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1、 上一内容 下一内容 回主目录O返回物理化学电子教案第九章2018/7/18 上一内容 下一内容 回主目录O返回u9.1 胶体及其基本特性第九章 胶体化学u9.2 溶胶的制备与净化 u9.3 溶胶的动力性质 u9.4 溶胶的光学性质 u9.5 溶胶的电学性质 u9.6 溶胶的稳定性和聚沉作用u9.8 大分子概说 u9.9 大分子的相对摩尔质量 u9.9 Donnan平衡u9.7 乳状液u思考题2018/7/18 上一内容 下一内容 回主目录O返回9.1 胶体及其基本特性胶粒的结构分散相与分散介质分散系统分类（1）按分散相粒子的大小分类（2）按分散相和介质的聚集状态分类（3）按胶体溶液的稳定性分
2、类憎液溶胶的特性胶粒的形状2018/7/18 上一内容 下一内容 回主目录O返回分散相与分散介质把一种或几种物质分散在另一种物质 中就构成分散系统。 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)。例如：云，牛奶，珍珠Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回分散系统分类分散系统通常有三种分类方法： 分子分散系统 胶体分散系统 粗分散系统按分散相粒子的大小分类：按分散相和介质的聚集状态分类：液溶胶 固溶胶 气溶胶按胶体溶液的稳定性分类： 憎液溶胶 亲液溶胶Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回（1）按分
3、散相粒子的大小分类 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，分子半径大小在9-9 m以下 。通常把这种系统称为真溶液，如CuSO4溶液。 2.胶体分散系统分散相粒子的半径在1 nm90 nm之间的系统。目测 是均匀的，但实际是多相不均匀系统。也有的将1 nm 900 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900 nm,目测是混浊不均匀系统 ，放置后会沉淀或分层，如黄河水。Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回（1）按分散相粒子的大小分类胶体分散系统又分为三类：1）溶胶：这是一类高度分散的多相系统，分散相不能溶于分 散介质中
4、，故有很大的相界面，很高的界面能，因此是热力 学不稳定系统。2）高分子溶液：由于高分子是以分子形式溶于介质中的，分 散相和分散介质没有相界面，因此它是均相的热力学稳定系 统。3）缔合胶体（胶体电解质）：分散相是由表面活性剂缔合 形成的胶束。分散相与分散介质之间有很好的亲和性，因此 也是一类均相的热力学稳定系统。Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回（2）按分散相和介质聚集状态分类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Date 上一内容 下一内容 回
5、主目录O返回（2）按分散相和介质聚集状态分类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Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回（2）按分散相和介质聚集状态分类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Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回（3）按胶体溶液的稳定
6、性分类1.憎液溶胶 半径在1 nm90 nm之间的难溶物固体粒子分散在液体介质中，有很大的相界面，易聚沉，是热力学上的不稳定系统。一旦将介质蒸发掉，再加入介质就无法再形成溶胶，是 一个不可逆系统，如氢氧化铁溶胶、碘化银溶胶等。这是胶体分散系统中主要研究的内容。Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回（3）按胶体溶液的稳定性分类2.亲液溶胶半径落在胶体粒子范围内的大分子溶解在合适的溶剂中，一旦将溶剂蒸发，大分子化合物凝聚，再加入溶剂，又可形成溶胶，亲液溶胶是热力学上稳定、可逆的系统。Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回憎液溶胶的特性（1）特有的分散程度 粒子的大小在9-99-7 m之
7、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）热力学不稳定性 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。Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回9.2 溶胶的制备与净化溶胶的制备 （1）分散法1.研磨法2.胶溶法3.超声波分散法4.电弧法（2）凝聚法1.化学凝聚法2.物理凝聚法溶胶的净化 （1）渗析法 （2）超过
8、滤法Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回溶胶的制备制备溶胶必须使分散相粒子的大小落在胶体分散系统的范围之内，并加入适当的稳定剂。制备方法大致可分为两类： （1）分散法 用机械、化学等方法使固体的粒子变小。 （2）凝聚法 使分子或离子聚结成胶粒Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回用这两种方法直接制出的粒子称为原级粒子。 溶胶的制备视具体制备条件不同，这些粒子又可以聚集成较大的次级粒子。通常所制备的溶胶中粒子的大小不是均一的，是一个多级分散系统。Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回溶胶的制备-研磨法1.研磨法 用机械粉碎的方法将固体磨细。 这种方法适用于脆而易碎的物质，对于
