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文檔簡介
腸梗阻護理查房演示文稿目前一頁\總數三十一頁\編于十七點分散體系分類---按分散相粒子的大小分類
1.分子分散體系分散相與分散介質以分子或離子形式彼此混溶,沒有界面,是均勻的單相,分子半徑大小在10-9m以下。通常把這種體系稱為真溶液,如CuSO4溶液。2.膠體分散體系分散相粒子的半徑在1nm~100nm之間的體系。目測是均勻的,但實際是多相不均勻體系。也有的將1nm~1000nm之間的粒子歸入膠體范疇。3.粗分散體系當分散相粒子大于1000nm,目測是混濁不均勻體系,放置后會沉淀或分層,如黃河水。目前二頁\總數三十一頁\編于十七點分散體系分類--按分散相和介質聚集狀態(tài)分類液溶膠:將液體作為分散介質所形成的溶膠。A.液-固溶膠:油漆,AgI溶膠.B.液-液溶膠:牛奶,石油,原油等乳狀液。C.液-氣溶膠:泡沫
2.固溶膠:將固體作為分散介質所形成的溶膠。A.固-固溶膠;有色玻璃,不完全互溶的合金.B.固-液溶膠;珍珠,某些寶石.C.固-氣溶膠;泡沫塑料,沸石.3.氣溶膠:將氣體作為分散介質所形成的溶膠。A.氣-固溶膠;煙,含塵的空氣.B.氣-液溶膠;霧,云.目前三頁\總數三十一頁\編于十七點分散體系分類--按膠體溶液的穩(wěn)定性分類1.憎液溶膠:半徑在1nm~100nm之間的難溶物固體粒子分散在液體介質中,有很大的相界面,易聚沉,是熱力學上的不穩(wěn)定系統(tǒng)。一旦將介質蒸發(fā)掉,再加入介質就無法再形成溶膠,是一個不可逆系統(tǒng),如氫氧化鐵溶膠、碘化銀溶膠等。這是膠體分散系統(tǒng)中主要研究的內容.2.親液溶膠:半徑落在膠體粒子范圍內的大分子溶解在合適的溶劑中,一旦將溶劑蒸發(fā),大分子化合物凝聚,再加入溶劑,又可形成溶膠,親液溶膠是熱力學上穩(wěn)定、可逆的系統(tǒng)。目前四頁\總數三十一頁\編于十七點膠粒帶電的原因(1)膠粒在形成過程中,膠核優(yōu)先吸附某種離子,使膠粒帶電。(2)離子型固體電解質形成溶膠時,由于正、負離子溶解量不同,使膠粒帶電。
例如:將AgI制備溶膠時,由于Ag+較小,活動能力強,比I-容易脫離晶格而進入溶液,使膠粒帶負電。
例如:在AgI溶膠的制備過程中,如果AgNO3過量,則膠核優(yōu)先吸附Ag+離子,使膠粒帶正電;如果KI過量,膠粒帶負電。(3)可電離的大分子溶膠,由于大分子本身發(fā)生電離,而使膠粒帶電。
例如蛋白質分子,有許多羧基和胺基,在pH較高的溶液中,離解生成P–COO-離子而負帶電;在pH較低的溶液中,生成P-NH3+離子而帶正電。目前五頁\總數三十一頁\編于十七點電動現(xiàn)象膠粒在重力場作用下發(fā)生沉降,而產生沉降電勢;帶電的介質發(fā)生流動,則產生流動電勢。這是因動而產生電。由于膠粒帶電,而溶膠是電中性的,則介質帶與膠粒相反的電荷。在外電場作用下,膠粒和介質分別向帶相反電荷的電極移動,就產生了電泳和電滲的電動現(xiàn)象,這是因電而運動。目前六頁\總數三十一頁\編于十七點電泳(electrophoresis)
帶電膠?;虼蠓肿釉谕饧与妶龅淖饔孟孪驇喾措姾傻碾姌O作定向移動的現(xiàn)象稱為電泳。影響電泳的因素有:帶電粒子的大小、形狀;粒子表面電荷的數目;介質中電解質的種類、離子強度,pH值和粘度;電泳的溫度和外加電壓等。從電泳現(xiàn)象可以獲得膠?;虼蠓肿拥慕Y構、大小和形狀等有關信息。
