物理化學(xué)膠體分散系統(tǒng)課件

1、第九章 膠體分散系統(tǒng)第九章 膠體分散系統(tǒng)膠體(colloid)：與表面化學(xué)密不可分，是具有巨大比表面積，具有高的表面能的體系；分散系統(tǒng)(disperse systems)：將一種或幾種物質(zhì)分散在另一種物質(zhì)中所構(gòu)成的體系。分散相：非連續(xù)形式存在的被分散的物質(zhì)分散介質(zhì)：連續(xù)相形式存在的物質(zhì)分類：膠體(colloid)：與表面化學(xué)密不可分，是具有巨大比表面主要內(nèi)容9.1 溶膠的分類和基本特征9.2 溶膠的制備和凈化9.3 溶膠的動力性質(zhì)9.4 溶膠的光學(xué)性質(zhì)9.5 溶膠的電學(xué)性質(zhì)9.6 溶膠的穩(wěn)定性和聚沉9.7 乳狀液及微乳狀液主要內(nèi)容9.1 溶膠的分類和基本特征9.2 溶膠的制第一節(jié) 溶膠的分類和

2、基本特征 第一節(jié) 溶膠的分類和基本特征 膠 體(colloid) 定義：分散相的粒徑為1-100 nm之間的分散系統(tǒng)特點：擴(kuò)散慢，能通過濾紙但不能透過半透膜。分類：親液膠體(lyophilic colloid)：大分子物質(zhì)(例如明膠、蛋白質(zhì)等) 溶解在水中成為均相系統(tǒng)，為大分子溶液。屬于熱力學(xué)穩(wěn)定體系締合膠體(association colloid)：表面活性物質(zhì)締合形成膠束。溶膠(sol) ：難溶物分散在分散介質(zhì)中所形成的憎液膠體(lyophobic colloid)。 如AgI或Fe(OH)3的超微分散系統(tǒng)，系統(tǒng)具很高的表面能，不穩(wěn)定，易被破壞而聚沉，為熱力學(xué)不穩(wěn)定體系。膠 體(collo

3、id) 定義：分散相的粒徑為1-100 n親液膠體舉例 血漿代用品 親液膠體舉例 血漿代用品 締合膠體舉例 表面活性劑膠束增溶作用聚合物膠束-DDSEnhanced Permeability and Retention (EPR) effect Ligandmediated DDS締合膠體舉例 表面活性劑膠束增溶作用Enhanced Pe溶膠舉例 藥物納米晶產(chǎn)品描述技術(shù)平臺Rapamune (雷帕霉素 )免疫抑制劑，納米晶，腎移植的免疫抑制 （2000.8 FDA批準(zhǔn)）NanoCrystal technology (Elan/Wyeth)Emend（阿瑞吡坦）止吐藥，納米晶，治療化療病人的惡心

4、、嘔吐 （2003.3 FDA批準(zhǔn)）NanoCrystal technology(Elan/Merck)Tricor（非諾貝特 ）降血脂，納米晶（2004.12 FDA批準(zhǔn)）NanoCrystal technology(Elan/Abbot)Triglide（非諾貝特 ）降血脂，納米晶NanoCrystal technology(SkyePharma/First Horizon Pharmaceuticals減小粒徑，增大比表面積。提高溶出速率，提高生物利用度。溶膠舉例 藥物納米晶產(chǎn)品描述技術(shù)平臺Rapamune (雷溶膠分類 按分散相與分散介質(zhì)聚集狀態(tài)分類（列舉）本章主要討論的是液溶膠，特別

5、是液液溶膠和固液溶膠氣液固氣溶膠液溶膠固溶膠霧煙滅火泡沫牛奶、石油油漆、泥漿沸石珍珠有色玻璃分散介質(zhì)分散相溶膠分類 按分散相與分散介質(zhì)聚集狀態(tài)分類（列舉）氣液固氣溶膠溶膠基本特性 高度分散性：與粗分散系統(tǒng)比具有相對穩(wěn)定性，粒徑小，不易沉降，動力學(xué)上是穩(wěn)定的。多相性：為多相分散系統(tǒng)，存在相界面(相不均勻性)，而大分子溶液是均相的。熱力學(xué)不穩(wěn)定性：因為比表面巨大，所以膠粒具有高表面能，有相互聚集而變成粗分散系統(tǒng)的傾向。而小分子溶液和大分子溶液都是不存在相界面，是熱力學(xué)穩(wěn)定體系。溶膠基本特性 高度分散性：與粗分散系統(tǒng)比具有相對穩(wěn)定性，粒徑第二節(jié) 溶膠的制備和凈化（自學(xué)，初步了解即可）【后續(xù)藥劑課程將

