚沉。外殼而聚沉。3 3）電中和效應電中和效應 離子型的高分子，吸附到帶電膠離子型的高分子，吸附到帶電膠 粒上，中和了膠粒表面電荷，使粒子間斥力降粒上，中和了膠粒表面電荷，使粒子間斥力降 低，進而聚沉。低，進而聚沉。2022-4-2554 但是，若在溶膠中加入較但是，若在溶膠中加入較多的高分子化合物，同一個分多的高分子化合物，同一個分散相粒子表面吸附了多個高分散相粒子表面吸附了多個高分子，如左圖。或許多高分子線子，如左圖。或許多高分子線團環(huán)繞在分散相粒子周圍，形團環(huán)繞在分散相粒子周圍，形成水化外殼，包圍了分散相粒成水化外殼，包圍了分散相

40、粒子，則對溶膠起到保護作用。子，則對溶膠起到保護作用。（3） 異號溶膠的聚沉作用異號溶膠的聚沉作用2022-4-2555一一 乳狀液乳狀液 1.定義：由兩種不互溶或部分互溶的液體所形成的粗分定義：由兩種不互溶或部分互溶的液體所形成的粗分 散系統(tǒng)，稱為乳狀液。散系統(tǒng)，稱為乳狀液。 例：牛奶、煉油廠的廢水、乳化農藥例：牛奶、煉油廠的廢水、乳化農藥。若一為水，可用。若一為水，可用“W”表示；另一相為有機物，如苯、煤油表示；另一相為有機物，如苯、煤油，習慣上稱之為，習慣上稱之為“油油”，可用可用“O”表示。表示。 乳狀液乳狀液 可分為可分為兩大類型兩大類型水包油，水包油，O/W，油分散在水中油分散在水

41、中油包水，油包水，W/O，水分散在油中水分散在油中4 粗分散系統(tǒng)粗分散系統(tǒng) （a）水包油型（）水包油型（O/W） （b）油包水型（）油包水型（W/O）乳狀液的乳狀液的分散相分散相被稱為被稱為內內相，相，分散介質分散介質被稱為被稱為外相。外相。若若某相某相體積分數(shù)大于體積分數(shù)大于74%，它只能是乳狀液的，它只能是乳狀液的外相外相。2022-4-2557乳化劑乳化劑的種類的種類表面活性物質表面活性物質某些固體粉末某些固體粉末OW乳化劑乳化劑 乳狀液乳狀液要得到比較穩(wěn)定的乳狀液，必須加入要得到比較穩(wěn)定的乳狀液，必須加入乳化劑。乳化劑。 乳化劑能使乳狀液比較穩(wěn)定存在的作用乳化劑能使乳狀液比較穩(wěn)定存在的

42、作用乳化作用乳化作用 乳化劑使乳狀液比較穩(wěn)定的原因：乳化劑使乳狀液比較穩(wěn)定的原因： 降低油降低油- -水的界面張力，水的界面張力， 形成堅固的界面膜，形成堅固的界面膜， 液滴雙電層的排斥作用，液滴雙電層的排斥作用， 2022-4-25582 2乳狀液類型的鑒別乳狀液類型的鑒別 (1)染色法染色法：將：將油溶性油溶性染料滴入乳狀液，振蕩染料滴入乳狀液，振蕩 后在顯微鏡下觀察，后在顯微鏡下觀察，鑒別乳狀液是鑒別乳狀液是O/W型，還是型，還是W/O型的方法主要有：型的方法主要有：若若內相被染色內相被染色，則為，則為O/W型；型；若若外相染色外相染色，則為，則為W/O型。型。 (也可用水溶性染料做試也