目前七頁\總數三十一頁\編于十七點在外加電場作用下帶電的介質通過多孔膜或半徑為1~10nm的毛細管作定向移動,這種現(xiàn)象稱為電滲.。外加電解質對電滲速度影響顯著,隨著電解質濃度的增加,電滲速度降低,甚至會改變電滲的方向。電滲方法有許多實際應用,如溶膠凈化、海水淡化、泥炭和染料的干燥等。電滲(electro-osmosis)
如果多孔膜吸附陰離子,則介質帶正電,通電時向陰極移動;反之多孔膜吸附陽離子,帶負電的介質向陽極移動。目前八頁\總數三十一頁\編于十七點含有離子的液體在加壓或重力等外力的作用下,流經多孔膜或毛細管時會產生電勢差。這種因流動而產生的電勢稱為流動電勢流動電勢、沉降電勢管壁吸附某種離子,使固體表面帶電,電荷從固體到液體有個分布梯度。當外力迫使擴散層移動時,流動層與固體表面之間會產生電勢差,流速很快時有時會產生電火花。用泵輸送原油或易燃化工原料時,要使管道接地或加入油溶性電解質,增加介質電導,防止流動電勢可能引發(fā)的事故。在重力場的作用下,帶電的分散相粒子,在分散介質中迅速沉降時,使底層與表面層的粒子濃度懸殊,從而產生電勢差,這就是沉降電勢。
貯油罐中的油內常會有水滴,水滴的沉降會形成很高的電勢差,有時會引發(fā)事故。油中加入有機電解質,降低沉降電勢。
目前九頁\總數三十一頁\編于十七點當固體與液體接觸時,可以是固體從溶液中選擇性吸附某種離子,也可以是固體分子本身發(fā)生電離作用而使離子進入溶液,在界面上形成了雙電層的結構。膠粒的雙電層結構由于正、負離子靜電吸引和熱運動兩種效應的結果,溶液中的反離子只有一部分緊密地排在固體表面附近,相距約一、二個離子厚度稱為緊密層;另一部分離子按一定的濃度梯度擴散到本體溶液中,離子的分布可用玻茲曼公式表示,稱為擴散層。雙電層由緊密層和擴散層構成。滑動面為AB面。目前十頁\總數三十一頁\編于十七點電動電勢(electrokineticpotential)電勢總是比熱力學電勢φ0低,外加電解質會使電勢變小甚至改變符號。只有在質點移動時才顯示出電勢,所以又稱電動電勢。帶電的固體或膠粒在移動時,移動的滑動面與液體本體之間的電位差稱為電動電勢,亦稱為
電勢。測定了電泳速率u可以用下式求出電勢:
式中κ的數值對球狀膠粒取6、對棒狀膠粒取4。u為電泳速率,E是電場強度;η,εr分別是分散介質的粘度和相對電容率,ε0為真空電容率。目前十一頁\總數三十一頁\編于十七點例
電泳實驗測得Sb3S3溶膠在電壓210V下通電36分12秒,使溶膠界面向陽極移動3.20cm。已知兩極相距38.5cm,該溶膠分散介質的粘度Pas,相對電容率εr=81.1,真空電容率ε0=8.85×10-12Fm-1。試計算Sb3S3溶膠的電勢。解:κ取4,代入得:由于溶膠界面向陽極移動,故膠粒帶負電,因而
目前十二頁\總數三十一頁\編于十七點膠粒的結構膠粒的結構比較復雜,先有一定量的難溶物分子聚結形成膠粒的中心,稱為膠核;然后膠核選擇性的吸附穩(wěn)定劑中的一種離子,形成緊密吸附層;由于正、負電荷相吸,在緊密層外形成反號離子的包圍圈,從而形成了帶與緊密層相同電荷的膠粒;膠粒與擴散層中的反號離子,形成一個電中性的膠團膠核吸附離子是有選擇性的,首先吸附與膠核中相同的某種離子,用同離子效應使膠核不易溶解。若無相同離子,則首先吸附水化能力較弱的負離子,所以自然界中的膠粒大多帶負電,如泥漿水、豆?jié){等都是負溶膠。目前十三頁\總數三十一頁\編于十七點膠粒的結構例1:AgNO3+
