物理化學(xué)課程課件之第九章膠體化學(xué)

物理化學(xué)電子教案—第九章2024/2/19.1膠體及其根本特性第九章 膠體化學(xué)9.2溶膠的制備與凈化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)定性和聚沉作用9.8大分子概說9.9大分子的相對摩爾質(zhì)量9.9Donnan平衡9.7乳狀液思考題2024/2/19.1膠體及其根本特性膠粒的結(jié)構(gòu)

分散相與分散介質(zhì)分散系統(tǒng)分類〔1〕按分散相粒子的大小分類〔2〕按分散相和介質(zhì)的聚集狀態(tài)分類〔3〕按膠體溶液的穩(wěn)定性分類憎液溶膠的特性膠粒的形狀2024/2/1分散相與分散介質(zhì)把一種或幾種物質(zhì)分散在另一種物質(zhì)中就構(gòu)成分散系統(tǒng)。其中，被分散的物質(zhì)稱為分散相〔dispersedphase〕，另一種物質(zhì)稱為分散介質(zhì)〔dispersingmedium)。例如：云，牛奶，珍珠2024/2/1分散系統(tǒng)分類分散系統(tǒng)通常有三種分類方法：分子分散系統(tǒng)膠體分散系統(tǒng)粗分散系統(tǒng)按分散相粒子的大小分類：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按膠體溶液的穩(wěn)定性分類：憎液溶膠親液溶膠2024/2/1〔1〕按分散相粒子的大小分類1.分子分散系統(tǒng)分散相與分散介質(zhì)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9-9m以下。通常把這種系統(tǒng)稱為真溶液，如CuSO4溶液。2.膠體分散系統(tǒng)分散相粒子的半徑在1nm~90nm之間的系統(tǒng)。目測是均勻的，但實(shí)際是多相不均勻系統(tǒng)。也有的將1nm~

900nm之間的粒子歸入膠體范疇。3.粗分散系統(tǒng)當(dāng)分散相粒子大于900nm,目測是混濁不均勻系統(tǒng)，放置后會沉淀或分層，如黃河水。2024/2/1〔1〕按分散相粒子的大小分類膠體分散系統(tǒng)又分為三類：1〕溶膠：這是一類高度分散的多相系統(tǒng)，分散相不能溶于分散介質(zhì)中，故有很大的相界面，很高的界面能，因此是熱力學(xué)不穩(wěn)定系統(tǒng)。2〕高分子溶液：由于高分子是以分子形式溶于介質(zhì)中的，分散相和分散介質(zhì)沒有相界面，因此它是均相的熱力學(xué)穩(wěn)定系統(tǒng)。3〕締合膠體〔膠體電解質(zhì)〕：分散相是由外表活性劑締合形成的膠束。分散相與分散介質(zhì)之間有很好的親和性，因此也是一類均相的熱力學(xué)穩(wěn)定系統(tǒng)。2024/2/1〔2〕按分散相和介質(zhì)聚集狀態(tài)分類1.液溶膠將液體作為分散介質(zhì)所形成的溶膠。當(dāng)分散相為不同狀態(tài)時，那么形成不同的液溶膠：.液-固溶膠如油漆，AgI溶膠.液-液溶膠如牛奶，石油原油等乳狀液.液-氣溶膠如泡沫2024/2/1〔2〕按分散相和介質(zhì)聚集狀態(tài)分類2.固溶膠將固體作為分散介質(zhì)所形成的溶膠。當(dāng)分散相為不同狀態(tài)時，那么形成不同的固溶膠：.固-固溶膠如有色玻璃，不完全互溶的合金.固-液溶膠如珍珠，某些寶石.固-氣溶膠如泡沫塑料，沸石分子篩2024/2/1〔2〕按分散相和介質(zhì)聚集狀態(tài)分類3.氣溶膠將氣體作為分散介質(zhì)所形成的溶膠。當(dāng)分散相為固體或液體時，形成氣-固或氣-液溶膠，但沒有氣-氣溶膠，因?yàn)椴煌臍怏w混合后是單相均一系統(tǒng)，不屬于膠體范圍..氣-固溶膠如煙，含塵的空氣.氣-液溶膠如霧，云2024/2/1〔3〕按膠體溶液的穩(wěn)定性分類1.憎液溶膠半徑在1nm~90nm之間的難溶物固體粒子分散在液體介質(zhì)中，有很大的相界面，易聚沉，是熱力學(xué)上的不穩(wěn)定系統(tǒng)。一旦將介質(zhì)蒸發(fā)掉，再參加介質(zhì)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(nèi)容。2024/2/1〔3〕按膠體溶液的穩(wěn)定性分類2.親液溶膠半徑落在膠體粒子范圍內(nèi)的大分子溶解在適宜的溶劑中，一旦將溶劑蒸發(fā)，大分子化合物凝聚，再參加溶劑，又可形成溶膠，親液溶膠是熱力

學(xué)上穩(wěn)定、可逆的系統(tǒng)。2024/2/1憎液溶膠的特性〔1〕特有的分散程度

粒子的大小在9-9~9-7m之間，因而擴(kuò)散較慢，不能透過半透膜，滲透壓低但有較強(qiáng)的動力穩(wěn)定性和乳光現(xiàn)象?！?〕多相不均勻性具有納米級的粒子是由許多離子或分子聚結(jié)而成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有的保持了該難溶鹽的原有晶體結(jié)構(gòu)，而且粒子大小不一，與介質(zhì)之間有明顯的相界面，比外表很大。〔3〕熱力學(xué)不穩(wěn)定性因?yàn)榱Ｗ有?，比外表大，外表自由能高，是熱力學(xué)不穩(wěn)定系統(tǒng)，有自發(fā)降低外表自由能的趨勢，即小粒子會自動聚結(jié)成大粒子。2024/2/19.2

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(xué)凝聚法2.物理凝聚法溶膠的凈化

〔1〕滲析法〔2〕超過濾法2024/2/1溶膠的制備制備溶膠必須使分散相粒子的大小落在膠體分散系統(tǒng)的范圍之內(nèi)，并參加適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定劑。制備方法大致可分為兩類：〔1〕分散法用機(jī)械、化學(xué)等方法使固體的粒子變小。〔2〕凝聚法使分子或離子聚結(jié)成膠粒2024/2/1用這兩種方法直接制出的粒子稱為原級粒子。

溶膠的制備視具體制備條件不同，這些粒子又可以聚集成較大的次級粒子。通常所制備的溶膠中粒子的大小不是均一的，是一個多級分散系統(tǒng)。2024/2/1溶膠的制備--研磨法1.研磨法

用機(jī)械粉碎的方法將固體磨細(xì)。這種方法適用于脆而易碎的物質(zhì)，對于柔韌性的物質(zhì)必須先硬化后再粉碎。例如，將廢輪胎粉碎，先用液氮處理，硬化后再研磨。膠體磨的形式很多，其分散能力因構(gòu)造和轉(zhuǎn)速的不同而不同。2024/2/1溶膠的制備--研磨法盤式膠體磨2024/2/1溶膠的制備--研磨法轉(zhuǎn)速約每分鐘1萬～2萬轉(zhuǎn)。

