膠體分散系統(tǒng)和大分子溶液課件

物理化學(xué)電子教案—第十四章膠體分散系統(tǒng)和大分子溶液2023/6/81第十四章膠體分散系統(tǒng)和大分子溶液§14.1膠體和膠體的基本特性(掌握)§14.2溶膠的制備和凈化(了解)§14.3溶膠的動(dòng)力性質(zhì)(掌握)§14.4溶膠的光學(xué)性質(zhì)(掌握)§14.5溶膠的電學(xué)性質(zhì)(掌握)

§14.6雙電層理論和ζ

電勢(shì)(了解)§14.7溶膠的穩(wěn)定性和聚沉作用(掌握)§14.8乳狀液(了解)§14.9凝膠(了解)§14.10大分子溶液(了解)§14.11Donnan平衡和聚電解質(zhì)溶液的滲透壓(了解)溶膠的性質(zhì)2023/6/82第十四章膠體分散系統(tǒng)和大分子溶液例如：云，牛奶，珍珠

把一種或幾種物質(zhì)分散在另一種物質(zhì)中就構(gòu)成分散體系。

被分散的物質(zhì)稱為分散相，一般都是不連續(xù)的。

分散其他物質(zhì)的物質(zhì)稱為分散介質(zhì)，一般都是連續(xù)的。一、分散相和分散介質(zhì)如油在水中的分散。2023/6/83二、分散系統(tǒng)分類第十四章膠體分散系統(tǒng)和大分子溶液按分散相粒子大小小分子(或離子)分散系統(tǒng)：膠體分散系統(tǒng)粗分散系統(tǒng)憎液溶膠親液溶膠―真溶液、均勻單相,能透半透膜―難溶物+液體介質(zhì)(1~100nm)(1nm)―大(高)分子溶液(100nm)―渾濁不均勻、放置后會(huì)沉淀

或分層(真溶液、均相,不能透半透膜)(多相不均勻,不能透半透膜)如：空氣、鹽水溶液如黃河水，乳狀液等2023/6/84§14.1

膠體和膠體的基本特性1.按膠體溶液的穩(wěn)定性分類一、膠體分散系統(tǒng)的分類憎液溶膠―難溶物+液體介質(zhì)親液溶膠―大(高)分子溶液膠體分散系如蛋白質(zhì)、明膠簡(jiǎn)稱溶膠，如金溶膠、硫化砷溶膠憎液溶膠相界面大，表面Gibbs自由能高，很不穩(wěn)定，易聚沉，是熱力學(xué)上的不穩(wěn)定體系。若將此種溶膠中的介質(zhì)蒸發(fā)掉，再加入介質(zhì)就無(wú)法再形成溶膠，是一個(gè)不可逆體系，如氫氧化鐵溶膠、碘化銀溶膠等。2023/6/85§14.1

膠體和膠體的基本特性分散相粒子半徑在膠體粒子范圍之內(nèi)的大(高)分子化合物溶解在合適的溶劑中，形成的溶膠通常稱為親液溶膠。若設(shè)法去除大分子溶液的溶劑(比如蒸發(fā))使它沉淀(即凝聚)，再加入溶劑，又可形成溶膠，親液溶膠是熱力學(xué)上穩(wěn)定、可逆的體系。本章主要討論憎液溶膠。

聚沉之后往往不能恢復(fù)原態(tài)，因而是熱力學(xué)中的不穩(wěn)定和不可逆系統(tǒng)。2023/6/862.按分散相和介質(zhì)的聚集狀態(tài)分類液溶膠固溶膠氣溶膠固-氣溶膠，如泡沫塑料氣-液溶膠，如霧，云膠體分散系分散介質(zhì)液-固溶膠，如油漆、

AgI溶膠液-液溶膠，如牛奶液-氣溶膠，如泡沫固-固溶膠，如有色玻璃，不完全互溶的合金固-液溶膠，如珍珠氣-固溶膠，如煙，含塵

的空氣§14.1

膠體和膠體的基本特性2023/6/87二、(憎液)溶膠的基本特性溶膠是一定條件下形成的特殊狀態(tài)，并非物質(zhì)的本性，如：NaCl水NaCl溶液

膠體有機(jī)硫磺水溶膠真溶液乙醇這種特殊狀態(tài)，有三個(gè)基本特征：1.特有的分散程度(與小分子分散和粗分散系統(tǒng)比)尺寸居中，擴(kuò)散較慢，不能透過半透膜，滲透壓低但有較強(qiáng)的動(dòng)力穩(wěn)定性?！?4.1

膠體和膠體的基本特性2023/6/882.多相不均勻性(與溶液比)溶解度小

由離子或分子聚結(jié)成，與介質(zhì)之間有明顯相界面，比表面很大。3.易聚結(jié)不穩(wěn)定性

(與溶液比)需穩(wěn)定劑因?yàn)榱Ｗ有。缺砻娲?，表面自由能高，是熱力學(xué)不穩(wěn)定系統(tǒng)，有小粒子自動(dòng)聚結(jié)成大粒子而自發(fā)降低表面自由能的趨勢(shì)?！?4.1

膠體和膠體的基本特性二、膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)1.形成憎液溶膠的必要條件(1)分散相的溶解度要?。?2)還必須有穩(wěn)定劑存在，否則膠粒易聚結(jié)而聚沉。2023/6/89例1：AgNO3+

KI→KNO3+AgI↓[(AgI)m

nI–(n-x)K+]x–xK+

膠核膠粒膠團(tuán)膠團(tuán)的圖示式：膠核

膠粒(帶負(fù)電)

膠團(tuán)(電中性)膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)表達(dá)式：過量的KI作穩(wěn)定劑固相緊密層擴(kuò)散層電勢(shì)電勢(shì)—相對(duì)滑動(dòng)面與溶液

本體間的電勢(shì)差膠粒

=膠核+被吸附離子

+緊密層反離子膠團(tuán)

=膠粒+擴(kuò)散層反

離子§14.1

膠體和膠體的基本特性2.膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)2023/6/810

膠核首先吸附與膠核中相同的某種離子，因同離子效應(yīng)使膠核不易溶解。在溶膠中通常所說(shuō)溶膠帶電系指膠粒而言。§14.1

膠體和膠體的基本特性例2：AgNO3+

KI→KNO3+AgI↓膠團(tuán)的圖示式：過量的AgNO3作穩(wěn)定劑膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)表達(dá)式：[(AgI)m

nAg+(n-x)NO3-]x+xNO3-膠核膠粒(帶正電)膠團(tuán)(電中性)膠核膠粒膠團(tuán)2023/6/8112023/6/8例3：Fe(OH)3溶膠