6、會有詳細(xì)介紹】 第二節(jié) 溶膠的制備和凈化（自學(xué)，初步了解即可）【后制備溶膠的二種途徑： 溶膠1100 nm 小分子溶液 100 nm 分散法 凝聚法溶膠的制備制備溶膠的二種途徑： 溶膠小分子溶液粗分散系統(tǒng)分散法 凝聚法分散法機(jī)械法：膠體磨、氣流粉碎機(jī) 超聲波法 膠溶法 凝聚法 物理法： 蒸汽狀態(tài)溶解狀態(tài)的物質(zhì)冷 卻改變?nèi)軇┠z態(tài) 化學(xué)法： 還原法（金屬溶膠）氧化法復(fù)分解反應(yīng)（鹽類溶膠 ）水解 （金屬氧化物溶膠 ）分機(jī)械法：膠體磨、氣流粉碎機(jī) 超聲波法 膠溶法 凝物理法： 膠體磨膠體磨的磨盤，相互以10,00020,000r/min的轉(zhuǎn)速方向運(yùn)動，分散相在磨盤的間隙中受到強(qiáng)大的剪切力而粉碎，并達(dá)到

7、膠體顆粒的粒徑范圍。膠體磨適用于脆性物料的粉碎，如活性炭對柔韌性的物料通常先做硬化處理（如液氮處理）后再粉碎一分散法 膠體磨膠體磨的磨盤，相互以10,00020,000r/mi氣流粉碎機(jī)1515利用高壓流體使物料顆粒與顆粒之間或顆粒與室壁間相互強(qiáng)烈碰撞而產(chǎn)生粉碎作用。流體可以是空氣、蒸汽或惰性氣體，速度可達(dá)音速或超音速。由于粉碎過程中高壓氣流膨脹吸熱，產(chǎn)生明顯的冷卻效應(yīng)，可以抵消粉碎產(chǎn)生的熱量。氣流粉碎機(jī)1515利用高壓流體使物料顆粒與顆粒之間或顆粒與室超聲波分散法 這種方法目前只用來制備乳狀液。 如圖所示，將分散相和分散介質(zhì)兩種不混溶的液體放在樣品管4中。樣品管固定在變壓器油浴中。 在兩個電

8、極上通入高頻電流，使電極中間的石英片發(fā)生機(jī)械振蕩，使管中的兩個液相均勻地混合成乳狀液。 超聲波分散法 這種方法目前只用來制備乳狀液。 如二凝聚法 1. 物理凝聚法 如鈉的苯溶膠制備 接真空泵液態(tài)空氣鈉苯苯接受管先將體系抽真空，然后適當(dāng)加熱管2(苯)和管4(金屬鈉)，使鈉和苯的蒸氣同時在管5 外壁凝聚。 在管3中獲得鈉的苯溶膠。 25234二凝聚法 1. 物理凝聚法 如鈉的苯溶膠制備 接真空泵液2. 化學(xué)凝聚法 凡能有沉淀析出的化學(xué)反應(yīng)都可能用來制備相應(yīng)溶膠 水解反應(yīng)制備Fe (OH)3溶膠 FeCl3 +3H2O Fe (OH)3 + 3HCl 通過各種化學(xué)反應(yīng)使生成物呈過飽和狀態(tài)，使初生成的

9、難溶物微粒結(jié)合成膠粒，在少量穩(wěn)定劑存在下形成溶膠。例如：3. 改變?nèi)軇┓?使溶解度驟變，如 松香在乙醇中：溶 水水中：不溶 溶膠 2. 化學(xué)凝聚法 凡能有沉淀析出的化學(xué)反應(yīng)都可能用來制備相應(yīng)三均勻分散膠體 均勻分散膠體是粒子大小基本一致的膠體。 制備需滿足的條件： (1) 暴發(fā)性成核，使速率v晶核形成v晶體長大 (2) 同步長大 應(yīng)用： (1) 驗證基本理論 (2) 理想的標(biāo)準(zhǔn)材料 (3) 新材料 三均勻分散膠體 均勻分散膠體是粒子大小基本一致的膠體。 制溶膠凈化 溶膠溶膠化學(xué)法制備的溶膠，往往含有過多的電解質(zhì) 一定量電解質(zhì)是溶膠穩(wěn)定的必要條件 過量電解質(zhì)使溶膠不穩(wěn)定1 滲析法 普通滲析 半透