A為空心轉(zhuǎn)軸，與C盤相連，向一個方向旋轉(zhuǎn)，B盤向另一方向旋轉(zhuǎn)。分散相、分散介質(zhì)和穩(wěn)定劑從空心軸A處參加，從C盤與B盤的狹縫中飛出，用兩盤之間的應(yīng)切力將固體粉碎，可得900nm左右的粒子。2024/2/1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散在介質(zhì)中形成溶膠，并參加適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定劑。這種穩(wěn)定劑又稱膠溶劑。根據(jù)膠核所能吸附的離子而選用適宜的電解質(zhì)作膠溶劑。這種方法一般用在化學(xué)凝聚法制溶膠時，為了將多余的電解質(zhì)離子去掉，先將膠粒過濾，洗滌，然后盡快分散在含有膠溶劑的介質(zhì)中，形成溶膠。2024/2/1例如：溶膠的制備--膠溶法AgCl(新鮮沉淀）AgCl(溶膠）

Fe(OH)3（新鮮沉淀）Fe(OH)3

(溶膠）2024/2/1溶膠的制備--超聲分散法

3.超聲分散法

這種方法目前只用來制備乳狀液。如下圖，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。2024/2/1超聲分散法溶膠的制備--超聲分散法

2024/2/1溶膠的制備--電弧法

電弧法主要用于制備金、銀、鉑等金屬溶膠。制備過程包括先分散后凝聚兩個過程。4.電弧法將金屬做成兩個電極，浸在水中，盛水的盤子放在冷浴中。在水中參加少量NaOH作為穩(wěn)定劑。制備時在兩電極上施加90V左右的直流電，調(diào)節(jié)電極之間的距離，使之發(fā)生電火花，這時外表金屬蒸發(fā)，是分散過程，接著金屬蒸氣立即被水冷卻而凝聚為膠粒。2024/2/14.電弧法溶膠的制備--電弧法

2024/2/1溶膠的制備--凝聚法1.化學(xué)凝聚法

通過各種化學(xué)反響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)定劑存在下形成溶膠，這種穩(wěn)定劑一般是某一過量的反響物。例如：A.復(fù)分解反響制硫化砷溶膠2H3AsO3〔稀〕+3H2S→As2S3〔溶膠〕+6H2OB.水解反響制氫氧化鐵溶膠FeCl3〔稀〕+3H2O〔熱〕→Fe(OH)3〔溶膠〕+3HCl2024/2/1C.氧化復(fù)原反響制備硫溶膠2H2S(稀〕+SO2(g)→2H2O+3S(溶膠〕Na2S2O3+2HCl→2NaCl+H2O+SO2+S(溶膠〕E.離子反響制氯化銀溶膠AgNO3〔稀〕+KCl〔稀〕→AgCl(溶膠〕+KNO3D.還原反應(yīng)制金溶膠2HAuCl4(?。?3HCHO+11KOH

2Au(溶膠）+3HCOOK+8KCl+8H2O溶膠的制備---凝聚法2024/2/12.物理凝聚法

A.更換溶劑法

利用物質(zhì)在不同溶劑中溶解度的顯著差異來制備溶膠，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。溶膠的制備--凝聚法2024/2/1例圖：溶膠的制備---凝聚法2024/2/1將汞的蒸氣通入冷水中就可以得到汞的水溶膠。4—金屬鈉，2—苯,5—液氮。

B.蒸氣驟冷法溶膠的制備---凝聚法羅金斯基等人利用以下裝置，制備堿金屬的苯溶膠。先將系統(tǒng)抽真空，然后適當(dāng)加熱管2和管4，使鈉和苯的蒸氣同時在管5外壁凝聚。除去管5中的液氮，凝聚在外壁的混合蒸氣融化，在管3中獲得鈉的苯溶膠。2024/2/1蒸氣驟冷法溶膠的制備---凝聚法2024/2/1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溶膠時生成的HCl。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。

2024/2/1〔1〕滲析法 簡單滲析將需要凈化的溶膠放在羊皮紙或動物膀胱等半透膜制成的容器內(nèi)，膜外放純?nèi)軇?。溶膠的凈化利用濃差因素，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。如將裝有溶膠的半透膜容器不斷旋轉(zhuǎn)，可以加快滲析速度。2024/2/1簡單滲析溶膠的凈化2024/2/1電滲析為了加快滲析速度，在裝有溶膠的半透膜兩側(cè)外加一個電場，使多余的電解質(zhì)離子向相應(yīng)的電極作定向移動。溶劑水不斷自動更換，這樣可以提高凈化速度。這種方法稱為電滲析法。〔1〕滲析法溶膠的凈化2024/2/1電滲析溶膠的凈化2024/2/1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)在壓差作用下迅速別離?！?〕超過濾法溶膠的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。2024/2/11〕超過濾裝置：溶膠的凈化2024/2/12〕電超過濾：溶膠的凈化有時為了加快過濾速度，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。2024/2/19.3溶膠的光學(xué)性質(zhì)光散射現(xiàn)象

Tyndall效應(yīng)

Rayleigh公式乳光計原理濁度超顯微鏡2024/2/1光散射現(xiàn)象當(dāng)光束通過分散系統(tǒng)時，一局部自由地通過，一局部被吸收、反射或散射?？梢姽獾牟ㄩL約在400~700nm之間?！?〕當(dāng)光束通過粗分散系統(tǒng)，由于粒子大于入射光的波長，主要發(fā)生反射，使系統(tǒng)呈現(xiàn)混濁?！?〕當(dāng)光束通過膠體溶液，由于膠粒直徑小于可見光波長，主要發(fā)生散射，可以看見乳白色的光柱?！?〕當(dāng)光束通過分子溶液，由于溶液十分均勻，散射光因相互干預(yù)而完全抵消，看不見散射光。2024/2/1光散射的本質(zhì)光是一種電磁波，照射溶膠時，分子中的電子分布發(fā)生位移而產(chǎn)生偶極子，這種偶極子像小天線一樣向各個方向發(fā)射與入射光頻率相同的光，這就是散射光。分子溶液十分均勻，這種散射光因相互干預(yù)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。2024/2/1Tyndall效應(yīng)

Tyndall效應(yīng)實(shí)際上已成為判別溶膠與分子溶液的最簡便的方法。1869年Tyndall發(fā)現(xiàn)，假設(shè)令一束會聚光通過溶膠，從側(cè)面〔即與光束垂直的方向〕可以看到一個發(fā)光的圓錐體，這就是Tyndall效應(yīng)。其他分散系統(tǒng)也會產(chǎn)生一點(diǎn)散射光，但遠(yuǎn)不如溶膠顯著,。Tyndall效應(yīng)的實(shí)質(zhì)是光的散射。2024/2/1Tyndall效應(yīng)2024/2/1Rayleigh公式1871年，Rayleigh研究了大量的光散射現(xiàn)象，對于粒子半徑在47nm以下的溶膠，導(dǎo)出了散射光總能量的計算公式，稱為Rayleigh公式：式中：