結(jié)構(gòu)式：制備：FeCl3+H2OFe(OH)3+H++Cl–Fe(OH)3(部分)+H+

FeO++H2O[(Fe(OH)3)mnFeO+(n-x)Cl–]xCl–§14.1

膠體和膠體的基本特性3.膠粒的形狀

作為憎液溶膠基本質(zhì)點(diǎn)的膠粒并非都是球形，而膠粒的形狀對(duì)膠體性質(zhì)有重要影響。

質(zhì)點(diǎn)為球形的，流動(dòng)性較好；若為帶狀的，則流動(dòng)性較差，易產(chǎn)生觸變現(xiàn)象。12例如：(1)聚苯乙烯膠乳是球形質(zhì)點(diǎn)(2)V2O5溶膠是帶狀的質(zhì)點(diǎn)(3)Fe(OH)3溶膠是絲狀的質(zhì)點(diǎn)§14.1

膠體和膠體的基本特性2023/6/813課堂練習(xí)1.溶膠(憎液溶膠)在熱力學(xué)上是：()(A)不穩(wěn)定、可逆的體系(B)不穩(wěn)定、不可逆體系

(C)穩(wěn)定、可逆體系(D)穩(wěn)定、不可逆體系BC2.溶膠和大分子溶液：()

(A)都是單相多組分系統(tǒng)(B)都是多相多組分系統(tǒng)(C)大分子溶液是單相多組分系統(tǒng),溶膠是多

相多組分系統(tǒng)(D)大分子溶液是多相多組分系統(tǒng),溶膠是單

相多組分系統(tǒng)§14.1

膠體和膠體的基本特性2023/6/8144.對(duì)于AgI的水溶膠，當(dāng)以KI為穩(wěn)定劑時(shí)，其結(jié)構(gòu)式可以寫成：[(AgI)m·nI-,(n-x)K+]x-·xK+，則被稱為膠粒的是指：()(A)(AgI)m·nI-(B)(AgI)m

(C)[(AgI)m·nI-,(n-x)K+]x-·xK+

(D)[(AgI)m·nI-,(n-x)K+]x-D3.溶膠有三個(gè)最基本的特性，下列不屬其中的是：()(A)特有的分散程度(B)不均勻(多相)性

(C)動(dòng)力穩(wěn)定性(D)聚結(jié)不穩(wěn)定性C§14.1

膠體和膠體的基本特性2023/6/8155.在稀的砷酸溶液通入H2S制備硫化砷溶膠(As2S3)，該溶膠的穩(wěn)定劑是H2S，則其膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式是：()(A)[(As2S3)mnH+,(n-x)HS-]x-·xHS(B)[(As2S3)mnHS-,(n-x)H+]x-·xH+(C)[(As2S3)mnH+,(n-x)HS-]x+·xHS-

(D)[(As2S3)mnHS-,(n-x)H+]x+·xH+B§14.1

膠體和膠體的基本特性6.將高分子溶液作為膠體體系來(lái)研究，因?yàn)樗?)(A)是多相體系(B)熱力學(xué)不穩(wěn)定體系(C)對(duì)電解質(zhì)很敏感(D)粒子大小在膠體范圍內(nèi)D2023/6/816§14.2

溶膠的制備與凈化一、溶膠的制備1.溶膠制備的必要條件(1)分散相的溶解度要小，分散相粒子的大小要落在膠體分散系統(tǒng)的范圍之內(nèi)；(2)加入適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定劑，否則膠粒易聚結(jié)而聚沉。2.制備方法—用機(jī)械、化學(xué)等方法使固體的粒子變小分散法—使分子或離子聚結(jié)成膠粒凝聚法2023/6/817物理凝聚法化學(xué)凝聚法更換溶劑法膠體系統(tǒng)1~100nm分子分散系統(tǒng)

<1nm由小變大凝聚法由大變小分散法粗分散系統(tǒng)

>100nm超聲波分散法研磨法膠溶法電弧法氣相沉積法§14.2

溶膠的制備與凈化2023/6/818(1)分散法研磨法—即機(jī)械粉碎，適用

于脆而易碎的物質(zhì)。膠溶法—又稱解膠法，加入

鹽使新鮮的凝聚膠粒重新分散在介質(zhì)中形成溶膠，并加入適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定劑。例如Fe(OH)3(新鮮沉淀)

Fe(OH)3(溶膠)加FeCl3AgCl(新鮮沉淀)

AgCl(溶膠)加AgNO3或KI§14.2

溶膠的制備與凈化2023/6/819若沉淀放置時(shí)間較長(zhǎng)，則沉淀老化就得不到溶膠SnCl4SnO2(新鮮沉淀)

SnO2(溶膠)加K2Sn(OH)6水解超聲法—用超聲波所產(chǎn)

生的能量來(lái)分

散不互溶液體，

制備乳狀液。電弧法—兩電極上施加直流

電，使之發(fā)生電火

花使表面金屬蒸發(fā)

而分散，之后立即§14.2

溶膠的制備與凈化2023/6/820被水冷卻而凝聚為膠粒。少量NaOH作為穩(wěn)定劑。

主要用于制備金、銀、鉑等金屬溶膠。制備過程包括先分散后凝聚兩個(gè)過程。氣相沉積法—在惰性氣氛中，將材料氣化，再

按一定規(guī)律共聚或發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，

形成納米級(jí)粒子，再將它用穩(wěn)定劑

保護(hù)。(2)凝聚法化學(xué)凝聚法—通過化學(xué)反應(yīng)使生成物呈過飽和狀

態(tài)，使初生成的難溶物微粒結(jié)合成

膠粒，在少量穩(wěn)定劑(一般為過量§14.2

溶膠的制備與凈化2023/6/821反應(yīng)物離子)存在下形成溶膠。如：水解反應(yīng)制備Fe(OH)3溶膠

FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl物理凝聚法—利用適當(dāng)?shù)奈锢磉^程(如蒸氣驟冷

等)使物質(zhì)凝聚成膠體粒子。將汞的蒸氣通入冷水中就可以得到汞的水溶膠。

將鈉和苯的混合蒸氣凝聚，獲得鈉的苯溶膠。用這種方法可以制備堿金屬的苯溶膠。蒸氣驟冷法§14.2

溶膠的制備與凈化2023/6/822更換溶劑法—利用物質(zhì)在不同溶劑中溶解度的顯

著差別來(lái)制備溶膠，而且兩種溶劑

要能完全互溶。例1.