43、可用水溶性染料做試 驗驗)。2022-4-2559(3)導電法導電法：因為：因為水導電性強水導電性強于油，于油，O/W型乳狀液的型乳狀液的導電性能導電性能 遠好遠好于于W/O型乳狀液，型乳狀液， 通過測電導可區(qū)別兩者。（通過測電導可區(qū)別兩者。（但但若若 乳狀液中有乳狀液中有離子型乳化劑離子型乳化劑，也有較好導電性。），也有較好導電性。）(2)稀釋法稀釋法：取少量乳狀液滴入水中或油中，若乳狀液取少量乳狀液滴入水中或油中，若乳狀液在水在水中能稀釋中能稀釋，即為，即為O/W型；在型；在油中能稀釋油中能稀釋，即為，即為W/O型。型。3.3.乳狀液的穩(wěn)定乳狀液的穩(wěn)定 添加少量的添加劑就能使乳狀液比較穩(wěn)定

44、的存在，解添加少量的添加劑就能使乳狀液比較穩(wěn)定的存在，解釋這種現(xiàn)象的理論就是釋這種現(xiàn)象的理論就是乳狀液的穩(wěn)定理論乳狀液的穩(wěn)定理論，它大致有以，它大致有以下幾個方面：下幾個方面：2022-4-25601)1)降低界面張力降低界面張力： 乳狀液系統(tǒng)的相界面面積比構成它的純液體要大得多乳狀液系統(tǒng)的相界面面積比構成它的純液體要大得多，是不穩(wěn)定分散系統(tǒng)。加入少量表面活性劑，表面活性劑，是不穩(wěn)定分散系統(tǒng)。加入少量表面活性劑，表面活性劑在兩相界面產生正吸附，在兩相界面產生正吸附，明顯降低界面張力明顯降低界面張力，使表面吉布使表面吉布斯函數(shù)降低斯函數(shù)降低，穩(wěn)定性增加。穩(wěn)定性增加。 表面活性劑的表面活性劑的HL

45、BHLB值可決定形成值可決定形成乳狀液的類型：乳狀液的類型： HLB 26: 形成形成W/O型乳狀液；型乳狀液； HLB 1218: :形成形成O/W型乳狀液。型乳狀液。 IIIIII2022-4-2561附附: : 乳化劑的選擇乳化劑的選擇可根據(jù)可根據(jù)HLBHLB值選擇乳化劑：值選擇乳化劑： HLBHLB ，親油性親油性 ， 8 8 8 親水親水。H HL LB B 用用 途途 3 3 6 6 W /O 乳乳 化化 劑劑 7 7 9 9 潤潤 濕濕 劑劑 8 8 1 18 8 O /W 乳乳 化化 劑劑 1 13 3 1 15 5 洗洗 滌滌 劑劑 1 15 5 1 18 8 加加 溶溶 劑

46、劑 HLB值可以從手冊查出，也可以估算值可以從手冊查出，也可以估算2022-4-252 2）形成定向楔的界面）形成定向楔的界面 乳化劑分子的一端極性基團親水，一端非極性基團親油，在界面乳化劑分子的一端極性基團親水，一端非極性基團親油，在界面層中層中, ,“大頭大頭”向外，向外，“小頭小頭” 密集釘在分散相小液滴上密集釘在分散相小液滴上, ,使它表面積使它表面積最小最小, ,界面吉布斯函數(shù)最低，界面膜更牢固。界面吉布斯函數(shù)最低，界面膜更牢固。 一價堿金屬皂類，形狀是：一價堿金屬皂類，形狀是： 親水端為大頭，作親水端為大頭，作為乳化劑時，容易形成為乳化劑時，容易形成O/W型型乳狀液：乳狀液：油油水

47、水2022-4-2563 二價堿金屬皂類，極性基團為二價堿金屬皂類，極性基團為小頭，小頭， 作為乳化劑，容作為乳化劑，容易形成易形成W/O型乳狀液：型乳狀液：油油水 大頭朝外，小頭向內，表面活性劑可緊密排列，大頭朝外，小頭向內，表面活性劑可緊密排列，形成厚壁，使乳狀液穩(wěn)定。形成厚壁，使乳狀液穩(wěn)定。例外例外：一價銀肥皂，作為乳化劑形成：一價銀肥皂，作為乳化劑形成W/O型型乳狀液乳狀液2022-4-25643 3）形成擴散雙電層）形成擴散雙電層-雙電層的排斥作用雙電層的排斥作用 離子型表面活性劑在水中電離，若正離子在水中的溶解度離子型表面活性劑在水中電離，若正離子在水中的溶解度大于負離子，則水帶正