10、膜電滲析 水+半透膜水水溶膠凈化 溶膠溶膠化學(xué)法制備的溶膠，往往含有過多的電解質(zhì)1 2 超慮法：小分子電解質(zhì)濾去，再用介質(zhì)重新分散 減壓過濾 加壓過濾 真空泵壓縮空氣半透膜半透膜2 超慮法：小分子電解質(zhì)濾去，再用介質(zhì)重新分散 減壓過濾 納米粒子和納米技術(shù) 納米粒子：尺度為1100 nm之間的粒子 1. 納米粒子的結(jié)構(gòu)和特性(1) 小尺寸效應(yīng) (2) 表面效應(yīng) (3) 量子尺寸效應(yīng) (4) 宏觀量子隧道效應(yīng)2納米粒子的制備方法基本方法與制備憎液溶膠雷同 納米組裝材料的制備技術(shù)自組織技術(shù) 模板合成法納米粒子和納米技術(shù) 納米粒子：尺度為1100 nm之間的粒Nanoscale nm100-1000

11、times smaller1 million times smallernanoparticles10-100 nmNanoscale nm100-1000 times sma小尺寸效應(yīng) 由于顆粒尺寸變小所引起的宏觀物理性質(zhì)的變化稱為小尺寸效應(yīng)。小尺寸效應(yīng)的主要影響： 1、寬頻帶強(qiáng)吸收性質(zhì)2、激光增強(qiáng)吸收現(xiàn)象3、磁有序態(tài)向磁無序態(tài)的轉(zhuǎn)變4、超導(dǎo)相向正常相的轉(zhuǎn)變5、金屬熔點明顯降低小尺寸效應(yīng) (2) 表面效應(yīng) 表面效應(yīng)是指納米粒子的表面原子數(shù)與總原子數(shù)之比隨粒徑的變小而急劇增大后所引起的性質(zhì)上的變化?；?。 由于納米粒子表面原子數(shù)增多，表面原子配位數(shù)不足和高的表面能導(dǎo)致這些原子易與其它原子相結(jié)合而

12、穩(wěn)定下來，故具有很高化學(xué)活性。(2) 表面效應(yīng) 由于納米粒子表面原子數(shù)增多，表面原子配位 量子尺寸效應(yīng)是指當(dāng)粒子尺寸下降到某一數(shù)值時，電子能級由準(zhǔn)連續(xù)變?yōu)殡x散能級或者能隙變寬的現(xiàn)象。(3) 量子尺寸效應(yīng)量子尺寸效應(yīng)的主要影響：1、導(dǎo)體向絕緣體的轉(zhuǎn)變2、吸收光譜的蘭移現(xiàn)象3 、納米材料的磁化率4、納米顆粒的發(fā)光現(xiàn)象(3) 量子尺寸效應(yīng)Feridex(菲立磁 ) 宏觀量子隧道效應(yīng)是指當(dāng)微觀粒子的總能量小于勢壘高度時，該粒子仍能穿越這一勢壘。例如：金屬鎳納米粒在低溫下保持順磁性(4) 宏觀量子隧道效應(yīng)產(chǎn)品描述技術(shù)平臺Gd-DTPA Dimeglumine（釓噴酸葡胺） MRI成像的順磁性造影劑，可能

13、縮短組織中質(zhì)子的T1及T2馳豫時間，從而增強(qiáng)圖像的清晰度和對比度。超順磁顆粒Feridex I.V. （菲立磁）MRI超順磁顆粒造影劑。IV給藥后,肝臟的枯否細(xì)胞可吞噬給藥量的80。超順磁顆粒Gadopentetate Dimeglumine釓噴酸葡胺 Feridex(菲立磁 )(4) 宏觀量子隧道效應(yīng)產(chǎn)品描述技納米技術(shù)在藥學(xué)中的應(yīng)用巨大的比表面積改善難溶性藥物的溶解度提高難溶性藥物的溶出速度細(xì)胞水平的藥物轉(zhuǎn)運(yùn)靶向制劑 (治療)造影劑 （診斷）納米技術(shù)在藥學(xué)中的應(yīng)用巨大的比表面積Nanoparticles based on self-assemble of amphiphilic block