入射光強(qiáng)度，單位體積中粒子數(shù)入射光波長，每個粒子的體積分散相折射率，分散介質(zhì)的折射率觀察者與散射中心的距離散射角,即觀察方向與入射光方向的夾角2024/2/1Rayleigh公式1.散射光總能量與入射光波長的四次方成反比。入

射光波長愈短，散射愈顯著。所以可見光中，藍(lán)、紫色光波長最短，散射光最強(qiáng)；紅光的波長最長散射作用最弱。因此在與入射光垂直的方向上觀察呈淡藍(lán)色，而透過光呈現(xiàn)橙紅色。2.分散相與分散介質(zhì)的折射率相差愈顯著，那么散射作用亦愈顯著，可以鑒別溶膠與高分子溶液。2024/2/1Rayleigh公式3.散射光強(qiáng)度與單位體積中的粒子數(shù)成正比，一個濃度可求出另一個濃度。散射光的強(qiáng)度=乳光強(qiáng)度=濁度濁度計就是根據(jù)這一原理制成的。4.單位體積散射光強(qiáng)度與單個粒子體積的平方成正比，可鑒別溶膠、真溶液、懸浮液。2024/2/1超顯微鏡和粒子大小的測定

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。2024/2/1超顯微鏡的類型1.狹縫式照射光從碳弧光源射擊，經(jīng)可調(diào)狹縫后，由透鏡會聚，從側(cè)面射到盛膠體溶液的樣品池中。超顯微鏡的目鏡看到的是膠粒的散射光。如果溶液中沒有膠粒，視野將是一片黑暗。2024/2/1從超顯微鏡可以獲得哪些有用信息？〔1〕可以測定球狀膠粒的平均半徑?！?〕間接推測膠粒的形狀和不對稱性。例如，球狀粒子不閃光，不對稱的粒子在向光面變化時有閃光現(xiàn)象?！?〕判斷粒子分散均勻的程度。粒子大小不同，散射光的強(qiáng)度也不同。〔4〕觀察膠粒的布朗運(yùn)動、電泳、沉降和凝聚等現(xiàn)象。超顯微鏡和粒子大小的測定2024/2/1超顯微鏡和粒子大小的測定使用狹縫式超顯微鏡測定膠體粒子的大?。和ㄟ^調(diào)節(jié)狹縫可以調(diào)節(jié)光的高度和光的寬度，再根據(jù)容器的厚度可以計算出發(fā)生散射光溶液體積，如果溶膠很稀，可以觀察到溶膠的粒子數(shù)，從而得到粒子的數(shù)濃度c，假設(shè)粒子為球型，粒子的密度為，每個粒子的質(zhì)量，設(shè)單位體積中所含分散相的質(zhì)量每個膠粒質(zhì)量半徑2024/2/19.4

溶膠的動力性質(zhì)

Brown運(yùn)動膠粒的擴(kuò)散溶膠的滲透壓沉降平衡高度分布定律2024/2/1Brown運(yùn)動(Brownianmotion)1827年植物學(xué)家布朗〔Brown)用顯微鏡觀察到懸浮在液面上的花粉粉末不斷地做不規(guī)那么的運(yùn)動。后來又發(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)動為布朗運(yùn)動。但在很長的一段時間里，這種現(xiàn)象的本質(zhì)沒有得到說明。2024/2/1Brown運(yùn)動(Brownianmotion)1903年創(chuàng)造了超顯微鏡，為研究布朗運(yùn)動提供了物質(zhì)條件。用超顯微鏡可以觀察到溶膠粒子不斷地作不規(guī)那么“之〞字形的運(yùn)動，從而能夠測出在一定時間內(nèi)粒子的平均位移。通過大量觀察，得出結(jié)論：粒子越小，布朗運(yùn)動越劇烈。其運(yùn)動劇烈的程度不隨時間而改變，但隨溫度的升高而增加。2024/2/1Brown運(yùn)動的本質(zhì)1905年和1906年愛因斯坦〔Einstein)和斯莫魯霍夫斯基〔Smoluchowski)分別闡述了Brown運(yùn)動的本質(zhì)。認(rèn)為Brown運(yùn)動是分散介質(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)那么運(yùn)動。隨著粒子增大，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5

m，Brown運(yùn)動消失。2024/2/1Brown運(yùn)動的本質(zhì)2024/2/1Brown運(yùn)動的本質(zhì)

Einstein認(rèn)為，溶膠粒子的Brown運(yùn)動與分子運(yùn)動類似，平均動能為。并假設(shè)粒子是球形的，運(yùn)用分子運(yùn)動論的一些基本概念和公式，得到Brown運(yùn)動的公式為：式中是在觀察時間t內(nèi)粒子沿x軸方向的平均位移；r為膠粒的半徑；為介質(zhì)的粘度；L為阿伏加德羅常數(shù)。這個公式把粒子的位移與粒子的大小、介質(zhì)粘度、溫度以及觀察時間等聯(lián)系起來。2024/2/1膠粒的擴(kuò)散膠粒也有熱運(yùn)動，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。如下圖，在CDFE的桶內(nèi)盛溶膠，在某一截面AB的兩側(cè)溶膠的濃度不同，C1>C2。由于分子的熱運(yùn)動和膠粒的布朗運(yùn)動，可以觀察到膠粒從C1區(qū)向C2區(qū)遷移的現(xiàn)象，這就是膠粒的擴(kuò)散作用。2024/2/1膠粒的擴(kuò)散2024/2/1已知

r

和粒子密度，可以計算粒子的摩爾質(zhì)量。Einstein-Brown位移方程將布朗運(yùn)動公式：代入擴(kuò)散系數(shù)公式得到：再從上式可以求粒子半徑r?？梢杂嬎愠鯠2024/2/1這就是Einstein-Brown位移方程。從布朗運(yùn)動實(shí)驗(yàn)測出，就可求出擴(kuò)散系數(shù)D。Einstein-Brown位移方程2024/2/1沉降平衡〔sedimentationequilibrium〕溶膠是高度分散系統(tǒng)，膠粒一方面受到重力吸引而下降，另一方面由于布朗運(yùn)動促使?jié)舛融呌诰?。?dāng)這兩種效應(yīng)相反的力相等時，粒子的分布到達(dá)平衡，粒子的濃度隨高度不同有一定的梯度，如下圖。這種平衡稱為沉降平衡。2024/2/1到達(dá)沉降平衡時，粒子隨高度分布的情況與氣體類似，可以用高度分布定律。高度分布定律如圖所示，設(shè)容器截面積為A，粒子為球型，半徑為r，粒子與介質(zhì)的密度分別為和，在h1和h2處粒子的數(shù)濃度分別c1，c2?！惲止?024/2/19.5