KI→KNO3+AgI↓過量的KI作穩(wěn)定劑。結構式:[(AgI)mnI–(n-x)K+]x–xK+
|________________________||________________________________|例2:AgNO3+
KI→KNO3+AgI↓過量的AgNO3作穩(wěn)定劑[(AgI)mnAg+(n-x)NO3–]x+x
NO3–目前十四頁\總數三十一頁\編于十七點膠粒的形狀聚苯乙烯膠乳(球形)V2O5溶膠(帶狀)Fe(OH)3溶膠(絲狀)
膠粒的形狀對膠體性質有重要影響。質點為球形的,流動性較好;若為帶狀的,則流動性較差,易產生觸變現(xiàn)象。目前十五頁\總數三十一頁\編于十七點
溶膠的穩(wěn)定性
②由于膠團雙電層結構的存在,膠粒都帶有相同的電荷,相互排斥,故不易聚結。這是使溶膠穩(wěn)定存在的最重要原因。①膠粒的Brown運動使溶膠不致因重力而沉降,即所謂的動力穩(wěn)定性。③在膠團的雙電層中的反離子都是水化的,水化膜阻止了膠?;ハ嗯鲎捕鼓z粒合并變大。目前十六頁\總數三十一頁\編于十七點
影響溶膠聚沉的一些因素
(1)外加電解質的作用:這影響最大,主要影響膠粒的帶電情況,使電勢下降,促使膠粒聚結。(2)溶膠的相互作用:將正溶膠和負溶膠互相混合,也能發(fā)生相互聚沉作用。(3)大分子溶液的保護作用:由于大分子化合物吸附(明膠、蛋白質等)在膠粒的表面上,提高了膠粒對水的親和力.(加入大分子溶液太少時,會促使溶膠的聚沉,稱為敏化作用)(4)溶膠濃度的影響:濃度增加,粒子碰撞機會增多。(5)溫度的影響:溫度升高,粒子碰撞機會增多,碰撞強度增加。目前十七頁\總數三十一頁\編于十七點聚沉值與聚沉能力聚沉值:使一定量的溶膠在一定時間內完全聚沉所需電解質的最小濃度。對同一溶膠,外加電解質的離子價數越低,其聚沉值越大。聚沉能力: 是聚沉值的倒數。聚沉值越大的電解質,聚沉能力越?。环粗?,聚沉能力越強。表:不同電解質的聚沉值(mmol.dm-3)AgI(負溶膠)Al2O3(正溶膠)NaNO3140NaCl43.5Ca(NO3)22.40K2SO40.30Al(NO3)30.067K3[Fe(CN)6]0.08目前十八頁\總數三十一頁\編于十七點外加電解質對溶膠聚沉作用的影響(1)聚沉能力主要決定于膠粒帶相反電荷的離子的價數。聚沉值與異電性離子價數的六次方成反比,這就是Schulze-Hardy規(guī)則。例如,對于給定的溶膠,異電性離子分別為一、二、三價,則聚沉值的比例為:1001.60.14(2)與膠粒帶相反電荷的離子就是價數相同,其聚沉能力也有差異。感膠離子序(lyotropicseries)。對膠粒帶負電的溶膠,一價陽離子硝酸鹽的聚沉能力次序為:H+>Cs+>Rb+>NH4+>K+>Na+>Li+
對帶正電的膠粒,一價陰離子的鉀鹽的聚沉能力次序為:F->Cl->Br->NO3->I-
目前十九頁\總數三十一頁\編于十七點(3)有機化合物的離子都有非常強的聚沉能力,特別是一些稱為大分子絮凝劑的表面活性物質(如脂肪酸鹽)和聚酰胺類化合物的離子對于破壞溶膠非常有效,這已經應用在工業(yè)上以及土壤改良等方面。(4)當與膠體帶相反電荷的離子相同時,則另一同
性離子的價數也會影響聚沉值,價數愈高,聚沉能力