48、電，油帶負電。帶電的一端指向水，大于負離子，則水帶正電，油帶負電。帶電的一端指向水，正離子在在水中呈擴散狀分布，形成擴散雙電層。它有較大正離子在在水中呈擴散狀分布，形成擴散雙電層。它有較大的熱力學電勢及較厚的雙電層，使乳狀液處于較穩(wěn)定的狀態(tài)。的熱力學電勢及較厚的雙電層，使乳狀液處于較穩(wěn)定的狀態(tài)。2022-4-25654 4）界面膜的穩(wěn)定作用）界面膜的穩(wěn)定作用-形成堅固的界面膜形成堅固的界面膜 乳化過程也是分散相液滴表面界面膜的成膜過程，界面膜乳化過程也是分散相液滴表面界面膜的成膜過程，界面膜的強度、韌性和厚度，對乳狀液的穩(wěn)定性起重要作用。的強度、韌性和厚度，對乳狀液的穩(wěn)定性起重要作用。 配制特

49、定組成的乳化劑，以形成較牢固的界面膜，可增配制特定組成的乳化劑，以形成較牢固的界面膜，可增加乳狀液的穩(wěn)定性。例水溶性的十六烷基磺酸鈉加乳狀液的穩(wěn)定性。例水溶性的十六烷基磺酸鈉+ +油溶性的乳油溶性的乳化劑異辛甾烯醇，可形成帶負電荷的穩(wěn)定的化劑異辛甾烯醇，可形成帶負電荷的穩(wěn)定的O/W乳狀液。乳狀液。2022-4-25665 5）固體粉末的穩(wěn)定作用：）固體粉末的穩(wěn)定作用： 分布在分布在乳狀液界面層的乳狀液界面層的固體微粒固體微粒, ,也能起到穩(wěn)定劑的作也能起到穩(wěn)定劑的作用。光滑球形粒子，若不考慮重力，在油用。光滑球形粒子，若不考慮重力，在油- -水界面上的分布水界面上的分布情況，情況，油油根據(jù)根據(jù)

50、YoungYoung方程有：方程有： os ws = ow cos 固固 so ow水水 sw 為油水界面與水固界面的夾角為油水界面與水固界面的夾角。cos =（ os ws ）/ ow 2022-4-2567 固固 so ow水水 swa. os ws， 900 水能潤濕固體，水能潤濕固體， 大部分粒子浸入水中；大部分粒子浸入水中；有如下三種情況：有如下三種情況： 固固 os ow水水 ws油油b.b. os 900 油能潤濕固體，油能潤濕固體， 大部分固體粒子在油中。大部分固體粒子在油中。2022-4-2568 ow ws 固固 os水水油油c. os = ws， = 900 ， 粒子在油

51、水之間。粒子在油水之間。2022-4-2569 所以，容易被水潤濕的固體，如粘土、所以，容易被水潤濕的固體，如粘土、AlAl2 2O O3 3，可，可形成形成O/W乳狀液乳狀液。油油水水 若要使固體微粒在分散相周圍排列成緊密固體膜，若要使固體微粒在分散相周圍排列成緊密固體膜，固體粒子大部分應當在分散介質中固體粒子大部分應當在分散介質中。2022-4-2570 容易被油潤濕的炭黑、石墨粉等容易被油潤濕的炭黑、石墨粉等，可作為，可作為W/O型型乳狀乳狀液的穩(wěn)定劑液的穩(wěn)定劑。水水油油2022-4-25714. 4. 乳狀液的去乳化乳狀液的去乳化定義：使乳狀液破壞的過程稱為定義：使乳狀液破壞的過程稱為