溶膠的電學(xué)性質(zhì)膠粒帶電的本質(zhì)電動現(xiàn)象〔2〕電滲〔3〕流動電勢〔4〕沉降電勢雙電層動電電勢(1)電泳Tiselius電泳儀

界面移動電泳儀顯微電泳儀區(qū)帶電泳2024/2/1電動現(xiàn)象膠粒在重力場作用下發(fā)生沉降，而產(chǎn)生沉降電勢；帶電的介質(zhì)發(fā)生流動，那么產(chǎn)生流動電勢。這是因動而產(chǎn)生電。以上四種現(xiàn)象都稱為電動現(xiàn)象。由于膠粒帶電，而溶膠是電中性的，那么介質(zhì)帶與膠粒相反的電荷。在外電場作用下，膠粒和介質(zhì)分別向帶相反電荷的電極移動，就產(chǎn)生了電泳和電滲的電動現(xiàn)象，這是因電而動。2024/2/1電泳〔electrophoresis〕影響電泳的因素有：帶電粒子的大小、形狀；粒子外表電荷的數(shù)目；介質(zhì)中電解質(zhì)的種類、離子強(qiáng)度，pH和粘度；電泳的溫度和外加電壓等。

帶電膠粒或大分子在外加電場的作用下向帶相反電荷的電極作定向移動的現(xiàn)象稱為電泳。

實(shí)驗(yàn)說明，電泳的速度與離子的電遷移速率數(shù)量級根本相同。溶膠粒子比離子大2個數(shù)量級，說明溶膠粒子所帶的電荷數(shù)量是相當(dāng)大的。利用蛋白質(zhì)、核酸的電泳速度不同對它們進(jìn)行別離。2024/2/1在外加電場作用下，帶電的介質(zhì)通過多孔膜或半徑為1~9nm的毛細(xì)管作定向移動，這種現(xiàn)象稱為電滲。外加電解質(zhì)對電滲速度影響顯著，隨著電解質(zhì)濃度的增加，電滲速度降低，甚至?xí)淖冸姖B的方向。電滲方法有許多實(shí)際應(yīng)用，如溶膠凈化、海水淡化、泥炭和染料的枯燥等?！?〕電滲〔electro-osmosis)2024/2/1在U型管1,2中盛電解質(zhì)溶液，將電極5,6接通直流電后，可從有刻度的毛細(xì)管4中，準(zhǔn)確地讀出液面的變化。

電滲實(shí)驗(yàn)圖中，3為多孔膜，可以用濾紙、玻璃或棉花等構(gòu)成；也可以用氧化鋁、碳酸鋇、AgI等物質(zhì)構(gòu)成。如果多孔膜吸附陰離子，那么介質(zhì)帶正電，通電時向陰極移動；反之，多孔膜吸附陽離子，帶負(fù)電的介質(zhì)向陽極移動。2024/2/1電滲實(shí)驗(yàn)2024/2/1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)管時會產(chǎn)生電勢差。〔3〕流動電勢〔streamingpotential)這種因流動而產(chǎn)生的電勢稱為流動電勢。2024/2/1〔3〕流動電勢〔streamingpotential)2024/2/1因?yàn)楣鼙跁侥撤N離子，使固體外表帶電，電荷從固體到液體有個分布梯度。在用泵輸送原油或易燃化工原料時，要使管道接地或參加油溶性電解質(zhì)，增加介質(zhì)電導(dǎo)，防止流動電勢可能引發(fā)的事故。〔3〕流動電勢〔streamingpotential)當(dāng)外力迫使擴(kuò)散層移動時，流動層與固體外表之間會產(chǎn)生電勢差，當(dāng)流速很快時，有時會產(chǎn)生電火花。2024/2/1〔3〕流動電勢〔streamingpotential)2024/2/1在重力場的作用下，帶電的分散相粒子，在分散介質(zhì)中迅速沉降時，使底層與外表層的粒子濃度懸殊，從而產(chǎn)生電勢差，這就是沉降電勢。貯油罐中的油內(nèi)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。通常在油中參加有機(jī)電解質(zhì)，增加介質(zhì)電導(dǎo)，降消沉降電勢。(4)沉降電勢(sedimentationpotential)2024/2/1膠粒帶電的本質(zhì)

〔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。吸附規(guī)那么：離子晶體外表對溶液中能與晶格上電荷符號相反的離子生成難溶或電離度很小的化合物的那些離子，具有優(yōu)先吸附作用。例如：在AgI溶膠的制備過程中，如果AgNO3過量，那么膠核優(yōu)先吸附Ag+離子，使膠粒帶正電；如果KI過量，那么優(yōu)先吸附I-離子，膠粒帶負(fù)電。2024/2/1〔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。膠粒帶電的本質(zhì)

例如蛋白質(zhì)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(fù)帶電；在pH較低的溶液中，生成P-NH3+離子而帶正電。在某一特定的pH條件下，生成的-COO-和-NH3+數(shù)量相等，蛋白質(zhì)分子的凈電荷為零，這pH稱為蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)

。2024/2/1當(dāng)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(jìn)入溶液，以致使固液兩相分別帶有不同符號的電荷，在界面上形成了雙電層的結(jié)構(gòu)。

對于雙電層的具體結(jié)構(gòu)，一百多年來不同學(xué)者提出了不同的看法。最早于1879年Helmholz提出平板型模型；雙電層〔doublelayer)199年Gouy和1913年Chapman修正了平板型模型，提出了擴(kuò)散雙電層模型；后來Stern又提出了Stern模型。2024/2/1平板型模型亥姆霍茲認(rèn)為固體的外表電荷與溶液中帶相反電荷的〔即反離子〕構(gòu)成平行的兩層，如同一個平板電容器。整個雙電層厚度為

0

。固體外表與液體內(nèi)部的總的電勢差即等于熱力學(xué)電勢0，在雙電層內(nèi)，熱力學(xué)電勢呈直線下降。在電場作用下，帶電質(zhì)點(diǎn)和溶液中的反離子分別向相反方向運(yùn)動。

這模型過于簡單，由于離子熱運(yùn)動，不可能形成平板電容器。2024/2/1擴(kuò)散雙電層模型Gouy和Chapman認(rèn)為，由于正、負(fù)離子靜電吸引

和熱運(yùn)動兩種效應(yīng)的結(jié)果，溶液中的反離子只有一部

分緊密地排在固體外表附近，相距約一、二個離子厚

度稱為緊密層；另一局部離子按一定的濃度梯度擴(kuò)散到本體溶液中，離子的分布可用玻茲曼公式表示，稱為擴(kuò)散層。雙電層由緊密層和擴(kuò)散層構(gòu)成。移動的滑動面為AB面。2024/2/1擴(kuò)散雙電層模型2024/2/1擴(kuò)散雙電層模型Gouy和Chapman模型的成功與缺乏：成功：正確地反映了反離子在擴(kuò)散層中分布的情況及相應(yīng)電勢的變化，這些觀點(diǎn)今天看來仍然是正確的。缺陷：將離子視為點(diǎn)電荷，沒有考慮到反離子的吸附，也沒有考慮離子的溶劑化，因而未能反映出在質(zhì)點(diǎn)外表上固定層〔即不流動層〕的存在。2024/2/1Stern模型

