第十章胶体汤儆

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1、第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液第十章胶体分散系统和大分子溶液庆洼瑶爸渠厦瘟丢聂堂蔑拿离蹿衫娃醋冈粤饰枚斧脓扎鹰蛋骋妈幻攻移苑第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆1第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液日常生活中常见的问题：日常生活中常见的问题：1. 为什么天空和海洋呈蔚蓝色的？为什么天空和海洋呈蔚蓝色的？2. 为什么危险信号要用红灯显示的？为什么防雾灯为什么危险信号要用红灯显示的？为什么防雾灯 要用黄色的？要用黄色的？3. 为什么早霞和晚霞的色彩特别鲜艳？为什么早霞和晚霞的色彩特别鲜艳？4. 为什么在江河入海处常形成三角洲？为什么在江河入海处常形

2、成三角洲？5. 为做豆腐时为做豆腐时“点浆点浆”的原理是什么？加明矾为什的原理是什么？加明矾为什么么 能使混浊的水澄清？能使混浊的水澄清？6.重金属离子中毒的病人，为什么喝了牛奶可使症重金属离子中毒的病人，为什么喝了牛奶可使症 状减轻？状减轻？拉浊砂娟驱羌隧汉迁壹窥平滞胸亡弟偷宦驹巩啊翁撮苑予哑薪低漆帽娟贬第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆2第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液10.1 胶体和胶体的基本特性胶体和胶体的基本特性第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液 10.2 溶胶的制备和净化溶胶的制备和净化10.3 溶胶的动力性质溶胶的动力性质10.

3、4 溶胶的光学性质溶胶的光学性质10.5 溶胶的电学性质溶胶的电学性质 10.7 溶胶的稳定性和聚沉作用溶胶的稳定性和聚沉作用10.6 双双电层理论和电层理论和 电势电势涵共第栋勾庸惹欣颖拓氛曝此赫蹿权键亚彦泻引镇纱刁捧垛士层妻侧沮臂第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆3第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液 例如：云，牛奶，珍珠例如：云，牛奶，珍珠 把一种或几种物质把一种或几种物质分散在另一种物质中就分散在另一种物质中就构成构成分散分散系统系统。 其中，其中，被分散的被分散的物质物质称为称为分散相分散相 (disp

4、ersed phase)； 另一种物质称为另一种物质称为分散介质分散介质 (dispersing medium)。 分散相和分散介质分散相和分散介质庆州魄寞舅檀肉睁寂暗流傈原驯十怨站火瓜辑俊降蕊瞅摊钧穷多魁腿评玫第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆4第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液 按分散相粒子的按分散相粒子的大小大小，通常有三种分散系统：，通常有三种分散系统：(1) 分子分子(离子离子)分散系统分散系统 分散相与分散介质以分子或离子形式彼此混溶，分散相与分散介质以分子或离子形式彼此混溶，没有界面，是没有界面，是均匀的单相均匀的单相，分子半径在，分子半径在1 nm 以下以

5、下 。(2) 胶体分散系统胶体分散系统 分散相粒子的半径在分散相粒子的半径在 1 nm100 nm之间，目测是之间，目测是均匀的，但实际是多相不均匀系统。也有的将均匀的，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。之间的粒子归入胶体范畴。(3) 粗分散系统粗分散系统 当分散相粒子大于当分散相粒子大于 100 nm，目测是混浊不均匀，目测是混浊不均匀系统，放置后会沉淀或分层。系统，放置后会沉淀或分层。盘唤阔薯掺咽遣鲸秉滦消诗蒂凉昔痞默水齐沦迷逾揍吵容孔隐磷邪俄势膊第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆5第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液 胶体

6、分散系统在生物界和非生物界都普遍存在，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。如在石油、在实际生活和生产中也占有重要的地位。如在石油、冶金、造纸、橡胶、塑料等工业部门，如在生物学、冶金、造纸、橡胶、塑料等工业部门，如在生物学、土壤学、生物化学、医学、气象学、地质学等领域。土壤学、生物化学、医学、气象学、地质学等领域。 所谓所谓宏观宏观是指研究对象的尺寸很大，其下限是人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（半径的肉眼可以观察到的最小物体（半径大于大于 1 微米微米），），而上限则是无限的。而上限则是无限的。 所谓所谓微观微观是指上限为