14、copolymersNanoparticles based on self-as-+DNALigand PolycationDNA Complex+納米粒核酸藥物傳遞的應(yīng)用NucleusDNA ComplexEndocytosisEndosomeEndosomal ReleaseNuclear Trafficking-+DNALigand PolycationD第三節(jié) 溶膠的動力性質(zhì) 第三節(jié) 溶膠的動力性質(zhì) 熱運(yùn)動布朗運(yùn)動，擴(kuò)散重力場重力降沉和平衡 離心力場離心降沉和平衡 電學(xué)性質(zhì) 光學(xué)性質(zhì) 動力性質(zhì)溶膠性質(zhì) 溶膠性質(zhì)熱運(yùn)動布朗運(yùn)動，擴(kuò)散重力場重力降沉和平衡 離心力場布朗運(yùn)動示意圖1827年，

15、英國植物學(xué)家布朗在顯微鏡下看到懸浮在液面上的花粉不停地做不規(guī)則的折線運(yùn)動布朗運(yùn)動示意圖1827年，英國植物學(xué)家布朗在顯微鏡下看到懸浮布朗運(yùn)動（Brownian motion）溶膠粒子在介質(zhì)中無規(guī)則的運(yùn)動的現(xiàn)象 原因：分散介質(zhì)分子以不同大小和不同方向的力對膠體粒子不斷撞擊而產(chǎn)生的，由于受到的力不平衡，所以連續(xù)以不同方向、不同速度作不規(guī)則運(yùn)動。分散介質(zhì)分子熱運(yùn)動的宏觀表現(xiàn)。 液體分子對膠體粒子的碰撞布朗運(yùn)動（Brownian motion）溶膠粒子在介質(zhì)中無布朗運(yùn)動與溶膠的穩(wěn)定性膠體體系動力不穩(wěn)定的因素之一 布朗運(yùn)動使粒子趨于均勻分布，阻止粒子因重力作用而下降膠體體系動力穩(wěn)定的因素之一使膠?；ハ嗯?/p>

16、撞，促使它們聚結(jié)變大布朗運(yùn)動與溶膠的穩(wěn)定性膠體體系動力不穩(wěn)定的因素之一 布朗運(yùn)動愛因斯坦-布朗運(yùn)動公式Einstein公式：布朗運(yùn)動平均位移的計算 x其關(guān)系： 若在時間t 內(nèi)觀察布朗運(yùn)動位移 ， 很容易在顯微鏡下觀察，若知道黏度、溫度、觀察時間，由此可求得溶膠粒子半徑 愛因斯坦-布朗運(yùn)動公式Einstein公式：布朗運(yùn)動平均位移物理化學(xué)膠體分散系統(tǒng)課件物理化學(xué)膠體分散系統(tǒng)課件滲透滲透壓：半透膜兩側(cè)的壓差 =p1平衡時兩側(cè)化學(xué)勢相等可導(dǎo)出稀溶液的 = cRT( c: mol/m3 ) 溶劑通過半透膜（對溶質(zhì)不通透）向溶質(zhì)高濃度區(qū)移動的現(xiàn)象 （對溶劑而言，濃度從高低） 溶劑溶液半透膜（只容許溶劑通

17、過）滲透壓p1滲透壓 = p1范霍夫（Vant Hoff）公式 = (W/VM)RT滲透滲透壓：半透膜兩側(cè)的壓差 =p1溶劑溶液半透膜滲透壓p物理化學(xué)膠體分散系統(tǒng)課件物理化學(xué)膠體分散系統(tǒng)課件重力沉降與沉降平衡溶膠粒子在外力場定向移動稱沉降 沉降粒子濃集 擴(kuò)散粒子分散 沉降與擴(kuò)散是兩個相對抗的運(yùn)動 粒子小，力場小擴(kuò)散 粒子大或力場大沉降 擴(kuò)散沉降相當(dāng)平衡 兩者對抗有三種形態(tài) 重力沉降與沉降平衡溶膠粒子在外力場定向移動稱沉降 沉降粒F沉 F阻重力場：不強(qiáng)的力場，若粗分散系（104m）可有明顯沉降 1. 重力沉降 平衡力： F沉 = F阻 F沉 = F重 F浮= Vg V0g F阻= 6rv 6rv

18、 沉降速度 沉降分析法，測v求粒徑r (2)落球式粘度計，測v求 應(yīng)用 Stokes定律:F沉 F阻重力場：不強(qiáng)的力場，若粗分散系（104m）可有2. 沉降平衡：如果粒徑不太大時(小于100nm) 平衡力： F沉 = F擴(kuò)= -F滲透平衡濃度：h1c1h2c22. 沉降平衡：如果粒徑不太大時(小于100nm) 平衡力此式表明(2)相同高度h，r，c2/c1 小粒h1h2大粒h1c1h2c2（1）相同粒度r，h，c 此式表明(2)相同高度h，r，c2/c1 小粒h1h2大例：試計算293K時，粒子半徑分別為r1104 m，r2107 m，r3109 m的某溶膠粒子下沉0.1 m所需的時間和粒子濃