Stern對擴(kuò)散雙電層模型作進(jìn)一步修正。他認(rèn)為吸附在固體外表的緊密層約有一、二個分子層的厚度，后被稱為Stern層；由反號離子電性中心構(gòu)成的平面稱為Stern平面。2024/2/1由于離子的溶劑化作用，膠粒在移動時，緊密層會結(jié)合一定數(shù)量的溶劑分子一起移動，所以滑移的滑動面由比Stern層略右的曲線表示。Stern模型從固體外表到Stern平面，電勢從0直線下降為,稱為Stern電勢。2024/2/1電動電勢〔electrokineticpotential〕在Stern模型中，帶有溶劑化層的滑移界面與溶液之間的電勢差稱為電勢。電動電勢亦稱為

電勢。在擴(kuò)散雙電層模型中，滑動面AB與溶液本體之間的電勢差為電勢；電勢總是比熱力學(xué)電勢低，外加電解質(zhì)會使電勢變小甚至改變符號。只有在質(zhì)點(diǎn)移動時才顯示出電勢，所以稱為電動電勢。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勢差稱為電動電勢。2024/2/1溶膠的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)形成憎液溶膠的必要條件是：〔1〕分散相的溶解度要??；〔2〕還必須有穩(wěn)定劑存在，否那么膠粒易聚結(jié)而聚沉。2024/2/1溶膠的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)膠粒的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，先有一定量的難溶物分子聚結(jié)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(fù)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(kuò)散層中的反號離子，形成一個電中性的膠團(tuán)。2024/2/1溶膠的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)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(yīng)使膠核不易溶解。假設(shè)無相同離子，那么首先吸附水化能力較弱的負(fù)離子，所以自然界中的膠粒大多帶負(fù)電，如泥漿水、豆?jié){等都是負(fù)溶膠。2024/2/1溶膠的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)例1：AgNO3+

KI→KNO3+AgI↓

過量的KI作穩(wěn)定劑膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)表達(dá)式：[(AgI)mnI–(n-x)K+]x–xK+

|________________________||________________________________|膠核膠粒膠團(tuán)膠團(tuán)的圖示式：2024/2/1溶膠的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)例2：AgNO3+

KI→KNO3+AgI↓

過量的AgNO3

作穩(wěn)定劑膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)表達(dá)式：[(AgI)mnAg+(n-x)NO3–]x+x

NO3–

|______________________________||_______________________________________|膠核膠粒膠團(tuán)膠團(tuán)的圖示式：2024/2/1溶膠的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)電離產(chǎn)生：溶膠，當(dāng)微粒與水接觸時，可生成弱酸它的電離產(chǎn)物不是全擴(kuò)散到溶液中去，而是有一部分仍固定在微粒表面，形成帶負(fù)電荷的膠核，則成為反離子。2024/2/19.6 溶膠的穩(wěn)定與聚沉溶膠的穩(wěn)定性影響溶膠穩(wěn)定性的因素聚沉值與聚沉能力Schulze-Hardy規(guī)那么電解質(zhì)對溶膠穩(wěn)定性的影響不同膠體的相互作用 1. 敏化作用 2. 金值 2024/2/1溶膠的經(jīng)典穩(wěn)定理論-DLVO理論1941年由杰里亞金〔Derjaguin〕和朗道〔Landau〕以及1948年由維韋〔Verwey〕和奧弗比克〔Overbeek〕分別提出了帶電膠體粒子穩(wěn)定的理論，簡稱DLVO理論。2024/2/1溶膠的經(jīng)典穩(wěn)定理論-DLVO理論〔1〕膠團(tuán)之間既存在著斥力勢能，也存在著引力勢能。當(dāng)兩個膠團(tuán)的擴(kuò)散層發(fā)生重疊時，在重疊區(qū)內(nèi)反離子的濃度增加，使兩個膠團(tuán)擴(kuò)散層的對稱性同時遭到破壞。這樣既破壞了擴(kuò)散層中反離子的平衡分布，也破壞了雙電層的靜電平衡。前一平衡的破壞使重疊區(qū)內(nèi)過剩的反離子向未重疊區(qū)擴(kuò)散，導(dǎo)致滲透性斥力的產(chǎn)生。后一平衡的破壞，導(dǎo)致兩膠團(tuán)之間產(chǎn)生靜電斥力。2024/2/1溶膠的經(jīng)典穩(wěn)定理論-DLVO理論〔2〕溶膠的相對穩(wěn)定或聚沉取決于斥力勢能或引力勢能的相對大小。斥力>引力穩(wěn)定斥力<引力聚沉〔3〕斥力勢能、引力勢能以及總勢能都隨著粒子間距離的變化而變化，但是，由于斥力勢能及引力勢能與距離關(guān)系的不同，因此必然會出現(xiàn)在某一距離范圍內(nèi)引力勢能占優(yōu)勢；而在另一范圍內(nèi)斥力勢能占優(yōu)勢的現(xiàn)象。〔4〕理論推導(dǎo)說明，參加電解質(zhì)時，對引力勢能影響不大，但對斥力勢能的影響卻十清楚顯。2024/2/1溶膠的經(jīng)典穩(wěn)定理論-DLVO理論2024/2/1溶膠穩(wěn)定的原因溶膠穩(wěn)定的三個重要原因:1分散相粒子的帶電;2溶劑化作用;3布朗運(yùn)動.溶劑化作用也是溶膠穩(wěn)定的重要原因,假設(shè)水為分散介質(zhì),構(gòu)成膠團(tuán)雙電層結(jié)構(gòu)的全部粒子都應(yīng)當(dāng)是水化的,在分散相粒子的周圍,形成具有一定彈性的水化外殼。分散相粒子的布朗運(yùn)動足夠強(qiáng)時,能夠克服重力場的影響而不下沉,稱為動力穩(wěn)定。2024/2/1影響溶膠穩(wěn)定性的因素2. 濃度的影響。 濃度增加，粒子碰撞時機(jī)增多。3. 溫度的影響。 溫度升高，粒子碰撞時機(jī)增多，碰撞強(qiáng)度增加。4. 膠體系統(tǒng)的相互作用。 帶不同電荷的膠?；ノ鄢?。1. 外加電解質(zhì)的影響。 這影響最大，主要影響膠粒的帶電情況，使電位下降，促使膠粒聚結(jié)。2024/2/1溶膠的聚沉聚沉值 使一定量的溶膠在一定時間內(nèi)完全聚沉 所需電解質(zhì)的最小濃度。從的表值 可見，對同一溶膠，外加電解質(zhì)的離子 價數(shù)越低，其聚沉值越大。聚沉能力 是聚沉值的倒數(shù)。聚沉值越大的電解質(zhì)， 聚沉能力越??；反之，聚沉值越小的 電解質(zhì)，其聚沉能力越強(qiáng)。聚沉溶膠中分散相微粒互相聚結(jié)，顆粒變大，進(jìn)而發(fā)生沉淀的現(xiàn)象。2024/2/1Schulze-Hardy規(guī)那么聚沉能力主要決定于膠粒帶相反電荷的離子的價數(shù)。聚沉能力與異電性離子價數(shù)的六次方成正比，這就是Schulze-Hardy規(guī)那么。例如，對于給定的溶膠，異電性離子分別為一、二、三價，那么聚沉能力的比例為： 170.7532