愈低。這可能與這些同性離子的吸附作用有關。外加電解質對溶膠聚沉作用的影響例如,對亞鐵氰化銅溶膠的聚沉值:KBr為27.5。而K4[Fe(CN)6]為260.0
。
目前二十頁\總數三十一頁\編于十七點Tyndall效應1869年Tyndall發(fā)現(xiàn),若令一束會聚光通過溶膠,從與光束垂直的方向可以看到一個發(fā)光的圓錐體,這就是Tyndall效應。其他分散體系也會產生一點散射光,但遠不如溶膠顯著。目前二十一頁\總數三十一頁\編于十七點
溶膠的光學性質
①散射光的強度與入射光波長的四次方成反比,因此,當白光照射溶膠時,從垂直于入射光方向看,散射光呈藍紫色;而透過光呈橙紅色。②散射光強度與粒子的體積平方成正比,只有溶膠才有明顯的散射光產生(丁達爾效應)。③散射光的強度(濁度)和粒子濃度成正比。④當分散相與分散介質折射率相差越大時,散射光越強。Rayleigh公式目前二十二頁\總數三十一頁\編于十七點超顯微鏡的特點普通顯微鏡分辨率不高,只能分辨出半徑在200nm以上的粒子,所以看不到膠體粒子。超顯微鏡分辨率高,可以研究半徑為5~150nm的粒子。但是,超顯微鏡觀察的不是膠粒本身,而是觀察膠粒發(fā)出的散射光。是目前研究憎液溶膠非常有用的手段之一。目鏡在黑暗的背景上看到的是膠粒發(fā)出的的散射光。目前二十三頁\總數三十一頁\編于十七點溶膠的動力性質--Brown運動
分散介質的分子由于熱運動不斷地從各個方面同時沖擊膠粒,由于膠粒很小,在某一瞬間,它所受沖擊力不會相互抵消,因而使它在不同時刻以不同速度、不同方向作不規(guī)則的運動,Brown運動是系統(tǒng)中分子固有熱運動的體現(xiàn)。當半徑大于5m,Brown運動消失。目前二十四頁\總數三十一頁\編于十七點溶膠的動力性質--擴散
由于溶膠有Brown運動,因此與真溶液一樣,在有濃差的情況下,會發(fā)生由高濃度處向低濃度處的擴散:其中L是Avogadro常數,R是氣體常數。從測量結果可知,溶膠的擴散系數的數量級約為10-11m2
s-1,而真溶液約為10-9m2
s-1,兩者相差約百倍。但因溶膠粒子比普通分子大得多,熱運動也弱得多,因此擴散慢得多。Einstein曾導出了如下關系式:(Fick第一定律)目前二十五頁\總數三十一頁\編于十七點沉降(sedimentation)與沉降平衡
如果溶膠粒子的密度比分散介質的密度大,那么在重力場作用下粒子就有向下沉降的趨勢,而擴散將促使?jié)舛融呌诰?。當這兩種效果相反的作用相等時,粒子隨高度的分布形成穩(wěn)定的濃度梯度,達到平衡狀態(tài),這種狀態(tài)稱為沉降平衡。粒子體積大小均一的溶膠達到沉降平衡時,其濃度隨高度分布的規(guī)律符合下列關系:其中和分別是高度為和處粒子的濃度,和分別是分散相和分散介質的密度,是單個粒子的體積,是重力加速度。由該式可看出,粒子的體積越大,分散相與分散介質的密度差越大,達到沉降平衡時粒子的濃度梯度也越大。目前二十六頁\總數三十一頁\編于十七點溶膠的制備與凈化溶膠的制備
(1)分散法1.研磨法2.膠溶法3.超聲波分散法4.電弧法(2)凝聚法1.化學凝聚法2.物理凝聚法溶膠的凈化
(1)滲析法(2)超過濾法目前二十七頁\總數三十一頁\編于十七點溶膠的制備--膠溶法膠溶法又稱解膠法,僅僅是將新鮮的凝聚膠粒重新分
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