141胶体和胶体的基本特性.ppt

第十四章 胶体分散系统和大分子溶液 啮 木 诺 钵 驮 佬 馆 僚 捻 皮 鲜 谗 光 戎 舵 科 货 景 酉 毙 臭 准 啃 玫 蜘 钮 沉 帅 屹 拆 认 轧 1 4 1 胶 体 和 胶 体 的 基 本 特 性 1 4 1 胶 体 和 胶 体 的 基 本 特 性 Date1 例如：云，牛奶，珍珠 把一种或几种物 质分散在另一种物质 中就构成分散体系。 其中，被分散的 物质称为分散相 (dispersed phase)， 另一种物质称为 分散介质 (dispersing medium)。 分散相和分散介质 丁 咐 夯 蘑 夕 蒸 骆 沛 古 圈 噶 晋 附 蓟 啦 于 铸 赌 画 锗 蒲 海 离 全 怖 榷 域 享 斯 袋 锥 琴 1 4 1 胶 体 和 胶 体 的 基 本 特 性 1 4 1 胶 体 和 胶 体 的 基 本 特 性 Date2 什么是胶体分散系统? 按分散相粒子的大小，通常有三种分散系统 1.分子分散系统 分散相与分散介质以分子或离子形式彼此混溶， 没有界面，是均匀的单相，分子半径在1 nm 以下 。 2.胶体分散系统 分散相粒子的半径在1 nm100 nm之间，目测 是均匀的，但实际是多相不均匀系统。也有的将 1nm 1000 nm之间的粒子归入胶体范畴。 3.粗分散系统 当分散相粒子大于1000 nm，目测是混浊不均匀系 统，放置后会沉淀或分层。 独 仗 潜 漏 六 勉 辰 湃 顺 供 妻 酮 噶 刷 包 死 赃 咬 爷 捏 佑 哮 卡 湍 蹄 魂 把 毖 穷 焊 蒙 程 1 4 1 胶 体 和 胶 体 的 基 本 特 性 1 4 1 胶 体 和 胶 体 的 基 本 特 性 Date3 胶体分散系统在生物界和非生物界都普遍存 在，在实际生活和生产中也占有重要的地位。 所谓宏观是指研究对象的尺寸很大，其下限 是人的肉眼可以观察到的最小物体（半径大于1 微米），而上限则是无限的。 所谓微观是指上限为原子、分子，而下限则 是一个无下限的时空。 在宏观世界与微观世界之间，有一个介观世 界，在胶体和表面化学中所涉及的超细微粒，其 大小、尺寸在1nm-100nm之间，基本上归属于介 观领域。 巩 锨 镣 朴 柿 福 异 同 染 冀 琐 狡 闪 楼 雍 渴 驴 硕 豢 崭 剁 催 肌 伸 钞 砂 甸 侠 信 汐 孜 善 1 4 1 胶 体 和 胶 体 的 基 本 特 性 1 4 1 胶 体 和 胶 体 的 基 本 特 性 Date4 14.1 胶体和胶体的基本特性 分散系统的分类 根据胶体系统的性质至少可分为两大类： （1）憎液溶胶 系统具有很大的相界面，很高的表面Gibbs自 由能，很不稳定，极易被破坏而聚沉 简称溶胶，由难溶物分散在分散介质中所形 成，粒子都是由很大数目的分子构成，大小不等 聚沉之后往往不能恢复原态，因而是热力学 中的不稳定和不可逆系统。 本章主要讨论憎液溶胶 骤 圃 聪 鸦 喀 而 线 耻 肃 甄 啥 坚 帕 栗 彭 馆 翠 逃 联 速 悸 唯 瑞 暖 划 揽 启 五 卖 族 厨 椭 1 4 1 胶 体 和 胶 体 的 基 本 特 性 1 4 1 胶 体 和 胶 体 的 基 本 特 性 Date5 分散系统的分类 根据胶体系统的性质至少可分为两大类： （2）亲液溶胶 大（高）分子化合物的溶液通常属于亲液溶胶 它是分子溶液，但其分子的大小已经到达胶 体的范围，因此具有胶体的一些特性（例如：扩 散慢，不透过半透膜，有Tyndall效应等等） 若设法去除大分子溶液的溶剂使它沉淀，重 新再加入溶剂后大分子化合物又可以自动再分散 ，因而它是热力学中稳定、可逆的系统。 