松香易溶于乙醇而難溶于水，將松香的乙醇溶液滴入水中可制備松香的水溶膠。例2.將硫的丙酮溶液滴入90℃左右的熱水中，丙酮蒸發(fā)后，可得硫的水溶膠?！?4.2

溶膠的制備與凈化二、溶膠的凈化

在制備溶膠的過程中，常生成一些多余的電解質(zhì)，如制備Fe(OH)3溶膠時(shí)生成的HCl。2023/6/823

少量電解質(zhì)可以作為溶膠的穩(wěn)定劑，但是過多的電解質(zhì)存在會(huì)使溶膠不穩(wěn)定，容易聚沉，所以必須除去。凈化的方法主要有滲析法和超過濾法。

1.滲析法(1)簡(jiǎn)單滲析溶膠簡(jiǎn)單滲析半透膜水

將需要凈化的溶膠放在羊皮紙或動(dòng)物膀胱等半透膜制成的容器內(nèi)，膜外放純?nèi)軇！?4.2

溶膠的制備與凈化2023/6/824§14.2

溶膠的制備與凈化

利用濃差因素，多余的電解質(zhì)離子不斷向膜外滲透，經(jīng)常更換溶劑，就可以凈化半透膜容器內(nèi)的溶膠。(2)電滲析溶膠電滲析

水+–半透膜水

為了加快滲析速度，在裝有溶膠的半透膜兩側(cè)外加一個(gè)電場(chǎng)，使多余的電解質(zhì)離子向相應(yīng)的電極作定向移動(dòng)。溶劑不斷自動(dòng)更換，可以提高凈化速度。2.超過濾法2023/6/825§14.2

溶膠的制備與凈化原理：小分子電解質(zhì)濾去，再用介質(zhì)重新分散。減壓過濾真空泵半透膜加壓過濾壓縮空氣半透膜

用半透膜作過濾膜，利用吸濾或加壓的方法使膠粒與含有雜質(zhì)的介質(zhì)在壓差作用下迅速分離。2023/6/826§14.2

溶膠的制備與凈化

將半透膜上的膠粒迅速用含有穩(wěn)定劑的介質(zhì)再次分散。電超過濾

有時(shí)為了加快過濾速度，在半透膜兩邊安放電極，施以一定電壓，使電滲析和超過濾合并使用，這樣可以降低超過濾壓力。2023/6/827Brown運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散和滲透壓沉降和沉降平衡§14.3

溶膠的動(dòng)力性質(zhì)2023/6/828一、Brown運(yùn)動(dòng)

1827年植物學(xué)家Brown用顯微鏡觀察到懸浮在液面上的花粉粉末不斷地作不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)。

后來(lái)又發(fā)現(xiàn)許多其它物質(zhì)如煤、化石、金屬等的粉末也都有類似的現(xiàn)象。人們稱微粒的這種運(yùn)動(dòng)為Brown運(yùn)動(dòng)。1.什么是布朗運(yùn)動(dòng)？

用超顯微鏡可以觀察到溶膠粒子不斷地作不規(guī)則“之”字形的運(yùn)動(dòng)?！?4.3

溶膠的動(dòng)力性質(zhì)2023/6/829

通過大量觀察，得出結(jié)論：粒子越小，Brown運(yùn)動(dòng)越激烈。其運(yùn)動(dòng)激烈的程度不隨時(shí)間而改變，但隨溫度的升高而增加。2.Brown運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)

Brown運(yùn)動(dòng)是分散介質(zhì)分子以不同大小和方向的力對(duì)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(dòng)。隨著粒子增大，§14.3

溶膠的動(dòng)力性質(zhì)2023/6/830布朗運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)是質(zhì)點(diǎn)的熱運(yùn)動(dòng)。撞擊的次數(shù)增多，而作用力抵消的可能性亦大。當(dāng)半徑大于5m，Brown運(yùn)動(dòng)消失。

布朗運(yùn)動(dòng)是由于介質(zhì)分子、離子熱運(yùn)動(dòng)撞擊懸浮膠粒的結(jié)果。3.Einstein-Brown運(yùn)動(dòng)公式若在時(shí)間t內(nèi)觀察布朗運(yùn)動(dòng)位移，其關(guān)系：x是在觀察時(shí)間t內(nèi)粒子沿x軸方向的平均位移?！?4.3

溶膠的動(dòng)力性質(zhì)2023/6/831r為膠粒的半徑；η為介質(zhì)的黏度；L為Avogadro常數(shù)。該公式把膠粒的位移與膠粒的半徑r、η、T等聯(lián)系起來(lái)。r↓、η↓、T↑→則Brown運(yùn)動(dòng)越明顯！↑(1)粗粒：小到觀測(cè)不到，粒子幾乎靜止不動(dòng)。r很大，很容易在顯微鏡下觀察，由此可求得溶膠粒子半徑。(2)溶膠：§14.3

溶膠的動(dòng)力性質(zhì)平均位移與粒徑r成反比

2023/6/832(3)真溶液：無(wú)法在顯微鏡下觀察到其運(yùn)動(dòng)。二、擴(kuò)散和滲透壓膠粒也有熱運(yùn)動(dòng)，因此也具有擴(kuò)散和滲透壓。只是溶膠的濃度較稀，這種現(xiàn)象很不顯著。1.擴(kuò)散

由于分子的熱運(yùn)動(dòng)和膠粒的Brown運(yùn)動(dòng)，膠粒從高濃度向低濃度遷移的現(xiàn)象，這就是膠粒的擴(kuò)散作用?！?4.3

溶膠的動(dòng)力性質(zhì)2023/6/833它與濃度梯度和AB截面積A成正比。設(shè)通過AB面的擴(kuò)散質(zhì)量為m，擴(kuò)散速度：設(shè)任一平行于AB面的截面上濃度是均勻的，但水平方向自左至右濃度變稀，水平方向濃度梯度：§14.3

溶膠的動(dòng)力性質(zhì)2023/6/834——斐克第一定律“－”表示擴(kuò)散發(fā)生在濃度降低的方向：

用公式表示為：kgs–1

擴(kuò)散系數(shù)

面積

濃度梯度

D的物理意義為：?jiǎn)挝粷舛忍荻?、單位時(shí)間內(nèi)通

過單位截面積的質(zhì)量。

<

0,

而>

0。設(shè)在t時(shí)間內(nèi)粒子的擴(kuò)散距離為，則根據(jù)斐克第一定律可導(dǎo)出：§14.3

溶膠的動(dòng)力性質(zhì)2023/6/835Einstein-Brown運(yùn)動(dòng)位移方程：該式把擴(kuò)散系數(shù)與膠粒半徑聯(lián)系在一起，表明：r↓、η↓、T↑，D↑，膠粒越容易擴(kuò)散!應(yīng)用：膠粒：擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)測(cè)定→D→r→M2.滲透壓溶膠的滲透壓可以借用稀溶液滲透壓公式計(jì)算：或Π