7、原子、分子，而下限则是一是指上限为原子、分子，而下限则是一个无下限的时空。（飞秒个无下限的时空。（飞秒10-15s) 在宏观世界与微观世界之间，还有一个在宏观世界与微观世界之间，还有一个介观介观世界，世界，在胶体和表面化学中所涉及的超细微粒，其大小、尺寸在胶体和表面化学中所涉及的超细微粒，其大小、尺寸在在 1nm100nm之间，基本上归属于之间，基本上归属于介观领域介观领域。介仗亩墓朋胺阐慈母尸凝沸霜脚绍炸勉慷羡四惮昌撞娘插记硒柿粕锨迎若第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆6第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液10.1 胶体和胶体的基本特性胶体和胶体的基本特性一、分散系统的分

8、类一、分散系统的分类二、憎液溶胶的特性二、憎液溶胶的特性三、胶团的结构三、胶团的结构密墩锰塔姨鹅恫亚种棺缨蛾馁恿疽谬划安掺祭摔骄培庐宠巩湃稳媚掺橇煽第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆7第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液10.1 胶体和胶体的基本特性胶体和胶体的基本特性 一、分散系统的分类一、分散系统的分类1. 根据分散相和分散介质间的相互作用情况分类根据分散相和分散介质间的相互作用情况分类（1）憎液溶胶）憎液溶胶( lyophobic sol ) 系统具有系统具有很大的相界面，很高的表面很大的相界面，很高的表面Gibbs自自由能，很不稳定，极易被破坏而聚沉由能，很不稳定，

9、极易被破坏而聚沉。 简称简称溶胶溶胶，由难溶物分散在分散介质中所形成，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。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，因而是聚沉之后往往不能恢复原态，因而是热力学中热力学中的不稳定和不可逆系统的不稳定和不可逆系统。 本章主要讨论憎液溶胶。本章主要讨论憎液溶胶。狰兔囚婶坪酌源奈切锦揭秸保事鸭摸冒饱庐罕橙彝栈缆越信箱魄缺秸够惫第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆8第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液 一、分散系统的分类一、分散系统的分类（2）亲液溶胶）亲液溶胶( lyophilic sol

10、 )大大(高高)分子化合物的溶液通常属于分子化合物的溶液通常属于亲液溶胶亲液溶胶。 它是分子溶液，但其分子的大小已经到达胶体它是分子溶液，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，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，有不透过半透膜，有Tyndall效应等等）效应等等） 若设法去除大分子溶液的溶剂使它沉淀，重新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，因再加入溶剂后大分子化合物又可以自动再分散，因而它是而它是热力学中稳定、可逆的系统热力学中稳定、可逆的系统。 1. 根据分散相和分散介质间的相互作用情况分

11、类根据分散相和分散介质间的相互作用情况分类晓隅锻彼喊婿蜀如燃劣锚戈容禄锈疹矩所窟飞郝弟暂玩谱争研厢汐狄扮烧第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆9第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液一、分散系统的分类一、分散系统的分类 2. 根据分散相和分散介质的聚集状态进行分类根据分散相和分散介质的聚集状态进行分类 (1) 液溶胶液溶胶 将将液体作为分散介质液体作为分散介质所形成的溶胶。当分散相为所形成的溶胶。当分散相为不同状态时，则形成不同的液溶胶：不同状态时，则形成不同的液溶胶：A. 液液-固溶胶固溶胶 如油漆，如油漆，AgI溶胶溶胶B. 液液-液溶胶液溶胶 如牛奶，石油原油等乳状液如牛

12、奶，石油原油等乳状液C. 液液-气溶胶气溶胶 如泡沫如泡沫庚脓多均尝含种饮鱼潭汀醉小逗泥姥套砾脆求浮秧惯痰罕删比械纵函莫廊第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆10第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液 一、分散系统的分类一、分散系统的分类2. 根据分散相和分散介质的聚集状态进行分类根据分散相和分散介质的聚集状态进行分类 (2) 固溶胶固溶胶 将将固体作为分散介质固体作为分散介质所形成的溶胶。当分散相为所形成的溶胶。当分散相为不同状态时，则形成不同的固溶胶：不同状态时，则形成不同的固溶胶：A. 固固-固溶胶固溶胶 如有色玻璃，不完全互溶的合金如有色玻璃，不完全互溶的合金B. 固固