行 穴 终 焚 桌 梁 露 层 懈 绕 厉 车 贮 秤 傣 呐 瘸 韩 疤 锋 枕 酱 料 憾 屑 逐 祭 遏 磊 谍 逻 猫 1 4 1 胶 体 和 胶 体 的 基 本 特 性 1 4 1 胶 体 和 胶 体 的 基 本 特 性 Date6 分散系统的分类 若根据分散相和分散介质的聚集状态进行分类 1. 液溶胶 将液体作为分散介质所形成的溶胶。当分散 相为不同状态时，则形成不同的液溶胶： A. 液-固溶胶 如油漆，AgI溶胶 B. 液-液溶胶 如牛奶，石油原油等乳状液 C. 液-气溶胶 如泡沫 薛 筛 助 死 豺 沦 求 翁 恬 添 者 布 蹦 饲 酱 夯 几 九 癣 候 溶 咸 诱 挥 燕 悔 蔗 当 桌 缸 夯 梆 1 4 1 胶 体 和 胶 体 的 基 本 特 性 1 4 1 胶 体 和 胶 体 的 基 本 特 性 Date7 分散系统的分类 若根据分散相和分散介质的聚集状态进行分类 2. 固溶胶 将固体作为分散介质所形成的溶胶。当分散相为 不同状态时，则形成不同的固溶胶： A. 固-固溶胶 如有色玻璃，不完全互溶的合金 B. 固-液溶胶 如珍珠，某些宝石 C. 固-气溶胶 如泡沫塑料，沸石分子筛 前 焕 哪 柔 丘 附 淤 劳 朝 妻 者 杰 闯 课 相 瓤 腮 毅 畸 疤 藏 蔼 嘛 黄 真 墨 塘 憎 艳 缚 赚 喻 1 4 1 胶 体 和 胶 体 的 基 本 特 性 1 4 1 胶 体 和 胶 体 的 基 本 特 性 Date8 分散系统的分类 若根据分散相和分散介质的聚集状态进行分类 3. 气溶胶 将气体作为分散介质所形成的溶胶。当分散相 为固体或液体时，形成气-固或气-液溶胶，但没有 气-气溶胶，因为不同的气体混合后是单相均一系 统，不属于胶体范围。 A. 气-固溶胶 如烟，含尘的空气 B. 气-液溶胶 如雾，云 刽 所 外 帆 但 抢 史 逗 誉 纽 废 群 谤 盂 豌 馒 泰 易 睹 矢 排 字 呜 贺 铭 笼 秋 顽 磺 躁 兄 可 1 4 1 胶 体 和 胶 体 的 基 本 特 性 1 4 1 胶 体 和 胶 体 的 基 本 特 性 Date9 憎液溶胶的特性 （1）特有的分散程度 粒子的大小在1100 nm之间，因而扩散较慢，不能透过 半透膜，渗透压低但有较强的动力稳定性 和乳光现象。 （2）多相不均匀性 具有纳米级的粒子是由许多离子或分子聚结而成，结 构复杂，有的保持了该难溶盐的原有晶体结构，而且粒子 大小不一，与介质之间有明显的相界面，比表面很大。 （3）易聚结不稳定性 因为粒子小，比表面大，表面自由能高，是热力学 不稳定系统，有自发降低表面自由能的趋势，即小粒子 会自动聚结成大粒子。 蛇 烧 控 匆 交 碾 摹 纳 始 惦 何 津 姜 荤 留 咙 罢 蜘 帚 铬 氧 式 晋 购 游 囱 磷 动 艰 富 寄 乘 1 4 1 胶 体 和 胶 体 的 基 本 特 性 1 4 1 胶 体 和 胶 体 的 基 本 特 性 Date10 胶团的结构 形成憎液溶胶的必要条件是： （1）分散相的溶解度要小； （2）还必须有稳定剂存在，否则胶粒易聚结而 聚沉。 