即為：2024/2/1〔1〕 與膠粒帶相反電荷的離子的價數(shù)影響最大，價數(shù)越高，聚沉能力越強(qiáng)?！?〕與膠粒帶相反電荷的離子就是價數(shù)相同，其聚沉能力也有差異。電解質(zhì)對溶膠穩(wěn)定性的影響例如，對膠粒帶負(fù)電的溶膠，一價陽離子硝酸鹽的聚沉能力次序?yàn)椋篐+>Cs+>Rb+>NH4+>K+>Na+>Li+

這種次序稱為感膠離子序〔lyotropicseries)。對帶正電的膠粒，一價陰離子的鉀鹽的聚沉能力次序?yàn)椋篎->Cl->Br->NO3->I-

2024/2/1不同膠體的相互作用將膠粒帶相反電荷的溶膠互相混合，也會發(fā)生聚沉。與參加電解質(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，才會完全聚沉，否那么會不完全聚沉，甚至不聚沉。例如：使用明礬凈化水2024/2/1高分子化合物對溶膠穩(wěn)定性的影響搭橋效應(yīng)：當(dāng)參加的大分子物質(zhì)的量缺乏時，憎液溶膠的膠粒粘附在大分子上，大分子起了一個橋梁作用，把膠粒聯(lián)系在一起，使之更容易聚沉。一聚沉作用例如，對SiO2進(jìn)行重量分析時，在SiO2的溶膠中參加少量明膠，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。2024/2/1高分子化合物對溶膠穩(wěn)定性的影響當(dāng)參加大分子溶液的量足夠多時，會保護(hù)溶膠不聚沉。二保護(hù)作用電中和效應(yīng)：離子型的高分子化合物吸附在帶電的膠體粒子上可以中和分散相粒子的外表電荷，使粒子間的斥力勢能降低，而使溶膠聚沉。脫水效應(yīng)：高分子化合物對水有更強(qiáng)的親和力，由于它的溶解與水化，使膠體粒子脫水，失去水化外殼而聚沉。2024/2/1高分子化合物對溶膠穩(wěn)定性的影響2024/2/19.7乳狀液簡單的乳狀液通常分為兩大類。習(xí)慣上將不溶于水的有機(jī)物稱油，將不連續(xù)以液珠形式存在的相稱為內(nèi)相，將連續(xù)存在的液相稱為外相。1.水包油乳狀液，用O/W表示。內(nèi)相為油，外相為水，這種乳狀液能用水稀釋，如牛奶等。2.油包水乳狀液，用W/O表示。內(nèi)相為水，外相為油，如油井中噴出的原油。定義：由兩種不互溶或局部互溶的液體所形成的粗分散系統(tǒng)，稱為乳狀液。2024/2/1乳化劑乳化劑：能夠使乳狀液穩(wěn)定存在的物質(zhì)。乳化劑的種類：1表面活性劑肥皂、洗滌劑；2具有親水性質(zhì)的大分子化合物明膠、蛋白質(zhì)、樹膠；3不溶性的固體粉末

2024/2/1乳狀液穩(wěn)定的原因1降低界面張力HLB2~6親油性乳化劑形成W/O型乳狀液HLB12~18親水性乳化劑形成O/W型乳狀液參加少量的外表活性劑，在兩相之間的界面層產(chǎn)生正吸附，明顯地降低界面張力，使系統(tǒng)的外表吉布斯函數(shù)降低，穩(wěn)定性增加。O/WW/O2024/2/1乳狀液穩(wěn)定的原因2形成定向楔的界面一價金屬乳化劑形成O/W型的乳化液二價金屬乳化劑形成W/O型的乳化液2024/2/1乳狀液穩(wěn)定的原因3形成擴(kuò)散雙電層離子型外表活性劑在水中電離，非離子型外表活性劑由于摩擦而帶電。一般：水帶正電荷，油帶負(fù)電荷。O/W型乳狀液，分散相油帶負(fù)電荷，分散介質(zhì)水帶正電荷。W/O型乳狀液，分散相水帶正電荷，分散介質(zhì)油帶負(fù)電荷。2024/2/1乳狀液穩(wěn)定的原因4界面膜的穩(wěn)定作用乳化過程也可以理解為分散相液滴外表的成膜過程，界面膜的厚度，特別是膜的強(qiáng)度和韌性，對乳狀液的穩(wěn)定起著舉足輕重的作用。5固體粉末的穩(wěn)定作用分布在乳狀液界面層中的固體微粒也能起到穩(wěn)定劑的作用。2024/2/1乳狀液穩(wěn)定的原因2024/2/1乳狀液穩(wěn)定的原因水能潤濕固體，形成O/W型油能潤濕固體，形成W/O型2024/2/1乳化各種油所需的HLB值油相HLB油相HLBO/WW/OO/W石蠟94苯15石蠟油7~84甲苯11~12芳烴礦物油124油酸17煤油144十二醇14棉籽油7.5硬脂酸17蓖麻油14CCl4162024/2/1乳狀液的去乳化定義：使乳狀液破壞的過程，稱為破乳或去乳化作用。第一步：分散相的微小液滴首先絮凝成團(tuán)，但這時仍未完全失去原來各自的屬性；第二步：為凝聚過程，即分散相結(jié)合成更大的液滴，在重力場的作用下自動地分層。2024/2/1乳狀液的去乳化破乳的方法：A〕用不能形成牢固膜的外表活性劑來代替原來的乳化劑。如“異戊醇〞B〕參加某些能與乳化劑發(fā)生化學(xué)反響的物質(zhì)，消除乳化劑的保護(hù)作用。如：無機(jī)酸。C〕參加類型相反的乳化劑，在轉(zhuǎn)型過程中破壞。D〕加熱。溫度升高可降低乳化劑在油-水界面的吸附量，削弱保護(hù)膜對乳狀液的保護(hù)作用，降低分散介質(zhì)的黏度。E〕物理法：攪拌,加壓或減壓,離心別離；高壓靜電〔原油去乳化〕等。2024/2/1乳狀液鑒別沖淡法：加水能夠稀釋為O/W型，否那么W/O型。染色法：利用染料只溶于一相的方法。電導(dǎo)法：分散介質(zhì)是連續(xù)相，O/W型導(dǎo)電，W/O型不導(dǎo)電。2024/2/1乳狀液鑒別檢驗(yàn)水包油乳狀液參加水溶性染料如亞甲基藍(lán)，說明水是連續(xù)相。參加油溶性的染料紅色蘇丹Ⅲ，說明油是不連續(xù)相。2024/2/1泡沫泡沫浮選礦石：首先將粗礦磨碎，傾入浮選池中。在池水中參加捕集劑和起泡劑等外表活性劑。攪拌并從池底鼓氣，帶有有效礦粉的氣泡聚集外表，收集并滅泡濃縮，從而到達(dá)了富集的目的。不含礦石的泥砂、巖石留在池底，定時去除。 泡沫：不溶性氣體分散在液體或熔融的固體中形成的分散系統(tǒng)。能使泡沫穩(wěn)定存在的物質(zhì)稱為起泡劑。2024/2/1泡沫選礦泡沫浮選礦石的原理圖選擇適宜的捕集劑〔增加礦物質(zhì)的憎水性〕，使它的親水基團(tuán)只吸在礦砂的外表，憎水基朝向水。當(dāng)?shù)V砂外表有5%被捕集劑覆蓋時，就使外表產(chǎn)生憎水性，它會附在氣泡上一起升到液面，便于收集。2024/2/1氣溶膠定義:以液體或固體為分散相,氣體為分散介質(zhì)所形成的溶膠。研究的意義：造成空氣污染、提高燃料的燃燒效率、提高催化劑的催化效率。粉塵的分類：塵埃：9~90微米，在靜止的空氣中加速沉降。塵霧：0.25~9微米，在靜止的空氣中等速沉降。塵云：0.1微米以下，在靜止的空氣中不能自動沉降。2024/2/1氣溶膠粉塵的性質(zhì)1潤濕性：不容易被水潤濕，甚至是憎水的。2粉塵的沉降速度：不容易沉降。3粉塵的荷電性：帶異電可加速沉降。4粉塵的爆炸性：有較高的外表能，遇明火易爆炸。5光學(xué)性質(zhì)：有丁達(dá)爾效應(yīng)。6粉塵的凝聚性：除塵的原理。2024/2/1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)。粒度>9－7

