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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划材料科学中的胶体化学胶体化学读书报告化学生物与材料科学学院化学工程与工艺胶体化学读书报告不经意间，一年的物理化学课程的学习即将结束，这门课对我来说意义深大，不仅是我的专业知识得到了很大的提高，更重要的是我找到了自己的专业兴趣，李俊杰老师讲课生动且易于理解，在他的淳淳教导下，我进一步端正了自己的学习态度和学习热情，并使自己在文化知识方面取得了很大的提高，现就本学期的胶体化学为主题写得如下一篇读书报告，以总结自己所学的内容。胶体化学(colloidalchemistry)是研究广义的胶体
2、分散系的物理化学性质的一门科学。1861年ThomasGraham提出“胶体”(Colloid)一词,标志胶体化学的产生。1864年,英国科学家格雷阿姆对胶体进行了大量实验,而且在多方面有开创性地研究,导致建立了一门有系统性的学科胶体化学。但直到1907年俄国科学家法伊曼才给胶体这个概念以确切的定义。他提出定义：分散质粒子在1nm100nm之间的分散系，胶体是一种分散质粒子直径介于粗分散体系和溶液之间的一类分散体系，这是一种高度分散的多相不均匀体系。一基本胶体知识1分类：1）、按分散剂的不同可分为气溶胶，固溶胶，液溶胶；2）、按分散质的不同可分为粒子胶体、分子胶体；2实例1）、烟，云，雾是气溶
3、胶，烟水晶，有色玻璃是固溶胶，蛋白溶液，淀粉溶液，肥皂水，人体的血液是液溶胶；2）、淀粉胶体,蛋白质胶体是分子胶体，土壤是粒子胶体；3）、常见的胶体：Fe(OH)3胶体、Al(OH)3胶体、硅酸胶体、淀粉胶体、蛋白质、血液、豆浆、墨水、涂料、肥皂水、AgI、Ag2S、As2S34)、分类：按照分散剂状态不同分为：气溶胶分散质、分散剂都是气态物质：如雾、云、烟液溶胶分散质、分散剂都是液态物质：如Fe(OH)3胶体固溶胶分散质、分散剂都是固态物质：如有色玻璃、合金3、胶体的性质体现在以下几方面：1)、有丁达尔效应当一束光通过胶体时，从入射光的垂直方向上可看到有一条光带，这个现象叫丁达尔现象。利用此
4、性质可鉴别胶体与溶液、浊液。2)、有电泳现象由于胶体微粒表面积大，能吸附带电荷的离子，使胶粒带电。当在电场作用下，胶体微粒可向某一极定向移动。利用此性质可进行胶体提纯。胶粒带电情况：金属氢氧化物、金属氧化物和AgI的胶粒一般带正电荷，而金属硫化物和硅酸的胶粒一般带负电荷。3)、可发生凝聚加入电解质或加入带相反电荷的溶胶或加热均可使胶体发生凝聚。加入电解质中和了胶粒所带的电荷，使胶粒形成大颗粒而沉淀。一般规律是电解质离子电荷数越高，使胶体凝聚的能力越强。用胶体凝聚的性质可制生活必需品。如用豆浆制豆腐，从脂肪水解的产物中得到肥皂等。(转载于:写论文网:材料科学中的胶体化学)4、胶体的应用：胶体的知
5、识与人类生活有着极其密切的联系1)、土壤里发生的化学过程。因土壤里许多物质如粘土、腐殖质等常以胶体形式存在。2)、国防工业的火药、炸药常制成胶体。3)、石油原油的脱水、工业废水的净化、建筑材料中的水泥的硬化，都用到胶体的知识。4)、食品工业中牛奶、豆浆、粥都与胶体有关。总之，人类不可缺少的衣食住行无一不与胶体有关，胶体化学已成为一门独立的学科。5、实验室简单胶体的制备Fe(OH)3胶体制备:将25毫升的蒸馏水加热至沸腾，再逐滴加入1-2毫升的饱和氯化铁溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色。FeCl3+H2O=Fe(OH)3(胶体)+3HCl二、胶体的制备方法制备溶胶的必要条件是要使分散质粒子大小在ln