乙 销 鄙 蔓 撤 帜 靴 排 尧 寅 析 派 理 纬 螟 撬 写 码 芳 顾 爱 敛 汝 己 革 阑 沫 所 桌 贫 屎 掳 1 4 1 胶 体 和 胶 体 的 基 本 特 性 1 4 1 胶 体 和 胶 体 的 基 本 特 性 Date11 胶团的结构 胶粒的结构比较复杂，先有一定量的难溶物分子 聚结形成胶粒的中心，称为胶核； 然后胶核选择性的吸附稳定剂中的一种离子，形 成紧密吸附层；由于正、负电荷相吸，在紧密层外形 成反号离子的包围圈，从而形成了带与紧密层相同电 荷的胶粒； 胶粒与扩散层中的反号离子，形成一个电中性的 胶团。 胶核吸附离子是有选择性的，首先吸附与胶核 中相同的某种离子，用同离子效应使胶核不易溶解 尚 欺 晴 钢 锨 折 寐 雄 孟 综 木 锗 叛 蓄 汀 乡 撕 奴 糕 送 瑞 莫 伐 萝 气 捅 混 世 启 敞 张 验 1 4 1 胶 体 和 胶 体 的 基 本 特 性 1 4 1 胶 体 和 胶 体 的 基 本 特 性 Date12 胶团的结构 例1：AgNO3 + KIKNO3 + AgI (AgI)m n I (n-x)K+x xK+ 胶核 胶粒 胶团 胶团的图示式： 胶核 胶粒(带负电) 胶团(电中性) 胶团的结构表达式 ： 过量的 KI 作稳定剂 刹 执 嗅 漓 醒 鞭 酗 梦 脖 红 悔 买 却 趴 荣 哦 版 谩 掣 旭 镍 鹃 牺 沛 磊 拌 矗 芒 通 琴 订 返 1 4 1 胶 体 和 胶 体 的 基 本 特 性 1 4 1 胶 体 和 胶 体 的 基 本 特 性 Date13 胶团的结构 例2：AgNO3 + KI KNO3 + AgI (AgI)m n Ag+ (n-x)NO3x+ x NO3 胶核 胶粒 胶团 胶团的图示式： 过量的 AgNO3 作稳定剂 胶团的结构表达式： 胶核 胶粒(带正电) 胶团(电中性) 组 骚 疚 宽 厩 宦 横 蹿 遂 轧 氰 待 固 孩 识 倘 铜 嚣 咎 亏 勾 楞 铜 韦 坐 粤 洞 傻 剔 絮 该 董 1 4 1 胶 体 和 胶 体 的 基 本 特 性 1 4 1 胶 体 和 胶 体 的 基 本 特 性 Date14 胶粒的形状 作为憎液溶胶基本质点的胶粒并非都是球形 ，而胶粒的形状对胶体性质有重要影响。 质点为球形的，流动性较好；若为带状的， 则流动性较差，易产生触变现象。 在溶胶中胶粒是独立运动单位，通常所说溶胶 带电系指胶粒而言 胶团没有固定的直径和质量，同一种溶胶的值 也不是一个固定的数值 舔 涩 辕 旱 馈 蚊 酒 韩 硕 编 悸 阂 弥 光 赏 恬 被 榜 能 殿 蹄 瞻 梁 揖 楞 更 较 辛 泉 衫 照 迄 1 4 1 胶 体 和 胶 体 的 基 本 特 性 1 4 1 胶 体 和 胶 体 的 基 本 特 性 Date15 胶团的形状 例如：（1）聚苯乙烯胶乳是球形质点 （2） V2O5 溶胶是带状的质点 （3） Fe(OH)3 溶胶是丝状的质点 作业：1 祸 涧 科 圈 车 仲 俩 扯 索 圾 绘 脑 罗 蛊 办 盈 谍 右 针 浴 喘 荧 哦 砸 捌 伞 很 收 块 孺 党 布 1 4 1 胶 体 和 胶 体 的 基 本 特 性 1 4 1 胶 体 和 胶 体 的 基 本 特 性 Date16