m以上。與溶膠的相同點(diǎn)：粒子的結(jié)構(gòu)相同都是分子或原子的聚集體，存在雙電層，高分子化合物對它有保護(hù)作用。與溶膠的不同點(diǎn)：不存在布朗運(yùn)動，不產(chǎn)生擴(kuò)散和滲透，易于沉淀，觀察不到丁達(dá)爾效應(yīng)。懸浮液的分散度：懸浮液是一個多級分散系統(tǒng)，分散度是一個重要性質(zhì)。常用的測量方法有：篩分法、沉降分析法。2024/2/19.8大分子概說三種溶液性質(zhì)的比較大分子分類2024/2/1三種溶液性質(zhì)的比較2024/2/1大分子分類

Staudinger把相對分子質(zhì)量大于94的物質(zhì)稱之為大分子，主要有：

天然大分子：如淀粉、蛋白質(zhì)、纖維素、核酸和各種生物大分子等。

人工合成大分子：如合成橡膠、聚烯烴、樹脂和合成纖維等。

合成的功能高分子材料有：光敏高分子、導(dǎo)電性高分子、醫(yī)用高分子和高分子膜等。2024/2/19.9大分子相對摩爾質(zhì)量

聚合物摩爾質(zhì)量的表示法數(shù)均摩爾質(zhì)量質(zhì)均摩爾質(zhì)量

Z均摩爾質(zhì)量粘均摩爾質(zhì)量粘度的類型用粘度法測摩爾質(zhì)量2024/2/1聚合物摩爾質(zhì)量的表示法

數(shù)均摩爾質(zhì)量

質(zhì)均摩爾質(zhì)量

Z均摩爾質(zhì)量

粘均摩爾質(zhì)量由于聚合過程中，每個分子的聚合程度可以不一樣，所以聚合物的摩爾質(zhì)量只能是一個平均值。而且，測定和平均的方法不同，得到的平均摩爾質(zhì)量也不同。常用有四種平均方法，因而有四種表示法：2024/2/1數(shù)均摩爾質(zhì)量<Mn>數(shù)均摩爾質(zhì)量可以用端基分析法和滲透壓法測定。有一高分子溶液，各組分的分子數(shù)分別為N1，N2，…,NB,其對應(yīng)的摩爾質(zhì)量為M1，M2，…，MB。那么數(shù)均摩爾質(zhì)量的定義為：2024/2/1質(zhì)均摩爾質(zhì)量<Mm>質(zhì)均摩爾質(zhì)量可以用光散射法測定。設(shè)B組分的分子質(zhì)量為mB，那么質(zhì)均摩爾質(zhì)量的定義為：2024/2/1Z均摩爾質(zhì)量<Mz>在光散射法中利用Zimm圖從而計算的高分子摩爾質(zhì)量稱為Z均摩爾質(zhì)量，它的定義是：

式中：2024/2/1粘均摩爾質(zhì)量<Mv>用粘度法測定的摩爾質(zhì)量稱為粘均摩爾質(zhì)量。它的定義是：式中為與溶劑、大分子化合物和溫度有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)。，為分子的質(zhì)量。2024/2/1粘度的類型設(shè)純?nèi)軇┑恼扯葹?，大分子溶液的粘度為，兩者不同的組合得到不同的粘度表示方法：1.相對粘度

2.增比粘度

3.比濃粘度

4.特性粘度2024/2/1

特性粘度是幾種粘度中最能反映溶質(zhì)分子本性的一種物理量，由于它是外推到無限稀釋時溶液的性質(zhì)，已消除了大分子之間相互作用的影響，而且代表了無限稀釋溶液中，單位濃度大分子溶液粘度變化的分?jǐn)?shù)。實(shí)驗(yàn)方法是用粘度計測出溶劑和溶液的粘度和，計算相對粘度和增比粘度。用粘度法測定摩爾質(zhì)量當(dāng)溫度、聚合物和溶劑系統(tǒng)選定后，大分子溶液的粘度僅與濃度和聚合物分子的大小有關(guān)。2024/2/1從如下經(jīng)驗(yàn)式求粘均摩爾質(zhì)量。式中和為與溶劑、大分子物質(zhì)和溫度有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，有表可查。用粘度法測定摩爾質(zhì)量以對作圖，得一條直線，以對作圖得另一條直線。將兩條直線外推至濃度，得到特性粘度。2024/2/1

用粘度法測定摩爾質(zhì)量2024/2/19.9Donnan平衡

大分子電解質(zhì)的膜平衡膜平衡的三種情況

〔1〕不電離的大分子溶液〔2〕能電離的大分子溶液〔3〕外加電解質(zhì)時的大分子溶液2024/2/1膜平衡的三種情況由于大分子物質(zhì)的濃度不能配得很高，否那么易發(fā)生凝聚，如等電點(diǎn)時的蛋白質(zhì)，所以產(chǎn)生的滲透壓很小，用這種方法測定大分子的摩爾質(zhì)量誤差太大?！?〕不電離的大分子溶液