19、度降低一半的高度。已知分散介質(zhì)的密度0103 kgm3，粒子的密度2103 kgm3，溶液的粘度為0.001 Pas。解 將r1104 m代入重力沉降速度公式， 解得t=4.59 s例：試計算293K時，粒子半徑分別為r1104 m，r2代入數(shù)據(jù)，解得h=6.831014 m同理可求得r2107 m, r3109 m的結(jié)果見下：r/m沉降0.1m時間濃度降低一半的高度/m1044.59 s6.8310141074.59106 s=5.31天6.831051094.591010 s =1460 年68.3結(jié)論：粗分散系統(tǒng)的粒子，沉降作用強(qiáng)烈，擴(kuò)散幾乎不起作用-動力學(xué)不穩(wěn)定溶膠系統(tǒng)粒子擴(kuò)散作用可以

20、抗衡沉降，形成一定的平衡分布，甚至當(dāng)粒度足夠小時，沉降完全消失，表現(xiàn)出動力學(xué)穩(wěn)定代入數(shù)據(jù)，r/m沉降0.1m時間濃度降低一半的高度/m10第四節(jié) 溶膠的光學(xué)性質(zhì) 第四節(jié) 溶膠的光學(xué)性質(zhì) 不同波長光線的顏色 可見光的波長范圍在700400納米之間。波長不同的電磁波，引起人眼的顏色感覺不同。 色光有互補(bǔ)色eg:植物葉子光合作用的葉綠素吸收可見光區(qū)的藍(lán)紫光和紅光，因而呈現(xiàn)這些光的互補(bǔ)色-綠色。不同波長光線的顏色 可見光的波長范圍在700400納米之間光通過分散系統(tǒng)時基本現(xiàn)象 真溶液粗分散溶膠透明有色(補(bǔ)色)混濁乳光吸收透射反射散射吸收：取決于化學(xué)組成 反射：粒徑 波長散射：粒徑 dd陰離子；膠粒非選

21、擇性吸附往往吸附陰離子而帶負(fù)電2. 同晶置換如晶格中高價離子被低價離子置換而帶電3. 摩擦4. 電離帶電:離子型固體電解質(zhì)形成溶膠時，由于正、負(fù)離子溶解量不同，使膠粒帶電。 例如：將AgI制備溶膠時，由于Ag+較小，活動能力強(qiáng)，比I-容易脫離晶格而進(jìn)入溶液，使膠粒帶負(fù)電。例如：硅酸溶膠H2SiO3 （不同pH時） HSiO3 + H+ 堿性條件帶負(fù)電 HSiO2+ + OH 酸性條件帶正電 4. 電離帶電:離子型固體電解質(zhì)形成溶膠時，由于正、負(fù)離子溶Helmholtz于1879年提出：帶電粒子的表面電荷與介質(zhì)中反離子構(gòu)成平行的雙層（平行雙電層） 1.平板雙電層模型 平板雙電層模型溶膠粒子通過吸

22、附和電離作用，膠粒和介質(zhì)帶有數(shù)量相等而符號相反的電荷，從而在相界面上形成了雙電層結(jié)構(gòu)。雙電層理論(自學(xué)，不要求)模型過于簡單不能區(qū)別表面電勢與電動電勢 Helmholtz于1879年提出： 1.平板雙電層模型 平2.擴(kuò)散雙電層模型GouyChapman于1913年提出：靜電作用（吸引）和熱運(yùn)動兩種效應(yīng)使之形成擴(kuò)散雙電層。該模型區(qū)分了表面電勢和電動電勢。反離子排布 形成內(nèi)多外少的擴(kuò)散狀分布(符合Boltzman分布)靜電吸力，向內(nèi)集中熱運(yùn)動，向外擴(kuò)散 滑動面電動電勢 滑動面處電勢 兩者分界面稱滑動面 膠體粒子移動時 緊密層反離子跟隨移動 擴(kuò)散層反離子不跟隨移動 緊密層2.擴(kuò)散雙電層模型GouyC