13、-液溶胶液溶胶 如珍珠，某些宝石如珍珠，某些宝石C. 固固-气溶胶气溶胶 如泡沫塑料，沸石分子筛如泡沫塑料，沸石分子筛如琅恩业叼扮侗僧基傲暴没纬秩郎粳巧肝箍怖记凡捆察铂易厂狙涵塞稚锈第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆11第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液 (3) 气溶胶气溶胶 将将气体作为分散介质气体作为分散介质所形成的溶胶。当分散相所形成的溶胶。当分散相为固体或液体时，形成气为固体或液体时，形成气-固或气固或气-液溶胶，液溶胶，但没有但没有气气-气溶胶气溶胶，因为不同的气体混合后是单相均一系统，因为不同的气体混合后是单相均一系统，不属于胶体范围。不属于胶体范围。A. 气

14、气-固溶胶固溶胶 如烟，含尘的空气如烟，含尘的空气B. 气气-液溶胶液溶胶 如雾，云如雾，云一、分散系统的分类一、分散系统的分类2. 根据分散相和分散介质的聚集状态进行分类根据分散相和分散介质的聚集状态进行分类 悯朵之狱俞陛越鱼诞炯崎毙测公泰倔窍搜永痒隔似变鳃忽杨惨典肄驶躁弘第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆12第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液二、憎液溶胶的特性二、憎液溶胶的特性（1）特有的分散程度）特有的分散程度 粒子的大小在粒子的大小在1100 nm之间，因而扩散较慢，不之间，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能透过半透膜，渗透压低但有较

15、强的动力稳定性和乳光现象。光现象。（2）多相不均匀性多相不均匀性 具有具有纳米级纳米级的粒子是由许多离子或分子聚结而成，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，且粒子大小不一，与介质之间有明显的相界面，比表比表面很大面很大。籍睬让须妓侧齿铝澈异河效君史苏吧肾蝉蚀紧常内了傻肪奋蕴碾烬避套磋第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆13第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液 形成憎液溶胶的形成憎液溶胶的必要条件必要条件是：是： 分散相的溶解度要小；分散相的溶解度

16、要小； 还必须有稳定剂存在，否则胶粒易聚结而聚沉。还必须有稳定剂存在，否则胶粒易聚结而聚沉。 （3）易聚结）易聚结不稳定性不稳定性 因为因为粒子小，比表面大，表面自由能高，粒子小，比表面大，表面自由能高，是热力是热力学不稳定系统学不稳定系统，有自发降低表面自由能的趋势，即小，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。粒子会自动聚结成大粒子。螺脖普梭正谭按洒绞泵久陌炕轻躲费澡俄克绍删所位维粳还沛卡大匣座谭第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆14第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液三、胶团的结构三、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胶粒的结构比较

17、复杂，先有一定量的难溶物分子聚结形成胶粒的中心，称为聚结形成胶粒的中心，称为胶核胶核； 然后胶核选择性的吸附稳定剂中的一种离子，形然后胶核选择性的吸附稳定剂中的一种离子，形成成紧密吸附层紧密吸附层；由于正、负电荷相吸，在紧密层外形；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成反号离子的包围圈，从而形成了带与紧密层相同电荷的荷的胶粒胶粒； 胶粒与扩散层中的反号离子，形成一个电中性的胶粒与扩散层中的反号离子，形成一个电中性的胶团胶团。 胶核吸附离子是有选择性的胶核吸附离子是有选择性的，首先吸附与胶核中，首先吸附与胶核中相同的某种离子，因同离子效应使胶核不易溶解。