其中是大分子溶液的濃度。

由于大分子P不能透過半透膜，而H2O分子可以，所以在膜兩邊會產(chǎn)生滲透壓。滲透壓可以用不帶電粒子的范特霍夫公式計算，即：2024/2/1膜平衡的三種情況〔2〕能電離的大分子溶液蛋白質(zhì)分子Pz+

不能透過半透膜，而Na+可以，但為了保持溶液的電中性，Na+也必須留在Pz-同一側(cè)。由于大分子中z的數(shù)值不確定，就是測定了也無法正確地計算大分子的摩爾質(zhì)量。以蛋白質(zhì)的鈉鹽為例，它在水中發(fā)生如下離解：2024/2/1在蛋白質(zhì)鈉鹽的另一側(cè)加入濃度為的小分子電解質(zhì)，如上圖。雖然膜兩邊NaCl的濃度不等，但到達(dá)膜平衡時NaCl在兩邊的化學(xué)勢應(yīng)該相等，即：膜平衡的三種情況〔3〕外加電解質(zhì)時的大分子溶液到達(dá)膜平衡時〔如以下圖〕，為了保持電中性，有相同數(shù)量的Na+和Cl-擴(kuò)散到了左邊。在到達(dá)滲透壓平衡時，不僅半透膜兩側(cè)溶液成平衡，電解質(zhì)也到達(dá)平衡，即唐南平衡。2024/2/1膜平衡的三種情況2024/2/1膜平衡的三種情況由于滲透壓是因?yàn)槟蛇叺牧Ｗ訑?shù)不同而引起的，所以：即解得2024/2/1（A）當(dāng)加入電解質(zhì)太少，，與(2)的情況類似：膜平衡的三種情況將代入計算式得：（B）當(dāng)加入的電解質(zhì)足夠多，，則與(1)的情況類似：這就是參加足量的小分子電解質(zhì)，使得用滲透壓法測定大分子的摩爾質(zhì)量比較準(zhǔn)確。2024/2/1第十章膠體化學(xué)思考題目錄思考題〔1-2〕思考題〔3-5〕思考題〔6-7〕思考題〔8-9〕思考題〔9-11〕2024/2/1第十章思考題〔1—2〕1．憎液溶膠的電動現(xiàn)象說明了什麼問題？答案1答案22．試寫出使憎液溶膠發(fā)生聚沉現(xiàn)象的3種方法。2024/2/14．憎液溶膠在熱力學(xué)上是不穩(wěn)定的，它能夠相對穩(wěn)定存在的重要原因是什麼？3．參加電解質(zhì)為何能使憎液溶膠發(fā)生聚沉？請說明原因。5．ξ電勢的定義。答案4第十章思考題〔3—5〕答案3答案52024/2/16．在Na2SO4的稀溶液中滴入少量的Ba(NO3)2稀溶液，可以制備BaSO4溶膠，過剩的Na2SO4作為穩(wěn)定劑。試寫出此溶膠的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)。7．為何晴朗的天空是藍(lán)色？晚霞時就映得火紅？答案6第十章思考題〔6—7〕答案72024/2/1答案8第十章思考題〔8—9〕8．用超顯微鏡可以觀察膠粒的過動，所看到的是實(shí)際的膠粒還是膠粒運(yùn)動的軌跡？9．在兩個充滿0.001mol·L-1AgNO3溶液，中間是一個由AgCl

固體制成的多孔塞，塞中細(xì)孔充滿AgNO3溶液，在兩容器之間插入電極，通以直流電，容器中液體如何移動，為什么？答案92024/2/1第十章思考題〔9—11〕9．在進(jìn)行重量分析實(shí)驗(yàn)時，為了盡可能使沉淀完全，通常參加大量電解質(zhì)或?qū)⑷芤哼m當(dāng)加熱，為什么？試從膠體化學(xué)觀點(diǎn)加以解釋？答案1111．為了制得穩(wěn)定的溶膠，常用滲析的方法除去溶膠中過量的電解質(zhì)，但滲析過久，反而使溶膠發(fā)生聚結(jié)而遭到破壞，是何緣故？答案92024/2/1第十章思考題1答案答案：憎液溶膠的電動現(xiàn)象說明分散相和分散介質(zhì)帶有正或負(fù)的不同性質(zhì)的電荷。2024/2/1第十章思考題2答案答案：〔1〕參加含有高價反離子的電解質(zhì)；〔2〕參加帶有相反電荷的溶膠；〔3〕參加少量的高分子化合物；〔4〕加熱蒸發(fā)使溶膠脫水或濃度變大。2024/2/1第十章思考題3答案答案：當(dāng)憎液溶膠中電解質(zhì)的濃度或價數(shù)變大時，它會壓縮擴(kuò)散層，使擴(kuò)散層變薄，把更多的反離子壓入緊密層，使ξ電勢為零而發(fā)生聚沉現(xiàn)象。2024/2/1第十章思考題4答案答案：分散相粒子的帶電、溶劑化作用及布朗運(yùn)動是憎液溶膠三個重要的穩(wěn)定原因。2024/2/1第十章思考題5答案答案：分散介質(zhì)和分散相發(fā)生相對移動時，滑動面所包含的帶電體與溶液本體之間的電勢差。2024/2/1第十章思考題6答案答案：膠團(tuán)結(jié)構(gòu)為：2024/2/1第十章思考題7答案答案：天空是藍(lán)色的，這是由于太陽光被大氣散射的結(jié)果。波長短的光易被散射，太陽光中藍(lán)色波長最短，最容易被散射，所以看到天空呈現(xiàn)藍(lán)色。晚霞出現(xiàn)時，看到的是透射光，由于紅光波長長，不易散射，透射光中主要是紅色，因而晚霞時天空被映成紅色。2024/2/1第十章思考題8答案答案：超顯微鏡是用普通光學(xué)顯微鏡觀察丁達(dá)爾效應(yīng)。看到的是膠體的散射光，一個光點(diǎn)代表一個膠粒，因而看到的是膠粒運(yùn)動的軌跡。2024/2/1第十章思考題9答案答案：AgCl固體易于吸附Ag+，溶液中有過剩的NO3-，帶有負(fù)電，所以通電后液體向正極移動。2024/2/1第十章思考題9答案答案：參加大量電解質(zhì)能夠顯著降低動電勢，使溶膠易于聚沉；適當(dāng)加熱可加快膠粒的熱運(yùn)動，增加膠?；ハ嗯鲎驳念l率，從而使聚結(jié)時機(jī)增加。二者都利于沉淀完全。2024/2/1第十章思考題11答案答案：保持溶膠中有少量電解質(zhì)，可以作為溶膠的穩(wěn)定劑。滲析過久，溶膠可因失去穩(wěn)定劑而聚沉。2024/2/1ALBERTEINSTEINALBERTEINSTEIN(1879-1955)wasborninGermanyandeducatedinSwitzerland;and