＝cRT

§14.3

溶膠的動(dòng)力性質(zhì)2023/6/836因?yàn)閏很小，Π很小Π

＝cRT

溶膠的滲透壓特征：(1)一個(gè)溶膠粒子產(chǎn)生滲透壓的作用只相當(dāng)于一

個(gè)普通分子；(2)溶膠的滲透壓至多只是原來(lái)溶液的幾千分之一；(3)溶膠的滲透壓可隨著其聚結(jié)的進(jìn)行而逐漸減小?！?4.3

溶膠的動(dòng)力性質(zhì)2023/6/837三、沉降和沉降平衡

溶膠是高度分散系統(tǒng)，膠粒一方面受到重力吸引而下降，另一方面由于Brown運(yùn)動(dòng)促使?jié)舛融呌诰贿M(jìn)行擴(kuò)散。

當(dāng)這兩種效應(yīng)相反的力相等時(shí)，粒子的分布達(dá)到平衡，粒子的濃度隨高度不同有一定的梯度，如圖所示。這種平衡稱為沉降平衡?！?4.3

溶膠的動(dòng)力性質(zhì)2023/6/838沉降

?

擴(kuò)散

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→

√形成濃度梯度高度分布公式其中：

N1，N2為高度x1

，x2

處單位體積溶膠內(nèi)的粒子數(shù)；

r為粒子的半徑；§14.3

溶膠的動(dòng)力性質(zhì)2023/6/839g為重力加速度；粒子為粒子密度；

介質(zhì)為分散介質(zhì)密度粒子半徑愈大，其平衡濃度隨高度的降低亦愈大?！?4.3

溶膠的動(dòng)力性質(zhì)2023/6/840§14.3

溶膠的動(dòng)力性質(zhì)課堂練習(xí)1.按照愛因斯坦擴(kuò)散定律，溶膠中膠粒的擴(kuò)散速度：()(A)與溫度T成正比(B)與溫度T的平方根成正比

(C)與溫度T的平方成反比

(D)與溫度T的三次方成正比

A2.溶膠的動(dòng)力性質(zhì)是由于粒子的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的，在下列各種現(xiàn)象中，不屬于溶膠動(dòng)力性質(zhì)的是：()(A)滲透壓(B)擴(kuò)散(C)沉降平衡(D)電泳D2023/6/841Tyndall效應(yīng)和Rayleigh

公式§14.4

溶膠的光學(xué)性質(zhì)2023/6/842§14.4

溶膠的光學(xué)性質(zhì)一、Tyndall效應(yīng)

1869年Tyndall發(fā)現(xiàn)，若令一束會(huì)聚光通過溶膠，在與光束垂直的方向可以看到一個(gè)發(fā)光的圓錐體，這就是Tyndall效應(yīng)。

其他分散體系也會(huì)產(chǎn)生一點(diǎn)散射光，但遠(yuǎn)不如溶膠顯著。

Tyndall效應(yīng)已成為判別溶膠與真溶液(小分子或離子)的最簡(jiǎn)便的方法。2023/6/843生活中的丁達(dá)爾效應(yīng)§14.4

溶膠的光學(xué)性質(zhì)2023/6/844§14.4

溶膠的光學(xué)性質(zhì)

Tyndall效應(yīng)的另一特點(diǎn)是，不同方向觀察到的光柱有不同的顏色2023/6/845二、溶膠的光散射現(xiàn)象§14.4

溶膠的光學(xué)性質(zhì)

當(dāng)光束通過分散系統(tǒng)時(shí)，一部分自由地通過，一部分被吸收、反射或散射?？梢姽獾牟ㄩL(zhǎng)約在400~700nm之間。1.當(dāng)光束通過粗分散系統(tǒng)，由于粒子大于入射光的波長(zhǎng)，主要發(fā)生反射，使系統(tǒng)呈現(xiàn)混濁。2.當(dāng)光束通過膠體溶液，由于膠粒直徑小于可見光波長(zhǎng)，主要發(fā)生散射，可以看見乳白色的光柱。3.當(dāng)光束通過真溶液，由于溶液十分均勻，散射光因相互干涉而完全抵消，看不見散射光。2023/6/846真溶液粗分散溶膠透明有色(補(bǔ)色)混濁乳光透射吸收反射散射透射：粒徑<<波長(zhǎng)吸收：取決于化學(xué)組成反射：粒徑

>>

波長(zhǎng)散射：粒徑<波長(zhǎng)散射是溶膠特有的現(xiàn)象?！?4.4

溶膠的光學(xué)性質(zhì)2023/6/847三、光散射的本質(zhì)§14.4

溶膠的光學(xué)性質(zhì)

真溶液十分均勻，這種散射光因相互干涉而完全抵消，看不到散射光。

溶膠是多相不均勻系統(tǒng)，在膠粒和介質(zhì)分子上產(chǎn)生的散射光不能完全抵消，因而能觀察到散射現(xiàn)象。四、溶膠的顏色兩個(gè)因素吸收，與觀察方向無(wú)關(guān)散射，與觀察方向有關(guān)1.若吸收很弱，主要表現(xiàn)為散射：乳光。如AgCl，BaSO4溶膠2023/6/8482.若吸收較強(qiáng)，主要表現(xiàn)為其補(bǔ)色。如Au溶膠(紅)，As2S3溶膠(黃)。3.粒子大小可改變吸收~散射相對(duì)比如Au溶膠高度分散時(shí)，吸收為主：紅放置后粒子增大，散射為主：蘭§14.4

溶膠的光學(xué)性質(zhì)五、Rayleigh公式

A：入射光振幅；ν：?jiǎn)挝惑w積中粒子數(shù)

λ：入射光波長(zhǎng)；V：每個(gè)粒子的體積

n1：分散相折射率；n2：分散介質(zhì)的折射率散射光總能量：2023/6/8491.適用范圍：溶膠粒子半徑r

<47nm2.討論(1) 入射光波長(zhǎng)愈短，散射愈顯著。所以可見光中，藍(lán)、紫色光散射作用強(qiáng)。(2)I

(3)I

V2

(4)I與折光率差n有關(guān)，n↑，I↑，散射作用愈顯著§14.4

溶膠的光學(xué)性質(zhì)2023/6/850§14.4

溶膠的光學(xué)性質(zhì)1.Tyndall現(xiàn)象是發(fā)生了光的什么的結(jié)果：()(A)散射(B)反射(C)折射(D)透射

A2.在分析化學(xué)上，有兩種利用光學(xué)性質(zhì)測(cè)定膠體溶液濃度的儀器，一是比色計(jì)，另一個(gè)是乳光計(jì)，分別觀察的是膠體溶液的：()(A)透射光，折射光(B)散射光，透射光(C)透射光，反射光(D)透射光，散射光D課堂練習(xí)3.溶膠與大分子溶液的區(qū)別主要在于：()(A)粒子大小不同(B)滲透壓不同(C)丁達(dá)爾效應(yīng)的強(qiáng)弱不同(D)相狀態(tài)和熱力學(xué)穩(wěn)定性不同D2023/6/8514.(1)在晴朗的白晝，天空呈蔚藍(lán)色的原因是：()