18、相同的某种离子，因同离子效应使胶核不易溶解。1. 胶团的结构胶团的结构谐脊岔聂星亭首廓奶讥丽装晶搜拭奢忍嫡盅苍桥卢奥涝骡我枢恤府狱怠故第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆15第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液例例1：AgNO3 + KI KNO3 + AgI (AgI)m n I (n-x)K+x xK+ 胶核胶核胶粒胶粒胶团胶团胶团的图示式：胶团的图示式： 胶核胶核 胶粒胶粒(带负电带负电) 胶团胶团(电中性电中性)胶团的结构表达式胶团的结构表达式 ： 过量的过量的 KI 作稳定剂作稳定剂 1. 胶团的结构胶团的结构m n惟链榴怠块粒埋丁虱阐乾著煞巾醛镭叮决猿促畦吊闺谅罪

19、件止衍敌瞥木拷第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆16第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液例例2：AgNO3 + KI KNO3 + AgI (AgI)m n Ag+ (n-x)NO3x+ x NO3 胶核胶核胶粒胶粒胶团胶团 胶团的图示式：胶团的图示式：过量的过量的 AgNO3 作稳定剂作稳定剂 胶团的结构表达式：胶团的结构表达式： 胶核胶核 胶粒胶粒(带正电带正电) 胶团胶团(电中性电中性)1. 胶团的结构胶团的结构抉胰酶程彼鲤爪恬旋焰紊肾峰先肾掣款泼闸益旭中隐搔香坑棉坯跟归逻鞋第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆17第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液

20、2. 胶粒的形状胶粒的形状 作为憎液溶胶基本质点的作为憎液溶胶基本质点的胶粒胶粒并非都是球形并非都是球形，而胶粒的形状对胶体性质有重要影响。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，易产生流动性较差，易产生触变现象触变现象。 在溶胶中胶粒是独立运动单位，通常所说溶胶带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。电系指胶粒而言。 胶团没有固定的直径和质量，同一种溶胶的胶团没有固定的直径和质量，同一种溶胶的m值值也不是一个固定的数值。具有不同的形状。也不是一个固定的数值。具有不同的形状。 警卤睦贞穿

21、睁卢背冲萨脑五卉饵溪画憋点磐盘馅琅疼漏预随滨阮挎郁氟阿第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆18第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液例如：（例如：（1）聚苯乙烯胶乳是球形质点；）聚苯乙烯胶乳是球形质点；（2） V2O5 溶胶是带状的质点；溶胶是带状的质点；（3） Fe(OH)3 溶胶是丝状的质点。溶胶是丝状的质点。2. 胶粒的形状胶粒的形状徐榆卓授钒鄂茨斑阀叉烙抄缚诫沁活惹器皖粗咖企弯烃偷太庸然嚏擂膀毖第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆19第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液14.2 溶胶的制备与净化溶胶的制备与净化 制备溶胶必须使分散相粒子的大小落在胶体分

22、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：法大致可分为两类： 分散法分散法 用机械、化学等方法使固体的粒子变小。如用机械、化学等方法使固体的粒子变小。如研磨研磨法、法、胶溶法、超声波分散法、胶溶法、超声波分散法、电弧法等。电弧法等。 凝聚法凝聚法 使分子或离子聚结成胶粒。如使分子或离子聚结成胶粒。如化学凝聚法、物化学凝聚法、物理凝聚法理凝聚法。一、溶胶的制备一、溶胶的制备涌汇些月窒玖壮啃瓤裁职樟屑羹浪蒲堡灼窿奋剂镀庸幌觉编羞其岿砸峪招第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆20第十章第十章 胶体分散系统

23、和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液用这两种方法直接制出的粒子称为用这两种方法直接制出的粒子称为原级粒子。原级粒子。 视具体制备条件不同，这些粒子又可以聚集视具体制备条件不同，这些粒子又可以聚集成较大的成较大的次级粒子次级粒子。 通常所制备的溶胶中粒子的大小不是均一的，通常所制备的溶胶中粒子的大小不是均一的，是一个是一个多级分散系统多级分散系统。一、溶胶的制备一、溶胶的制备振贱更耻瞪糙耙略走裳吏棠煤拔侈湍垒楼至荒衅琶腮舔妹挪簧偿跌满仲莆第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆21第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液(1) 研磨法研磨法 这种方法适用于脆而易碎的物质，对于柔这种方法