23、hapman反離子排布 形成內(nèi) 雙 電 層 的 Stern 模 型3. Stern吸附擴(kuò)散雙電層模型Stern認(rèn)為：反離子通過特性吸附緊緊吸附在固體表面上，形成12個分子層厚的緊密層。緊密層中，反離子的電性中心構(gòu)成了Stern面。提出更精細(xì)的結(jié)構(gòu)，能解釋更多的實驗事實。 雙 電 層 的 Stern 模 型3. Stern吸附第六節(jié) 溶膠的穩(wěn)定性與聚沉 第六節(jié) 溶膠的穩(wěn)定性與聚沉 膠束結(jié)構(gòu)式：(膠核)m n定位離子（nx）內(nèi)層反離子 x外層反離子 膠束（膠團(tuán)）結(jié)構(gòu)定位離子按Fajans規(guī)則確定 定位離子 Stern面 滑動面 膠核 吸附層 擴(kuò)散層膠粒 膠團(tuán) 膠束結(jié)構(gòu)式：(膠核)m n定位離子（n

24、x）內(nèi)層反離子膠核例1：AgNO3 + KI（KI過量 穩(wěn)定劑）KNO3 + AgI 膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)表達(dá)式 滑動面擴(kuò)散層緊密層 xK+ (AgI)m n I (n-x)K+x膠核例1：AgNO3 + KI（KI過量 穩(wěn)定劑）K膠核膠粒膠團(tuán)膠團(tuán)的圖示式 xK+ (AgI)m n I (n-x)K+x膠核膠粒膠團(tuán)膠團(tuán)的圖示式 xK+ AgI 溶膠： 制備1：AgNO3 + KI (過量) AgI + KNO3 結(jié)構(gòu)式：(AgI)m制備2：AgNO3 (過量) + KI AgI + KNO3 結(jié)構(gòu)式：(AgI)mK+ + I n I (n-x) K+ x-xK+（負(fù)溶膠）Ag+ + NO3 n Ag+

25、(n-x) NO3 x+ xNO3（正溶膠) AgI 溶膠： 制備1：AgNO3 + KI (過量) 例2 Fe (OH)3溶膠 部分Fe(OH)3與HCl作用： 1. m個Fe(OH)3分子聚成的固體粒子-膠核。 Fe(OH)3m 2.膠核選擇性吸附：nFeO+離子，帶正電。 3. 靜電作用，吸附少量Cl- , (n-x) Cl- 吸附層： nFeO+ (n-x) Cl- 膠核與吸附層組成膠粒。且膠粒帶x正電荷。 4.據(jù)呈電中性的要求，膠粒仍然要吸附Cl- 這部分Cl-借助于擴(kuò)散作用分布于離膠核較遠(yuǎn)處 形成擴(kuò)散層: x Cl-例2 Fe (OH)3溶膠 部分Fe(OH)3與HCl作用 Fe(

26、OH)3m膠核膠粒膠團(tuán)吸附層擴(kuò)散層 nFeO+ (n-x) Cl- x+ x Cl- Fe(OH)3m膠核膠粒膠團(tuán)吸附層擴(kuò)散層 nFeO溶膠的穩(wěn)定性穩(wěn)定溶膠的因素 ：動力穩(wěn)定性（擴(kuò)散力）：擴(kuò)散，Brown運(yùn)動，有利穩(wěn)定。粒徑越小、介質(zhì)粘度越大，越使溶膠穩(wěn)定表面帶電（靜電斥力）：帶電后的電性斥力，是溶膠穩(wěn)定的主要原因溶劑化（水化膜斥力 ）：膠粒表面的水化膜猶如一層彈性膜，阻礙膠粒相互碰撞合并變大。水化膜層愈厚，膠粒愈穩(wěn)定。熱力學(xué)因素：高分散度，比表面能大，有自發(fā)聚集傾向 溶膠的穩(wěn)定性穩(wěn)定溶膠的因素 ：動力穩(wěn)定性（擴(kuò)散力）：擴(kuò)散，B溶膠穩(wěn)定的DLVD理論(了解)(1) 引力勢能Va（遠(yuǎn)程力） (2

27、) 靜電斥力Vr（近程力） 兩者總結(jié)果，形成能壘1. 膠粒之間的作用力和勢能曲線 H勢能VVbK是雙電層厚度倒數(shù)溶膠穩(wěn)定的DLVD理論(了解)(1) 引力勢能Va（遠(yuǎn)程力）溶膠穩(wěn)定的DLVD理論H勢能VVb過量電解質(zhì)壓縮雙電層，值，斥力勢能 ，不利于穩(wěn)定 (2) 表面電勢對穩(wěn)定性影響 增加表面電勢，斥力勢能，勢壘高度，有利于穩(wěn)定 (3) 電解質(zhì)對穩(wěn)定性影響 (4) 反離子價數(shù)對穩(wěn)定性影響 總勢能V=0時電解質(zhì)的濃度c與其價數(shù)z的關(guān)系：(1) 溶膠穩(wěn)定性原因：需克服勢壘 2DLVD理論對溶膠穩(wěn)定性的解釋勢壘Vb：1520 kJmol1 熱運(yùn)動平均動能：常溫下 ，3.7kJmol1 溶膠穩(wěn)定的DL