(2)日出和日落時(shí)，太陽(yáng)呈鮮紅色的原因是：()(A)藍(lán)光波長(zhǎng)短，透射作用顯著(B)藍(lán)光波長(zhǎng)短，散射作用顯著(C)紅光波長(zhǎng)長(zhǎng)，透射作用顯著(D)紅光波長(zhǎng)長(zhǎng)，散射作用顯著解釋：從瑞利散射公式可知，散射強(qiáng)度與入射光的波長(zhǎng)四次方成反比，即波長(zhǎng)越短的光散射越多。在可見光中，藍(lán)色光的波長(zhǎng)較紅光和黃色光的波長(zhǎng)短，大氣層這個(gè)氣溶膠對(duì)藍(lán)色光產(chǎn)生強(qiáng)烈的散射作用，因此，白晝呈蔚藍(lán)色。CB§14.4

溶膠的光學(xué)性質(zhì)2023/6/852§14.4

溶膠的光學(xué)性質(zhì)日出和日落時(shí)，太陽(yáng)光接近地平線要穿過大氣層，看到的是經(jīng)散射后的透射光，因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)較短的青光、藍(lán)光、紫光幾乎都被灰塵微粒散射掉，透射光是波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅光、橙光，所以看到天空呈鮮紅色。2023/6/853§14.5

溶膠的電學(xué)性質(zhì)電動(dòng)現(xiàn)象電滲沉降電勢(shì)和流動(dòng)電勢(shì)電泳2023/6/854§14.5

溶膠的電學(xué)性質(zhì)一、溶膠粒子帶電的原因1.吸附帶電：溶膠粒子通過吸附介質(zhì)中的離子而

帶電。

難溶鹽晶體的溶膠，優(yōu)先吸附與其成分相同的離子

2.電離帶電：硅酸溶膠H2SiO3

(不同pH時(shí))

HSiO3–+H+

HSiO2++OH–3.同晶置換：粘土A13+或Si4+部分被Mg2+或Ca2+

取代帶負(fù)電4.溶解量的不均衡帶電：

AgI制備溶膠，Ag+半徑比I-小，擴(kuò)散快，容易脫離晶格而進(jìn)入溶液，使AgI膠粒帶負(fù)電。2023/6/855§14.5

溶膠的電學(xué)性質(zhì)二、電動(dòng)現(xiàn)象由于膠粒帶電，而溶膠是電中性的，則介質(zhì)帶與膠粒相反的電荷。1.電泳：在外電場(chǎng)的作用下，帶有電荷的膠粒或

大分子在分散介質(zhì)中作定向移動(dòng)的現(xiàn)象。2.電滲：在外電場(chǎng)的作用下，帶電的分散介質(zhì)做

定向移動(dòng)的現(xiàn)象。

2023/6/8564.流動(dòng)電勢(shì)：含有離子的液體在加壓或重力等外力的作用下，流經(jīng)多孔膜或毛細(xì)管時(shí)會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差。這種因介質(zhì)流動(dòng)而產(chǎn)生的電勢(shì)稱為流動(dòng)電勢(shì)?！?4.5

溶膠的電學(xué)性質(zhì)3.沉降電勢(shì)：在重力場(chǎng)的作用下，帶電的分散相粒子，在分散介質(zhì)中迅速沉降時(shí)，使底層與表面層的粒子濃度懸殊，從而產(chǎn)生電勢(shì)差，這就是沉降電勢(shì)。2023/6/857介質(zhì)帶與膠粒相反的電荷膠粒帶電外電場(chǎng)因電而動(dòng)電泳電滲膠粒沉降介質(zhì)流動(dòng)沉降電勢(shì)流動(dòng)電勢(shì)因動(dòng)而電電動(dòng)現(xiàn)象電泳、電滲區(qū)別：相同點(diǎn)：外電場(chǎng)為推動(dòng)力電泳：分散介質(zhì)不動(dòng)，分散質(zhì)運(yùn)動(dòng)不同點(diǎn)電滲：分散質(zhì)不動(dòng)，分散介質(zhì)運(yùn)動(dòng)§14.5

溶膠的電學(xué)性質(zhì)2023/6/858§14.5

溶膠的電學(xué)性質(zhì)1.電泳：膠粒在電場(chǎng)中定向移動(dòng)2.電滲：分散介質(zhì)在電場(chǎng)中定向移動(dòng)4.流動(dòng)電勢(shì)：外力使介質(zhì)移動(dòng)，產(chǎn)生電場(chǎng)3.沉降電勢(shì)：外力使膠粒移動(dòng)，產(chǎn)生電場(chǎng)電動(dòng)現(xiàn)象說(shuō)明：溶膠質(zhì)點(diǎn)與介質(zhì)分別帶電，在

電場(chǎng)中發(fā)生移動(dòng)，或移動(dòng)時(shí)產(chǎn)

生電場(chǎng)。小結(jié)：2023/6/859課堂練習(xí)1.外加直流電場(chǎng)于膠體溶液，向某一電極作定向移動(dòng)的是：()(A)膠粒(B)膠核(C)膠團(tuán)(D)緊密層A2.將24cm30.02mol?dm?3的KCl溶液和100cm30.005mol?dm?3的AgNO3溶液混合以制備AgCl溶膠，其膠粒在外電場(chǎng)作用下電泳的方向是：()(A)移向正極(B)移向負(fù)極(C)不規(guī)則運(yùn)動(dòng)(D)靜止不動(dòng)B§14.5

溶膠的電學(xué)性質(zhì)2023/6/860§14.6

雙電層理論和ζ電勢(shì)一、界面雙電層結(jié)構(gòu)形成途徑途徑1：固體中的粒子電離進(jìn)入溶液途徑2：固體從溶液中選擇性吸附

某種離子二、雙電層理論1.平板雙電層模型—Helmholtz模型

Helmholtz認(rèn)為固體的表面電荷與溶液中的反號(hào)離子構(gòu)成平行的兩層，如同一個(gè)平板電容器。2023/6/861++++++++++----------優(yōu)點(diǎn)：理論上可解釋