6、m100nm之间。由于溶胶是热力学不稳定体系，在制备过程中还要加入稳定剂。制备方法原则上有两种，一是使固体颗粒变小的分散法，一是使分子或离子聚结成胶体的凝聚法。常用的分散法有研磨法、胶溶法等。研磨法是把粗颗粒的固体放在胶体磨中研细，在研磨的同时要加入明胶等稳定剂。胶溶法是通过向新生成并经过洗涤的沉淀中加入适宜的电解质溶液作稳定剂，再经搅拌，使沉淀重新分散成胶体颗粒而形成溶胶，这种过程称为胶溶作用，如在新生成的Fe3沉淀中，加入少量FeCl3稀溶液可制得Fe3溶胶。凝聚法有多种方法，应用也比分散法广泛，主要可分为化学反应法、改换溶剂法等。所有反应，如复分解、水解、氧化还原、分解等，只要能生成难溶
7、物，都可以通过控制反应条件用来制备溶胶，这些被称之为化学反应法。例如：利用水解反应教材中介绍的Fe3溶胶的制备，利用的就是FeCl3的水解反应：FeCl3H2O-Fe33HCl如果将碱金属硅酸盐类水解，则可制得硅酸溶胶：Na2SiO32H20-H2SiO32NaOH利用复分解反应可用稀的AgNO3溶液与稀的KI溶液的反应来制备AgI溶胶：AgNO3KI-AgIKNO3利用分解反应把四羰基镍溶在苯中加热可得镍溶胶：Ni4-Ni4CO利用氧化还原反应把氧气通入H2S水溶液中，H2S被氧化，得硫磺溶胶：2H2SO2-2S2H2O关于改换溶剂法则是利用一种物质在不同溶剂中溶解度相差悬殊的性质来制备溶胶
8、，如把松香的酒精溶液滴入水中，由于松香在水中溶解度很低，溶质以胶粒大小析出，即形成松香的水溶胶。无论采用哪种方法，制得的溶胶常含有很多电解质或其他杂质，除了与胶粒表面吸附的离子维持平衡的适量电解质具有稳定胶体的作用外，过量的电解质反而会影响溶胶的稳定性。因此，制备好的溶胶常常需要作净化处理，最常用的净化方法就是渗析。三、胶体科学的现状胶体科学正在受到前所未有的重视，一方面是因为其研究的领拓宽了，不仅仅局限于胶体领域，而已经延伸至悬浮体这一广泛的概念，包括界面、表面和分散体等体系和现象.另一方面是因为各种产品的研究、开发，及其性能的进一步提高，必然涉及到胶体科学.随着胶体科学的进展，研究胶体科学
9、的手段也在不断改进，包括电、声、光(包括中子、X射线)、磁及流变方法，研究的层次也更加深入，由静态流变走向动态流变、电流变，由稀分散系走向浓分散系，由静态光散射走向动态光散射，由广角散射走向小角散射，探测媒体由光、无线电波走向中子、X射线，并引入超声、强磁、微重力来探索分散体的微结构.研究从注重实验走向了实验和理论相促进的方向，并且更注重理论研究.同时，引入了计算技术，将目前广泛应用的源于物理上裂变物质的中子随机扩散模拟的MonteCaxlo技术应用于胶体结构的分析和界面物质分布的模拟，作为检验和改进模型的依据，并引入分子动力学方法(MD)、统计力学、数学方法等来进行预测和分析.因此说胶体科学