52、破乳破乳或去或去乳化。乳化。其過程分為兩步：其過程分為兩步： 第一，分散相小液滴第一，分散相小液滴絮凝成團絮凝成團； 第二，凝聚，即分散相第二，凝聚，即分散相結合成更大的液滴結合成更大的液滴，在重力場，在重力場 下自動下自動分層分層。 乳狀液穩(wěn)定存在的主要原因是乳化劑的存在，所以，乳狀液穩(wěn)定存在的主要原因是乳化劑的存在，所以，要破乳就要要破乳就要消除消除或或削弱乳化劑的保護能力。削弱乳化劑的保護能力。2022-4-2572常用方法為：常用方法為：1)用用不能形成不能形成牢固牢固膜膜的表面活性物質代替原來的乳化劑。的表面活性物質代替原來的乳化劑。 例如，異戊醇，表面活性強而碳氫鏈短，不能形成牢固

53、的界面膜。例如，異戊醇，表面活性強而碳氫鏈短，不能形成牢固的界面膜。2）加入能與乳化劑發(fā)生反應的物質，將它變成無乳化）加入能與乳化劑發(fā)生反應的物質，將它變成無乳化 作用的物質。作用的物質。例如，油酸鈉可使乳狀液穩(wěn)定，加無機酸，可使例如，油酸鈉可使乳狀液穩(wěn)定，加無機酸，可使油酸鈉變?yōu)椴痪哂腥榛饔玫挠退?，而達到破乳的油酸鈉變?yōu)椴痪哂腥榛饔玫挠退?，而達到破乳的 目的。目的。3）加入類型相反的乳化劑，加入類型相反的乳化劑，如向如向O/W型的乳型的乳狀液，加入狀液，加入W/O型乳化劑型乳化劑2022-4-25735）物理方法：）物理方法：離心分離，電泳破乳，超聲波破乳離心分離，電泳破乳，超聲波破乳4

54、）加熱。溫度升高，可降低乳化劑在油加熱。溫度升高，可降低乳化劑在油- -水界面的吸水界面的吸 附量，削弱保護膜對乳狀液的保護作用，降低介質的附量，削弱保護膜對乳狀液的保護作用，降低介質的粘度。粘度。5、泡沫、泡沫 氣體分散在液體或固體中所形成的分散系統(tǒng)稱之為泡沫。氣體分散在液體或固體中所形成的分散系統(tǒng)稱之為泡沫。 泡沫浮選泡沫浮選 6、懸浮液、懸浮液 不溶性固體粒子分散在液體中所形成的分散系統(tǒng)稱為懸浮液。不溶性固體粒子分散在液體中所形成的分散系統(tǒng)稱為懸浮液。 2022-4-25757 高分子化合物溶液的滲透壓高分子化合物溶液的滲透壓 這里，所謂的高分子化合物是指其摩爾質量這里，所謂的高分子化合

55、物是指其摩爾質量 M 1104 kg/mol 的大分的大分子化合物。在適當?shù)娜軇┲?，它們可自動分散為高分子（或大分子）溶子化合物。在適當?shù)娜軇┲?，它們可自動分散為高分子（或大分子）溶液。液?在這種溶液中，在這種溶液中，高分子化合物以分子或離子狀態(tài)均勻分布高分子化合物以分子或離子狀態(tài)均勻分布在溶液中，分散質與分散介質之間并無相界面存在。所以高在溶液中，分散質與分散介質之間并無相界面存在。所以高分子溶液是均勻分布的真溶液分子溶液是均勻分布的真溶液，是熱力學平衡系統(tǒng)，與溶膠，是熱力學平衡系統(tǒng)，與溶膠有本質的不同。有本質的不同。 只是由于高分子化合物分子的大小，恰好在膠體范圍內只是由于高分子化合物分

56、子的大小，恰好在膠體范圍內( 1nm103nm )，而且它具有某些膠體的特性，所以又稱高分子溶液為親液溶膠。它與，而且它具有某些膠體的特性，所以又稱高分子溶液為親液溶膠。它與溶膠性質上的比較，列于下表。溶膠性質上的比較，列于下表。2022-4-2576 分散相粒子尺寸分散相粒子尺寸 1103 nm 擴散慢擴散慢 不能通過半透膜不能通過半透膜相相同同之之處處高分子溶液高分子溶液溶溶 膠膠不不同同之之處處具有具有可逆性：可逆性：蒸發(fā)除去溶劑蒸發(fā)除去溶劑，可得干燥的高分子化合物，可得干燥的高分子化合物；再加入溶劑，又可自動溶；再加入溶劑，又可自動溶解成溶液。解成溶液。具有具有不可逆性不可逆性：蒸發(fā)除