電動(dòng)現(xiàn)象。缺點(diǎn)：模型過于簡(jiǎn)單。由于離子熱運(yùn)動(dòng)，不可能形成平板電容器。粒子表面與本體溶液之間的電位差。表面電勢(shì)0(熱力學(xué)電勢(shì))：：雙電層厚度在雙電層內(nèi)，熱力學(xué)電勢(shì)呈直線下降?！?4.6

雙電層理論和ζ電勢(shì)2023/6/862反離子排布：吸附層和擴(kuò)散層之間的分界面電動(dòng)電勢(shì)

膠體粒子移動(dòng)時(shí)滑動(dòng)面反離子

特性離子0電位距離x滑動(dòng)面

緊密層擴(kuò)散層由滑動(dòng)面至溶液本體間的電勢(shì)差。2.擴(kuò)散雙電層模型靜電吸引熱運(yùn)動(dòng)緊密層擴(kuò)散層近端反離子跟隨移動(dòng)遠(yuǎn)端反離子不跟隨移動(dòng)向內(nèi)集中向外擴(kuò)散形成內(nèi)多外少的擴(kuò)散狀分布即滑動(dòng)面處電勢(shì)2023/6/863反離子特性離子0電位距離x滑動(dòng)面

緊密層擴(kuò)散層

電勢(shì)體現(xiàn)了粒子的有效電荷，其大小是溶膠穩(wěn)定性的主要因素。膠粒表面熱力學(xué)電勢(shì)φ0和電動(dòng)電勢(shì)(ζ電勢(shì))的區(qū)別：(1)發(fā)生在不同的部位；(2)大小不同，一般情況下ζ電勢(shì)只是熱力學(xué)電勢(shì)的一部分，其絕對(duì)值小于φ0。2023/6/864(3)φ0只取決于被吸附的離子和溶膠中的反號(hào)離子的活度，ζ電勢(shì)的值還與溶膠中外加電解質(zhì)有關(guān)。當(dāng)溶膠中有外加電解質(zhì)存在時(shí)，可使緊密層中反粒子濃度增加，擴(kuò)散層變薄，ζ電勢(shì)的絕對(duì)值減小，甚至變?yōu)榱慊蛳喾吹闹??！?4.6

雙電層理論和ζ電勢(shì)2023/6/865流動(dòng)電勢(shì)示意圖膠粒表面雙電層結(jié)構(gòu)示意圖§14.6

雙電層理論和ζ電勢(shì)2023/6/8663.吸附擴(kuò)散雙電層(Stern模型)

Stern層擴(kuò)散層0

+++++--+----粒子表面Stern面滑動(dòng)面+++++++++Helmholtz層吸附層擴(kuò)散層特性離子 0

擴(kuò)散層

滑動(dòng)面內(nèi)離子

滑動(dòng)面外離子 →

0stern層平板層反離子 ++--------------吸附層雙電層

吸附層

(緊密層)擴(kuò)散層滑動(dòng)面

特性離子部分反離子粒子表面Stern層Helmholtz層Stern面電勢(shì)：是前二種模型的結(jié)合Stern面：緊密層內(nèi)反離子的

電性中心構(gòu)成的平面。Stern層：從Stern平面到離子表

面之間的區(qū)域。2023/6/867§14.6

雙電層理論和ζ電勢(shì)Stern面

滑動(dòng)面

膠核

吸附層

擴(kuò)散層膠粒

膠團(tuán)

膠團(tuán)表面膠團(tuán)結(jié)構(gòu)特性離子2023/6/868溶膠的穩(wěn)定性影響聚沉作用的一些因素高分子化合物對(duì)溶膠的絮凝和穩(wěn)定作用§14.7

溶膠的穩(wěn)定性和聚沉作用2023/6/869一、溶膠的穩(wěn)定性熱力學(xué)不穩(wěn)定：高分散度，比表面能大，有自

發(fā)聚集傾向。穩(wěn)定溶膠的因素：

由于溶膠粒子小，Brown運(yùn)動(dòng)激烈→擴(kuò)散力作用，在重力場(chǎng)中不易沉降，使溶膠具有動(dòng)力穩(wěn)定性。1.動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性

2.抗聚結(jié)穩(wěn)定性膠粒之間有相互吸引的能量Va和相互排斥的能量Vr，總作用能為Va

+Vr。如圖所示：§14.7

溶膠的穩(wěn)定性和聚沉作用2023/6/870粒子間相互作用與其距離的關(guān)系曲線

當(dāng)距離縮短到一定程度后，吸引力又占優(yōu)勢(shì)，勢(shì)能又隨之下降。

當(dāng)粒子相距較大時(shí)，雙電層未重疊，主要為吸力，總勢(shì)能為負(fù)值。§14.7

溶膠的穩(wěn)定性和聚沉作用當(dāng)靠近到一定距離，雙電層重疊，排斥力起主要作用，勢(shì)能升高。要使粒子聚結(jié)必須克服這個(gè)勢(shì)壘。2023/6/871

膠粒表面因吸附某種離子而帶電，并且此種離子及反離子都是溶劑化的，這樣，在膠粒周圍就形成了一個(gè)溶劑化膜(水化膜)

3.溶劑化層的影響

水化膜中的水分子是比較定向排列的，當(dāng)膠粒彼此接近時(shí)，水化膜就被擠壓變形，而引起定向排列的引力又力圖恢復(fù)原來(lái)的定向排列，這樣就使水化膜表現(xiàn)出彈性，成為膠粒彼此接近時(shí)的機(jī)械阻力。

水化膜中的水有較高的黏度，這也成為膠粒相互接近時(shí)的機(jī)械障礙?！?4.7

溶膠的穩(wěn)定性和聚沉作用2023/6/872聚沉：溶膠顆粒彼此碰撞，并結(jié)合在一起形成更大顆粒，在重力的作用下發(fā)生沉降，使穩(wěn)定的膠體分散系統(tǒng)遭到破壞的現(xiàn)象。三種溶膠聚沉：(左)Al(OH)3；(中)Fe(OH)3；(右)Cu(OH)2二、影響聚沉作用的一些因素§14.7

溶膠的穩(wěn)定性和聚沉作用2023/6/8731.電解質(zhì)對(duì)于溶膠聚沉作用的影響聚沉值

使一定量的溶膠在一定時(shí)間內(nèi)完全聚沉所需電解質(zhì)的最小濃度。從已知的表值可見，對(duì)同一溶膠，外加電解質(zhì)的反號(hào)離子的價(jià)數(shù)越低，其聚沉值越大。聚沉能力：聚沉值的倒數(shù)。聚沉值越小的電解質(zhì)，其聚沉能力越強(qiáng)。聚沉值越大的電解質(zhì)，聚沉能力越??；§14.7