28、VD理論H勢能VVb過量電解質(zhì)壓縮雙電層，值溶膠的聚沉(coagulation)電解質(zhì)影響溶膠電性，溶膠對其十分敏感 適量電解質(zhì)是溶膠穩(wěn)定必要條件 適量定位離子使溶膠帶電而穩(wěn)定（所以制備時不可凈化過度） 過多電解質(zhì)使溶膠發(fā)生聚沉 聚沉原因：吸附飽和，緊密層中反離子 ，反離子壓縮雙電層，K ,(使)，= 0時最不穩(wěn)定 溶膠聚結(jié)沉降現(xiàn)象 1電解質(zhì)對溶膠穩(wěn)定性的影響如何謂之適量：聚沉值溶膠的聚沉(coagulation)電解質(zhì)影響溶膠電性，溶膠聚沉值： 使溶膠聚沉所加的電解質(zhì)的最低濃度 不同電解質(zhì)聚沉能力不同，可用聚沉值來衡量，此值越小其聚沉能力越大。其規(guī)律有 (1) 反離子：價數(shù)： 1價: 2價:

29、 3價 = 同價反離子：水化半徑越小，越易靠近質(zhì)點，聚沉能力越強(qiáng)。感膠離子序: 例如：F- Cl- Br- NO3- I- 【對正溶膠】舒爾茨-哈代規(guī)則：聚沉值與反離子價數(shù)的六次方成反比。 例如：As2S3溶膠的膠體粒子帶負(fù)電荷，起聚沉作用的是電解質(zhì)的陽離子 聚沉值 KCl MgCl2 AlCl3 （mol. m-3 ） 49.5 0.7 0.093 (3) 有機(jī)化合物的離子：通常有強(qiáng)吸附能力，有很強(qiáng)的聚沉能力 (4) 不規(guī)則聚沉：溶膠對高價反離子強(qiáng)烈吸附的結(jié)果 (2) 同號離子：對溶膠有穩(wěn)定作用，價數(shù)越高作用越強(qiáng) 聚沉值： 使溶膠聚沉所加的電解質(zhì)的最低濃度 不同電解質(zhì)聚沉能(1)保護(hù)作用：有

30、足量的大分子化合物 原因：高分子覆蓋溶膠表面形成水化層 應(yīng)用：如墨汁，油漆，照相乳劑(2)絮凝作用：少量大分子化合物 原因：大分子的搭橋效應(yīng)、脫水效應(yīng)、電中和效應(yīng) 應(yīng)用：如污水處理，選礦，土壤改造，造紙 優(yōu)點：效率高，絮塊大，沉降快，具選擇性 ?？炕鶊F(tuán)穩(wěn)定基團(tuán)3大分子化合物的作用絮凝：疏松的棉絮狀沉淀 2溶膠的相互聚沉作用帶相反電荷的溶膠互相混合發(fā)生聚沉 (1)保護(hù)作用：有足量的大分子化合物 原因：高分子覆蓋溶膠第七節(jié) 乳狀液及微乳狀液 第七節(jié) 乳狀液及微乳狀液 一種或幾種液體分散在另一種與之不相溶的液體中所形成的非均相分散系統(tǒng)。普通乳狀液：0.110m，熱力學(xué)（聚集）和動力學(xué)（沉降、漂?。┒?/p>

31、不穩(wěn)定非均相體系-粗分散體系。分散非均相分散相/內(nèi)相分散介質(zhì)/外相乳劑乳狀液(emulsions)一種或幾種液體分散在另一種與之不相溶的液體中所形成的非均相分基本型O/WW/O復(fù)合型W/O/W O/W/O內(nèi)相外相內(nèi)相外相水包油油包水水包油包水油包水包油乳狀液的類型基本型O/WW/O復(fù)合型W/O/W O/W/O內(nèi)相稀釋法： 能被水相稀釋，為O/W型；能被油相稀釋，為W/O型 染色法： 外相被油性染料（如蘇丹紅）染色，為W/O型；外相被水性染料（亞甲基藍(lán)）染色，為O/W型；電導(dǎo)法： 電導(dǎo)大，為O/W型；電導(dǎo)小，為W/O型 乳狀液類型的鑒別稀釋法：乳狀液類型的鑒別稀釋法：取乳劑少許，加水稀釋，如能用