10、是一门涵盖范围极广、研究方法众多的科学。四贴近生活的胶体化学我们生活的环境中也存在着许多胶体分散体系.就拿我们最讨厌的烟尘来说,它们就是固体分散在气体(空气)中形成的分散体系.工厂产生的烟尘是造成大气污染的主要祸首,美国化学家柯曲尔根据胶体化学原理,即电荷可以使胶体质点(烟尘)沉积下来的原理,在工厂的烟囱和除尘室中装置一个金属尖端,它与高压电相连.烟尘通过金属尖端时便带上了电荷,带电的烟尘再与装在烟囱或除尘室内壁的带相反电荷的金属板接触,被吸引在金属板上而沉积下来,于是大量的烟尘便被除去了。雾是液体(小水珠)分散在气体(空气)中形成的胶体分散体系,也可以用电荷把它破坏.利用飞机撒播带电的沙粒,
11、首先将空气中的湿气凝结成雾,然后再将雾凝结为细雨,这曾经启发了人工降雨的实施。煤是当前主要的燃料之一,可是,从煤矿将煤运到使用的地点,需要耗费火车、轮船、汽车等大量运力,不像石油那样可以用管道输送.胶体化学家设想,有朝一日煤也能用管道运输,这种设想是把煤研成细粉,把它们分散在矿物油里,加入稳定剂便成了一种胶体分散体系,就可用管道运输.XX/1/7第七章胶体化学XX/1/71概论1XX/1/722XX/1/733XX/1/744XX/1/75高度分散的多相性和热力学不稳定性是胶体系统的主要特点5XX/1/766研磨法电弧法超声分散法更换溶剂法物理凝聚法化学反应法1胶体系统的制备：7XX/1/78
12、松香乙醇溶液+水?松香水溶胶89(2)化学凝聚法：利用生成不溶性物质的化学反应，控制析晶过程，使其停留在胶核尺度的阶段，而得到溶胶。所谓控制析晶过程，系指采用有利于大量形成晶核，减缓于晶体生长的条件，例：采用较大的过饱和浓度，较低的操作温度。例：在不断搅拌条件下，将FeCl3稀溶液，滴入沸腾的水中水解，即可生成棕红色透明的Fe(OH)3溶胶。FeCl3(稀水溶液)+3H2OFe(OH)2溶胶+3HCl为了获得稳定的溶胶，还需满足两个条件：一是分散相在介质中的溶解度要小；二是需要加入第三者作为稳定剂。9XX/1/710三.溶胶的净化:常用渗析法，利用胶体粒子不能透过半透膜的特点，分离出溶胶中多余
13、的电解质或其它杂质。一般用羊皮纸，动物膀胱膜，硝酸或醋酸纤维素，等作为半透膜，将溶胶装于膜内，再放入流动的水中，经过一段时间的渗透作用，即可达到净化的目的。若加大渗透面积，适当提高温度，或加外电场，可加速渗透。10XX/1/7112胶体系统的性质一.胶体系统的光学性质-、Tyndall效应丁铎尔效应：在暗室里，将一束聚集的光投射到胶体系统上，在与入射光垂直的方向上，可观察到一个发亮的光柱，其中并有微粒闪烁。1869年Tyndall发现胶体系统有光散射现象11XX/1/71212XX/1/713丁达尔现象的实质是溶胶对光的散射作用。13XX/1/714系统完全均匀，所有散射光相互抵销，看不到散射
14、光；系统不均匀，散射光不会被相互抵销，可看到散射光。1415XX/1/716二.胶体系统的动力性质16XX/1/717布朗运动是分子热运动的必然结果。以后发现，线度小于10-6m的粒子，在分散介质中都有这种运动。若粒子非球形，则算得半径为表观半径；3）若粒子有溶剂化，算出半径为溶剂化粒子半径。24XX/1/72525XX/1/726其中：C1，C2为高度h1,h2处粒子的数密度；M为粒子的摩尔质量；g重力加速度；?0分散介质密度；?粒子密度；26XX/1/727三.溶胶系统的电学性质溶胶是一个高度分散的非均相系统。分散相粒子与分散介质间有明显的相界面。实验发现，在外电场下，固、液两相可发生相对运动；反之，若迫使固、液两相作相对运动时，又可产生电势差。溶胶的这种与电势差有关的相对运动称为电动现象。电动现象说明，溶胶粒子表面带