24、适用于脆而易碎的物质，对于柔韧性的物质必须先硬化后再粉碎。例如，将废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。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。转速的不同而不同。1. 分散法分散法酸嘎睬寝梁挞搅我瓢颁嫡滁粕寓依赖靴索吐效误微抬遂儿侩秋经确熊闹溪第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆22第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液盘式胶体磨示意图盘式胶体磨示意图盐督蜀铣绝展效合酮银哲散嗽夹票瞥侈抖优稻党吝营家准忧恬兜野痊偶杀第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆23第

25、十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液转速约转速约10 00020 000 r/min A为空心转轴，与为空心转轴，与C 盘相盘相连，向一个方向旋转，连，向一个方向旋转，B盘向盘向另一方向旋转。另一方向旋转。 分散相、分散介质和稳定分散相、分散介质和稳定剂从空心轴剂从空心轴A处加入，从处加入，从C盘与盘与B盘的狭缝中飞出，用两盘之盘的狭缝中飞出，用两盘之间的应切力将固体粉碎，可得间的应切力将固体粉碎，可得1000 nm左右的粒子。左右的粒子。 剧动裕抢衷湘符底闺姆化枚铭惧息勿乒画毡鳃陶帘成滨保隅掀哟基竖黍弃第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆24第十章第十章 胶体分散系统和大分子

26、溶液胶体分散系统和大分子溶液(2) 胶溶法胶溶法1. 分散法分散法 胶溶法胶溶法又称又称解胶法解胶法，仅仅是将新鲜的凝聚胶粒重，仅仅是将新鲜的凝聚胶粒重新分散在介质中形成溶胶，并加入适当的稳定剂。新分散在介质中形成溶胶，并加入适当的稳定剂。 这种稳定剂又称这种稳定剂又称胶溶剂胶溶剂。根据胶核所能吸附的离。根据胶核所能吸附的离子而选用合适的电解质作胶溶剂。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

27、胶。尽快分散在含有胶溶剂的介质中，形成溶胶。 硒辐漱师墩佩探掸酝绥矗帛鲸引倪拣姿喇供袱筐堑冶命县北俄宴窑曝颠判第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆25第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液例如：例如：若沉淀放置时间较长，则沉淀老化就得不到溶胶。若沉淀放置时间较长，则沉淀老化就得不到溶胶。 亨头印蓄惯净榴翰求辐涩吮蛇淮能愉姬殖粮畴未招琳肌闻昂纶迎霸嵌腾价第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆26第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液(3) 超声波分散法超声波分散法 这种方法目前只用来制这种方法目前只用来制备乳状液。备乳状液。 如图所示，将分散相和如图所示，将分散相和

28、分散介质两种不混溶的液体分散介质两种不混溶的液体放在样品管放在样品管4 4中。样品管固中。样品管固定在变压器油浴中。定在变压器油浴中。 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。成乳状液。 无置渊屠吓度繁通净颅邵光奉肤署朝跃碗区脆蛇篓撂疹醒沂栋桩阑法玉塌第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆27第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液超声波分散法超声波分散法 1.石英片 2.电极 3.变压器油 4.盛试样的试管肌捏龙蒙烽狞蛋瑰用抄周租阶拷廷详忠问咋

29、框笆号盛案彼秆险轴瓣岂遣睡第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆28第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液 电弧法主要用于制备金、电弧法主要用于制备金、银、铂等金属溶胶。制备过程银、铂等金属溶胶。制备过程包括先分散后凝聚两个过程。包括先分散后凝聚两个过程。(4)(4)电弧法电弧法 将金属做成两个电极浸在水将金属做成两个电极浸在水中，盛水的盘子放在冷浴中。在中，盛水的盘子放在冷浴中。在水中加入少量水中加入少量NaOH 作为稳定剂作为稳定剂 制备时在两电极上施加制备时在两电极上施加 100V 左右的直流电，调节电左右的直流电，调节电极间的距离，使之发生电火花，这时表面金属蒸发，是极间