9、柔韧性的物质必须先硬化后再粉碎。例如，将废轮胎粉碎，先用液氮处理，硬化后再研磨。 胶体磨的形式很多，其分散能力因构造和 转速的不同而不同。Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回溶胶的制备-研磨法盘式胶体磨Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回溶胶的制备-研磨法转速约每分钟1万2万转。A为空心转轴，与C盘相连 ，向一个方向旋转，B盘向另一 方向旋转。分散相、分散介质和稳定剂 从空心轴A处加入，从C盘与B盘的 狭缝中飞出，用两盘之间的应切 力将固体粉碎，可得900 nm左右 的粒子。 Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回溶胶的制备-胶溶法胶溶法又称解胶法，仅仅是将新鲜的凝聚胶粒
10、重新分散在介质中形成溶胶，并加入适当的稳定剂。这种稳定剂又称胶溶剂。根据胶核所能吸附的离子而选用合适的电解质作胶溶剂。这种方法一般用在化学凝聚法制溶胶时，为了将多余的电解质离子去掉，先将胶粒过滤，洗涤，然后尽快分散在含有胶溶剂的介质中，形成溶胶。 Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回例如：溶胶的制备-胶溶法AgCl (新鲜沉淀） AgCl(溶胶）Fe(OH)3（新鲜沉淀） Fe(OH)3 (溶胶）Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回溶胶的制备-超声分散法 3.超声分散法 这种方法目前只用来制备乳状液 。如图所示，将分散相和分散 介质两种不混溶的液体放在样品 管4中。样品管固定在
11、变压器油 浴中。在两个电极上通入高频电 流，使电极中间的石英片发生 机械振荡，使管中的两个液相 均匀地混合成乳状液。 Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回超声分散法溶胶的制备-超声分散法 Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回溶胶的制备-电弧法 电弧法主要用于制备金、 银、铂等金属溶胶。制备过程 包括先分散后凝聚两个过程。4.电弧法将金属做成两个电极，浸在 水中，盛水的盘子放在冷浴中。 在水中加入少量NaOH 作为稳定 剂。制备时在两电极上施加 90V 左右的直流电，调节电 极之间的距离，使之发生电火花，这时表面金属蒸发， 是分散过程，接着金属蒸气立即被水冷却而凝聚为胶粒 。 D
12、ate 上一内容 下一内容 回主目录O返回4.电弧法溶胶的制备-电弧法 Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回溶胶的制备-凝聚法1.化学凝聚法 通过各种化学反应使生成物呈过饱和状态，使 初生成的难溶物微粒结合成胶粒，在少量稳定剂存 在下形成溶胶，这种稳定剂一般是某一过量的反应 物。例如：A.复分解反应制硫化砷溶胶2H3AsO3（稀）+ 3H2S As2S3（溶胶）+6H2OB.水解反应制氢氧化铁溶胶FeCl3 （稀）+3H2O （热） Fe(OH)3 （溶胶）+3HClDate 上一内容 下一内容 回主目录O返回C.氧化还原反应制备硫溶胶2H2S(稀）+ SO2(g) 2H2O +3S
13、(溶胶）Na2S2O3 +2HCl 2NaCl +H2O +SO2 +S (溶胶） E.离子反应制氯化银溶胶AgNO3（稀）+ KCl（稀） AgCl (溶胶） +KNO3D.还原反应制金溶胶2HAuCl4(稀）+ 3HCHO +11KOH 2Au(溶胶）+3HCOOK + 8KCl + 8H2O 溶胶的制备-凝聚法Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回2.物理凝聚法 A. 更换溶剂法 利用物质在不同溶剂中溶解度的显著差别来制备溶胶，而且两种溶剂要能完全互溶。 例1.松香易溶于乙醇而难溶于水，将松香的乙醇溶液滴入水中可制备松香的水溶胶 。 例2.将硫的丙酮溶液滴入90左右的热水中，丙酮蒸
14、发后，可得硫的水溶胶。溶胶的制备-凝聚法Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回例图：溶胶的制备-凝聚法Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回将汞的蒸气通入冷水中就可以得到汞的水溶胶 。4金属钠，2苯,5液氮 。B.蒸气骤冷法溶胶的制备-凝聚法罗金斯基等人利用下列装置，制备碱金属的苯溶胶 。 先将系统抽真空，然后 适当加热管2和管4，使钠和 苯的蒸气同时在管5 外壁凝 聚。除去管5中的液氮，凝 聚在外壁的混合蒸气融化， 在管3中获得钠的苯溶胶。Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回蒸气骤冷法溶胶的制备-凝聚法Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回溶胶的净化在制备溶胶的过程
15、中，常生成一些多余的电解质，如制备 Fe(OH)3溶胶时生成的HCl。少量电解质可以作为溶胶的稳定剂，但是过多的电解质存在会使溶胶不稳定，容易聚沉，所以必须除去。净化的方法主要有渗析法和超过滤法。 Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回（1）渗析法简单渗析 将需要净化的溶胶放在羊皮纸或动物膀胱等 半透膜制成的容器内，膜外 放纯溶剂。溶胶的净化利用浓差因素，多余的电解质离子不断向膜外渗 透，经常更换溶剂，就可以净化半透膜容器内的溶胶 。如将装有溶胶的半透膜容器不断旋转，可以加快 渗析速度。Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回简单渗析溶胶的净化Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回电渗析 为了加快渗析速度 ，在装有溶胶的半透膜两侧 外加一个电场，使多余的电 解质离子向相应的电极作定 向移动。溶剂水不断自动更 换，这样可以提高净化速度 。这种方法称为电渗析法。（1）渗析法 溶胶的净化Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回电渗析溶胶的净化Date 上一内容 下一内容 回主目录O返回用半透膜作过滤膜，利用吸滤或加压的方法使胶粒 与含有杂质的介质在压差作 用下迅速分离。（2）