溶膠的穩(wěn)定性和聚沉作用2023/6/874經(jīng)驗(yàn)規(guī)則：(1)聚沉能力主要決定于與膠粒帶相反電荷的離子的價(jià)數(shù)。相反電荷的離子價(jià)數(shù)越高，聚沉能力越強(qiáng)。這表示聚沉值與異電性離子價(jià)數(shù)的六次方成反比。例如，對(duì)于給定的溶膠，異電性離子分別為一、二、三價(jià)，則聚沉值的比例為：

100:1.6:0.14相當(dāng)于特例：H＋雖為一價(jià)，卻有很強(qiáng)的聚沉能力?！?4.7

溶膠的穩(wěn)定性和聚沉作用2023/6/875(2)價(jià)數(shù)相同的反離子聚沉能力也有所不同。①對(duì)于負(fù)溶膠，一價(jià)正電反離子的聚沉能力：

H+>Cs+>Rb+>NH4+>K+>Na+>Li+②對(duì)于正溶膠，一價(jià)負(fù)電反離子的聚沉能力：

F->IO3->H2PO4->BrO3->Cl->ClO3->Br-

>I->CNS-同價(jià)離子聚沉能力的這一次序稱為感膠離子序。原因：反離子水化半徑↓，越易靠近質(zhì)點(diǎn)，聚

沉能力↑§14.7

溶膠的穩(wěn)定性和聚沉作用2023/6/876(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)電解質(zhì)的聚沉作用是正負(fù)離子作用的總和。

通常相同電性離子的價(jià)數(shù)愈高，則該電解質(zhì)的聚沉能力愈低，這可能與這些相同電性離子的吸附作用有關(guān)(5)不規(guī)則聚沉在逐漸增加電解質(zhì)濃度的過程中，溶膠發(fā)生聚沉、又重新分散而成溶膠(膠粒所帶電荷改變)，再聚沉的現(xiàn)象?！?4.7

溶膠的穩(wěn)定性和聚沉作用2023/6/877課堂練習(xí)§14.7

溶膠的穩(wěn)定性和聚沉作用1.對(duì)于有過量的KI存在的AgI

溶膠，下列電解質(zhì)中聚沉能力最強(qiáng)者是：()(A)NaCl(B)K4[Fe(CN)6](C)MgSO4(D)FeCl3

D1.等體積的0.08mol/LNaBr溶液和0.1mol/L的AgNO3溶液混合制AgBr溶膠，分別加入相同濃度的下述電解質(zhì)溶液，其聚沉能力的大小次序如何？(1)KCl

(2)Na2SO4

(3)MgSO4

(4)Na3PO4

答：4>2>3>1

2023/6/8784.江河出口處為什么形成三角洲？答：江海接界處，常有清水和混水的的分界面，這是海水中的鹽類對(duì)江河中荷負(fù)電荷的土壤膠體聚沉的結(jié)果，而小島和沙洲的形成正是土壤膠體聚沉后的產(chǎn)物。§14.7

溶膠的穩(wěn)定性和聚沉作用3.下列各電解質(zhì)對(duì)某溶膠的聚沉值分別為：[KNO3]=50，[KAc]=110，[MgSO4]=0.81，[Al(NO3)3]=0.095mol·dm-3，該膠粒的帶電情況是：()(A)帶負(fù)電(B)帶正電(C)不帶電(D)不能確定A2023/6/8792.不同膠體之間的相互作用

將膠粒帶相反電荷的溶膠互相混合，也會(huì)發(fā)生聚沉。

與加入電解質(zhì)情況不同的是，當(dāng)兩種溶膠的用量恰能使其所帶電荷的量相等時(shí)，才會(huì)完全聚沉，否則會(huì)不完全聚沉，甚至不聚沉。

產(chǎn)生相互聚沉現(xiàn)象的原因是：可以把溶膠粒子看成是一個(gè)巨大的離子，所以溶膠的混合類似于加入電解質(zhì)的一種特殊情況。

3.大分子化合物的作用也屬于不同膠體之間的相互作用。§14.7

溶膠的穩(wěn)定性和聚沉作用2023/6/880

在憎液溶膠中加入某些大分子溶液，加入的量不同，會(huì)出現(xiàn)兩種情況：(1)保護(hù)作用：當(dāng)加入大分子溶液的量足夠多時(shí)，

會(huì)防止溶膠聚沉。原因：高分子覆蓋溶膠表面可起保護(hù)作用。?？炕鶊F(tuán)穩(wěn)定基團(tuán)(2)絮凝作用：早期稱為敏化作用。在加入少量大分子溶液時(shí)，會(huì)促使溶膠聚沉成疏松的棉絮狀沉淀，這種現(xiàn)象稱為絮凝作用§14.7

溶膠的穩(wěn)定性和聚沉作用2023/6/881

當(dāng)加入的大分子物質(zhì)的量不足時(shí)，憎液溶膠的膠粒粘附在大分子上，大分子起了一個(gè)橋梁作用，把膠粒聯(lián)系在一起，使之更容易聚沉。原因：大分子的搭橋效應(yīng)

例如，對(duì)SiO2進(jìn)行重量分析時(shí)，在SiO2的溶膠中加入少量明膠，使SiO2的膠粒粘附在明膠上，便于聚沉后過濾，減少損失，使分析更準(zhǔn)確。§14.7

溶膠的穩(wěn)定性和聚沉作用2023/6/882§14.7

溶膠的穩(wěn)定性和聚沉作用2023/6/883三、高分子化合物對(duì)溶膠的絮凝和穩(wěn)定作用§14.7

溶膠的穩(wěn)定性和聚沉作用1.高分子化合物對(duì)溶膠的絮凝作用

在溶膠內(nèi)加入極少量的可溶性高分子化合物，可導(dǎo)致溶膠迅速沉淀，沉淀呈疏松的棉絮狀，這類沉淀稱為絮凝物，這種現(xiàn)象稱為絮凝(或橋聯(lián))作用。

高分子對(duì)膠粒的絮凝作用與電解質(zhì)的聚沉作用完全不同：

由電解質(zhì)所引起的聚沉過程比較緩慢，所得到的沉淀顆粒緊密、體積小，這是由于電解質(zhì)壓縮了溶膠粒子的擴(kuò)散雙電層所引起的；2023/6/884