57、去溶劑：蒸發(fā)除去溶劑，可得干燥的沉淀物；若再加，可得干燥的沉淀物；若再加入溶劑，不能復原成溶膠入溶劑，不能復原成溶膠 熱力學熱力學穩(wěn)定系統(tǒng)穩(wěn)定系統(tǒng) 熱力學熱力學不穩(wěn)定系統(tǒng)不穩(wěn)定系統(tǒng)穩(wěn)定原因主要穩(wěn)定原因主要是溶劑化是溶劑化 穩(wěn)定原因主要是穩(wěn)定原因主要是分散相粒子帶電分散相粒子帶電均均相系統(tǒng)相系統(tǒng)，丁鐸爾效應微弱，丁鐸爾效應微弱 多多相系統(tǒng)相系統(tǒng)，丁鐸爾效應強，丁鐸爾效應強 對電解質對電解質穩(wěn)定性大穩(wěn)定性大 加入少量電解質就會聚沉加入少量電解質就會聚沉 粘度粘度大大 粘度粘度小，與純溶劑粘度相似小，與純溶劑粘度相似2022-4-25771.高分子溶液的滲透壓高分子溶液的滲透壓 在第四章討論稀溶液的

58、依數(shù)性時，曾推導出理想稀溶液的在第四章討論稀溶液的依數(shù)性時，曾推導出理想稀溶液的滲透壓滲透壓 與溶質濃度與溶質濃度 cB 的關系式：的關系式：RTcB它對高分子溶液也適用。它對高分子溶液也適用。 由于在高分子溶液中，分散質與分散介質之間存在較強由于在高分子溶液中，分散質與分散介質之間存在較強的親和力，所以有明顯的溶劑化效應。這樣就影響滲透壓，的親和力，所以有明顯的溶劑化效應。這樣就影響滲透壓，對以上公式產生偏差。若對以上公式產生偏差。若 B 為溶質的質量濃度，為溶質的質量濃度，M 為溶質為溶質的摩爾質量，上式成為：的摩爾質量，上式成為：/MRTB2022-4-2578/MRTB 在恒溫下，在恒

59、溫下， / B 應當是常數(shù)，但是實驗表明，在恒溫下，應當是常數(shù)，但是實驗表明，在恒溫下， / B 隨隨 B 變化而變化。所以以用維里變化而變化。所以以用維里( virial )方程來表示方程來表示 與與 B 的關系為好。的關系為好。 .AAMRT/2B3B2B1 式中的式中的A2 、A3 均為常數(shù)，稱為均為常數(shù)，稱為維里系數(shù)維里系數(shù)。若質量濃度。若質量濃度 B 很小，可以忽略高次項，上式成為：很小，可以忽略高次項，上式成為：B2B1AMRTB2B1AMRT由由可見可見 在恒溫下，若以在恒溫下，若以 / B 對對 B 作圖，應得一直線，由直線的作圖，應得一直線，由直線的斜率可得斜率可得A2 ，由

60、直線的截距可得高分子化合物的摩爾質量，由直線的截距可得高分子化合物的摩爾質量 M 。 滲透壓法測定高分子滲透壓法測定高分子摩爾質量摩爾質量 M 的范圍是：的范圍是：10 103 kg/mol。摩爾質量太小時，高分子化合物容易通過半透膜，摩爾質量。摩爾質量太小時，高分子化合物容易通過半透膜，摩爾質量 M太大時，太大時，滲透壓很小，測量誤差大滲透壓很小，測量誤差大。對于能電離的高分子稀。對于能電離的高分子稀溶液，溶液，(12.10.3) 并不適用。并不適用。 對于蛋白質水溶液，只有在等電狀態(tài)時，才適用。這個問題對于蛋白質水溶液，只有在等電狀態(tài)時，才適用。這個問題，在下一節(jié)中，還要詳盡討論。，在下一