30、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分散过程，接着金属蒸气立即被水冷却而凝聚为胶粒揍棕漓项值从沮步乾航泻灼屁涟挠伙潍砾芭讯誓胖潦计谈核耘姐妥簿沮际第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆29第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液 在惰性气氛中，用电加热、高频感应、电子束在惰性气氛中，用电加热、高频感应、电子束或激光等热源，将要制备成纳米级粒子的材料气化或激光等热源，将要制备成纳米级粒子的材料气化 (5)(5)气相沉积法气相沉积法 处于气态的分子或原子，按照一定规律共聚或处于气态的分子或原子，按照一定规律共聚或发生化学反应，形成纳

31、米级粒子，再将它用稳定剂发生化学反应，形成纳米级粒子，再将它用稳定剂保护保护. . 蘸瞎番怀互缮腿撰危鹿猴彰毋甘家谣搏杀圣缸吱厄亡纸曲评顶订角孟责隅第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆30第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液2. 凝聚法凝聚法 (1) 化学凝聚法化学凝聚法 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。例形成溶胶，这种稳定剂一般是某一过量的反应物。例如：如：A. .复分解反应制硫化砷溶胶复

32、分解反应制硫化砷溶胶 B. 还原反应制金溶胶还原反应制金溶胶 纷聚响落洋疾师锐亡衙紫寓赵迅沏尸啡税怕碾蔑暮锡粱宪牺孜芜肆硕壮冬第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆31第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液 (1) 化学凝聚法化学凝聚法 C. 水解反应制氢氧化铁溶胶水解反应制氢氧化铁溶胶 D. .氧化还原反应制备硫溶胶氧化还原反应制备硫溶胶 胶粒表面吸附了过量的具有溶剂化层的反应物胶粒表面吸附了过量的具有溶剂化层的反应物离子，因而溶胶变得稳定。但是，若离子的浓度太离子，因而溶胶变得稳定。但是，若离子的浓度太大，反而会引起胶粒的聚沉，必须除去。大，反而会引起胶粒的聚沉，必须除去。

33、覆锥克寄骏赢败胡丛瞒锗瘁剩貌驶谢逝仓妆岳寂腮邵丧虫瓷畏兑步锹汁酞第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆32第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液将汞的蒸气通入冷水中就可以得到汞的水溶胶。将汞的蒸气通入冷水中就可以得到汞的水溶胶。 （2）物理凝聚法）物理凝聚法罗金斯基等人利用下列装罗金斯基等人利用下列装置，制备碱金属的苯溶胶。置，制备碱金属的苯溶胶。 先将体系抽真空，然先将体系抽真空，然后适当后适当加热管加热管2(苯苯)和管和管4(金属钠金属钠)，使钠和苯的蒸，使钠和苯的蒸气同时在管气同时在管5 外壁凝聚。外壁凝聚。 除去管除去管5中的液氮，凝中的液氮，凝聚在外壁的混合蒸气融化，聚

34、在外壁的混合蒸气融化，在在管管3中获得钠的苯溶胶中获得钠的苯溶胶。如如 蒸气骤冷法蒸气骤冷法官论柒柱涩日脖堡旧带放攀赣尼日静市踏叮门习熊哨麦涸仔半震菠愧泛建第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆33第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液（3）更换溶剂法更换溶剂法 例例1. 松香易溶于乙醇而难溶于水，将松香的乙醇溶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液滴入水中可制备松香的水溶胶 。 例例2. 将硫的丙酮溶液滴入将硫的丙酮溶液滴入90左右的热水中，丙酮左右的热水中，丙酮蒸发后，可得硫的水溶胶。蒸发后，可得硫的水溶胶。 利用物质在不同溶剂中溶解度的显著差

35、别来制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。备溶胶，而且两种溶剂要能完全互溶。 稳又隆恿珍怠酋匈驰隶秋扼乞脂韧费彦哟挑栏受墙慎罕胳罩鸭闽孩字辫烫第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆34第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液二、溶胶的净化二、溶胶的净化 在在制备溶胶的制备溶胶的过程中，常生成一些多余的电解质，过程中，常生成一些多余的电解质，如制备如制备 Fe(OH)3溶胶时生成的溶胶时生成的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。解质存在会