高分子的絮凝作用則是由于吸附了溶膠粒子以后，高分子化合物本身的鏈段旋轉(zhuǎn)和運(yùn)動(dòng)，將固體粒子聚集在一起而產(chǎn)生沉淀。

絮凝作用具有迅速、徹底、沉淀疏松、過濾快、絮凝劑用量少等優(yōu)點(diǎn)，特別對(duì)于顆粒較大的懸浮體尤為有效。這對(duì)于污水處理、鉆井泥漿、選擇性選礦以及化工生產(chǎn)流程的沉淀、過濾、洗滌等操作都有極重要的作用?！?4.7

溶膠的穩(wěn)定性和聚沉作用2023/6/8852.高分子化合物絮凝作用的特點(diǎn)(1)起絮凝作用的高分子化合物一般要具有鏈狀

結(jié)構(gòu)；(2)任何絮凝劑的加入量都有一最佳值；(3)高分子的分子質(zhì)量越大，絮凝效率也越高(4)高分子化合物基團(tuán)的性質(zhì)對(duì)絮凝效果有十分重要的影響；(5)絮凝過程與絮凝物的大小、結(jié)構(gòu)、攪拌的速率和強(qiáng)度等都有關(guān)系?！?4.7

溶膠的穩(wěn)定性和聚沉作用2023/6/886課堂練習(xí)1.當(dāng)溶膠中加入大分子化合物時(shí)：()(A)一定使溶膠更穩(wěn)定(B)一定使溶膠更容易為電解質(zhì)所聚沉(C)對(duì)溶膠穩(wěn)定性影響視加入量而定(D)對(duì)溶膠穩(wěn)定性沒有影響C2.對(duì)于溶膠系統(tǒng)帶正電的Fe(OH)3和帶負(fù)電的Sb2S3的相互作用，下列說(shuō)法正確的是：()(A)混合后一定發(fā)生聚沉

(B)混合后不可能聚沉

(C)聚沉與否取決于Fe和Sb結(jié)構(gòu)是否相似(D)聚沉與否取決于正，負(fù)電量是否接近或相等D§14.7

溶膠的穩(wěn)定性和聚沉作用2023/6/887§14.8

乳狀液兩種乳狀液——O/W型和W/O型乳狀液乳化劑的作用乳狀液的不穩(wěn)定性——分層變型和破乳2023/6/888§14.8

乳狀液由一種液體以極小的液滴形式分散在另一種與其不混溶的液體中所構(gòu)成的多相分散體系。一、乳狀液分散相大小約為106～107m，屬粗分散體系。二、乳狀液的類型水油水油水包油(O/W)，如牛奶油包水(W/O)，如含水

原油外相：分散介質(zhì)，連續(xù)內(nèi)相：分散相，不連續(xù)如牛奶、含水原油、乳化農(nóng)藥等都是乳狀液。2023/6/889乳狀液不穩(wěn)定的各種表現(xiàn)：分層絮凝聚結(jié)三、乳化劑的作用1.乳化劑：制備穩(wěn)定的乳狀液所必須添加的第

三組分。

大多數(shù)乳化劑都是表面活性劑，此外還有粉末乳化劑，如CaCO3、BaSO4、碳黑、粘土等。2.作用：使由機(jī)械分散所得的液滴不相互聚結(jié)。§14.8

乳狀液2023/6/890§14.9

凝膠

是固-液或固-氣所形成的一種分散系統(tǒng)，其中分散相粒子(膠體顆?；蚋叻肿?相互連接成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，分散介質(zhì)充滿于其間。一、定義分散相和分散介質(zhì)均為連續(xù)相，是一種貫穿型網(wǎng)絡(luò)。具有一定的幾何形狀，有彈性、屈服應(yīng)力等固體的特性。2023/6/89192二、凝膠的結(jié)構(gòu)a.球形離子相互鏈狀聯(lián)結(jié)。如SiO2等形成的凝膠；b.棒狀或片狀粒子相互支撐構(gòu)成骨架。如V2O5

凝膠；§14.9

凝膠2023/6/8d.線型高分子靠化學(xué)鍵形成交聯(lián)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。如硫化橡膠c.柔軟線型高分子構(gòu)成骨架，一部分長(zhǎng)鏈有序排列成微晶區(qū)。如明膠§14.9

凝膠2023/6/893Staudinger(斯陶丁格)把相對(duì)分子質(zhì)量大于10000的物質(zhì)稱之為大分子

大分子的概念既包含合成的高聚物，也包含天然的大分子大分子溶液就分散相粒子半徑而言，屬于膠體的范疇，但與前面的膠體體系有本質(zhì)的差別。一、大分子溶液的界定

大分子溶液是真溶液，是熱力學(xué)穩(wěn)定系統(tǒng)，其粒子與溶劑之間沒有界面?！?4.10

大分子溶液2023/6/894二、大分子溶液的特點(diǎn)憎液溶膠大分子溶液小分子溶液分散相粒子大小1～100nm1～100nm小于1nm分散相存在單元聚集粒子單分子單分子能否通過半透膜不能不能能熱力學(xué)穩(wěn)定性不穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定丁鐸爾效應(yīng)強(qiáng)微弱微弱系統(tǒng)粘度小(介質(zhì))大小(溶劑)對(duì)外加電解質(zhì)敏感度敏感不太敏感不敏感聚沉后再加分散介質(zhì)不可逆可逆可逆§14.10

大分子溶液2023/6/895§14.11

Donnan平衡和聚電解質(zhì)溶液的滲透壓Donnan平衡聚電解質(zhì)溶液的滲透壓2023/6/896一、Donnan平衡

在大分子電解質(zhì)中通常含有少量電解質(zhì)雜質(zhì)，即使雜質(zhì)含量很低，但按離子數(shù)目計(jì)還是很可觀的。

在半透膜兩邊，一邊放大分子電解質(zhì)，一邊放純水。大分子離子不能透過半透膜，而離解出的小離子和雜質(zhì)電解質(zhì)離子可以。

由于膜兩邊要保持電中性，使得達(dá)到滲透平衡時(shí)小離子在兩邊的濃度不等。小離子在膜兩邊的這種不均勻的平衡分布稱為Donnan平衡，又叫膜平衡?！?4.11

Donnan平衡和聚電解質(zhì)溶液的滲透壓2023/6/897二、聚電解質(zhì)溶液的滲透壓

由于大分子物質(zhì)的濃度不能配得很高，否則易發(fā)生凝聚，如等電點(diǎn)時(shí)的蛋白質(zhì)，所以產(chǎn)生的滲透壓很小，用這種方法測(cè)定大分子的摩爾質(zhì)量誤差太大。1.不電離的大分子溶液

由于大分子P不能透過半透膜，而H2O分子可以，所以在膜兩邊會(huì)產(chǎn)生滲透壓。滲透壓可П1

=c2RTc2是大分子溶液的濃度