32、水稀釋的為O/W型，否則為W/O型。染色法：將乳劑樣品涂在載玻片上，用油溶性染料蘇丹紅以及水溶性染料亞甲藍(lán)各染色一次，在顯微鏡下觀察，蘇丹紅均勻分散的乳劑則為W/O型，亞甲藍(lán)均勻分散的為O/W型。稀釋法：取乳劑少許，加水稀釋，如能用水稀釋的為O/W型，否則O/W型乳劑W/O型乳劑外觀乳白色油狀色近似稀釋可用水稀釋可用油稀釋導(dǎo)電性導(dǎo)電不導(dǎo)電或幾乎不導(dǎo)電水溶性顏料外相染色內(nèi)相染色油溶性顏料內(nèi)相染色外相染色O/W型乳劑和W/O型乳劑的區(qū)別O/W型乳劑W/O型乳劑外觀乳白色油狀色近似稀釋可用水稀釋降低界面張力：處于較低能量狀態(tài) 形成界面膜：形成一定機(jī)械強(qiáng)度 形成雙電層：電性斥力 固體粉末的穩(wěn)定作用：形

33、成良好界面膜 乳化劑的作用機(jī)制穩(wěn)定乳劑降低界面張力：處于較低能量狀態(tài) 乳化劑的作用機(jī)制穩(wěn)定乳劑屬于熱力學(xué)不穩(wěn)定分散系統(tǒng)。形成乳劑的水相與油相之間存在界面張力。 分散 -表面積 -表面自由能 乳化劑-表面張力 -表面自由能 -穩(wěn)定適宜的乳化劑，是形成穩(wěn)定乳劑的必要條件。 F = s.LA1、降低界面張力乳化劑能被吸附于液滴的周圍，在降低油、水兩相表面張力和表面自由能同時，有規(guī)律地排列在液滴表面形成乳化劑膜，阻止液滴合并。2、形成界面膜水油水油乳劑屬于熱力學(xué)不穩(wěn)定分散系統(tǒng)。形成乳劑的水相與油相之間存在界通用原則大多有良好的表面活性，能降低表面張力，在形成乳狀液外相中有良好的溶解能力。 乳化劑在油水

34、界面上能形成穩(wěn)定的和緊密排列的凝聚膜水溶性和油溶性乳化劑的混合使用有更好的乳化效果 乳化劑應(yīng)能適當(dāng)增大外相粘度，以減小乳滴的聚集速度 滿足乳化系統(tǒng)的特殊要求，如食品類要求無毒等能用最小濃度和最低成本達(dá)到乳化效果，乳化工藝簡單。 乳化劑的選擇(了解)通用原則乳化劑的選擇(了解)合成表面活性劑（主要應(yīng)用乳化劑，第八章已介紹） 聚合物乳化劑，如:PVA(聚乙烯醇)、CMC-Na天然產(chǎn)物，如：磷脂類、植物膠 固體粉末，如：粘土、二氧化硅 乳化劑的種類(了解)乳化劑的種類(了解)增加粘度，防止液滴的合并，提高穩(wěn)定性。增加水相粘度： 如PVA、CMCa等增加油相粘度： 如鯨蠟醇、單硬脂酸甘油酯、硬脂酸等聚合物乳化劑-輔助乳化劑增加粘度，防止液滴的合并，提高穩(wěn)定性。聚合物乳化劑-輔助親水性強(qiáng)(O/W)，乳化能力弱（用量較大）; 粘度大（穩(wěn)定劑);毒性低,可內(nèi)服; 需加防腐劑. 阿拉伯膠(acacia) 西黃蓍膠(tragacanth) 明膠(gelatin) 磷脂(lecithin) 杏樹膠(almond) 天然產(chǎn)物親水性強(qiáng)(O/W)，乳化能力弱（用量較大）; 粘度大（穩(wěn)定劑細(xì)微不溶性固體粉末，可聚集在油-水界面形成固體微粒膜。固體粉末固體粉末與水相的接觸角決定乳劑型！90則形成W/O型乳劑： 氫氧化鈣、氫氧化鋅、硬脂酸鎂、炭黑等。細(xì)微不溶性固體粉末，固體粉末固體粉末與水相的接觸角決定乳