36、使溶胶不稳定，容易聚沉，所以必须除去。 净化的方法主要有净化的方法主要有渗析法渗析法和和超过滤法超过滤法。 跑否百映副岿柜罐入宇袍擞耕浙宇个袁息推钝藻具栽是狭锥阴怎周搔时寄第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆35第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液 1. 渗析法渗析法(1) 简单渗析简单渗析 利用浓差因素，多余的电解质离子不断向膜外渗利用浓差因素，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，可以加快如将装有溶胶的半透膜容器不断旋转，可以加快渗析速度。渗析速度。 将需

37、要净化的溶胶放将需要净化的溶胶放在羊皮纸或动物膀胱等半在羊皮纸或动物膀胱等半透膜制成的容器内，膜外透膜制成的容器内，膜外放纯溶剂。放纯溶剂。痔爆车源珊皂孩揉挥沼腰病阁搏为宙例趟挠秸陵蓉转声胞维归琵溃猿峨劣第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆36第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液(2) 电渗析电渗析 为了加快渗析速为了加快渗析速度，在装有溶胶的半度，在装有溶胶的半透膜两侧外透膜两侧外加一个电加一个电场场，使多余的电解质，使多余的电解质离子向相应的电极作离子向相应的电极作定向移动。定向移动。 溶剂不断自动更换，溶剂不断自动更换，可以提高净化速度可以提高净化速度 1. 渗析法渗析

38、法及亢急惰纺偿咎矮宫踌斤棉铃蔽森枯涧活堂娠小镇氏鳃办证溯吠舒炎颠郸第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆37第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液 用用半透膜作过滤膜半透膜作过滤膜，利用吸滤或加压的方法使利用吸滤或加压的方法使胶粒与含有杂质的介质在胶粒与含有杂质的介质在压差作用下迅速分离。压差作用下迅速分离。2. 超过滤法超过滤法二、溶胶的净化二、溶胶的净化 将半透膜上的胶粒迅将半透膜上的胶粒迅速用含有稳定剂的介质再速用含有稳定剂的介质再次分散。次分散。咨碳烦狂霉卓攒柞穿妙读这屿饵纽坍域拥侠雾阔剖蜀皮昔氓芳榆模滥比既第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆38第十章第十章 胶体分散系统和大分

39、子溶液胶体分散系统和大分子溶液 电超过滤电超过滤 有时为了加快有时为了加快过滤速度，在半透过滤速度，在半透膜两边安放电极，膜两边安放电极，施以一定电压，使施以一定电压，使电渗析和超过滤合电渗析和超过滤合并使用，这样可以并使用，这样可以降低超过滤压力。降低超过滤压力。起陇伍堕歼捆闲雹宫皋寝兆址惕耘锡袭屿恳积蹄鸵羽瑶啄调膏氧泽惭睬吟第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆39第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液三、溶胶的形成条件和老化机理三、溶胶的形成条件和老化机理 溶胶形成的过程中要经历两个阶段，即：晶核的溶胶形成的过程中要经历两个阶段，即：晶核的形成和晶体的生长。形成和晶体的生长

40、。 晶核形成过程的速率决定于形成和生长两个因素：晶核形成过程的速率决定于形成和生长两个因素： （1 1）从溶液中析出固体的速率即晶核形成的速率）从溶液中析出固体的速率即晶核形成的速率 （2 2）晶体长大的速率）晶体长大的速率 要得到分散度很高的溶胶，则必需控制两者要得到分散度很高的溶胶，则必需控制两者的值，使的值，使 很小或接近于零。很小或接近于零。 邮狠啥茹讯阵杖态夸窝吼犀箭匝妈站异缮谴剧仙滁望治幅蠢衫圣十捷姜酣第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆40第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液 即使是经过纯化后的胶粒也会随时间推移而慢慢即使是经过纯化后的胶粒也会随时间推移而慢慢增

41、大，最终导致沉淀，这一过程称之为增大，最终导致沉淀，这一过程称之为溶胶的老化溶胶的老化，老化过程是自发过程。老化过程是自发过程。 当当 的值的值很大很大时，有利于形成溶胶时，有利于形成溶胶当当 的值的值很小很小时，也有利于形成溶胶时，也有利于形成溶胶当当 的值的值较小较小时，有利于生成大块沉淀时，有利于生成大块沉淀悔艾虾瞥舰皖雾苛叭叫少室底紊义类二尸振琐亏棕丘火牺肾午菱障壮矛桔第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆41第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液 固体的溶解度与颗粒的大小有关，颗粒半径与固体的溶解度与颗粒的大小有关，颗粒半径与其相应的溶解度之间服从其相应的溶解度之间服从

42、Kelvin公式：公式： 若有大小不同的颗粒同时在一个溶胶中，较小若有大小不同的颗粒同时在一个溶胶中，较小颗粒附近的饱和浓度大于较大颗粒的饱和浓度，结颗粒附近的饱和浓度大于较大颗粒的饱和浓度，结果是小者愈小，大者愈大，直到小颗粒全部溶解为果是小者愈小，大者愈大，直到小颗粒全部溶解为止。止。 而大颗粒大到一定程度即发生沉淀，这就是产而大颗粒大到一定程度即发生沉淀，这就是产生老化过程的原因。生老化过程的原因。 铅书蹈腊蜕翠去占击鼠葱匀汽匪椅篮敲币费桃翘房射初柒灾滤抹捣副产环第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆42第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液四、均分散胶体的制备和应用四、均

43、分散胶体的制备和应用 在严格控制的条件下，有可能制备出形状相同、在严格控制的条件下，有可能制备出形状相同、尺寸相差不大的沉淀颗粒，组成均分散系统。颗粒的尺寸相差不大的沉淀颗粒，组成均分散系统。颗粒的尺寸在胶体颗粒范围之内的均分散系统则尺寸在胶体颗粒范围之内的均分散系统则称为均分散称为均分散胶体系统。胶体系统。 Perrin用大小均匀的藤黄粒子作悬浮体，证明了用大小均匀的藤黄粒子作悬浮体，证明了Einstein理论的正确性理论的正确性 制备均分散系统的方法有：制备均分散系统的方法有：1.1.沉淀法，沉淀法，2.2.相转移相转移法，法，3.3.多组分阳离子法，多组分阳离子法，4.4.粒子粒子“包封

44、法包封法”，5.5.气溶气溶胶反应法，胶反应法，6.6.微乳法等。微乳法等。 梆捶扒酬腑卉钾巷踊颖起挟寅窥加萝幅茧瑞赢乾究遏卧履魂搏拾秉咖隘冕第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆43第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液四、均分散胶体的制备和应用四、均分散胶体的制备和应用均分散胶体新材料的应用均分散胶体新材料的应用 （1 1）验证基本理论）验证基本理论 （2 2）理想的标准材料）理想的标准材料 （3 3）新材料）新材料 （4 4）催化剂性能的改进）催化剂性能的改进 （5 5）制造特种陶瓷）制造特种陶瓷 宿履稽梗跨鞘梦做佛螟灌僻寒污马凳蛇尚僚何岛烤哦试浊颖收痢撑串岗亲第十章胶体汤

45、儆第十章胶体汤儆44第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液10.3 溶胶的动力性质溶胶的动力性质 一、一、Brown 运动运动 二、扩散和二、扩散和渗透压渗透压 三、沉降和三、沉降和沉降平衡沉降平衡 犬蓄盐澎渠宵还钮碌桑整烯杠坤滑阂遂伺琉绦莹沁瓮填薛塔籽赊句却蚕奶第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆45第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液一、一、Brown运动运动(Brownian motion) 1827 年英国植物学家年英国植物学家 Brown 用显微镜观察到悬用显微镜观察到悬浮在液面上的花粉粉末不断地作不规则的运动。浮在液面上的花粉粉末不断地作不

46、规则的运动。 后来又发现许多其它物质如煤、后来又发现许多其它物质如煤、 化石、金属等化石、金属等的粉末也都有类似的现象。人们称微粒的这种运动的粉末也都有类似的现象。人们称微粒的这种运动为为Brown运动运动。 但在很长的一段时间里，这种现象的本质没有但在很长的一段时间里，这种现象的本质没有得到阐明。得到阐明。 1. Brown运动的本质运动的本质秃晃漂熔默雕精芥载返梁女钉般剐疗片障贩衡力民离桓框煌唤八铜接钓傀第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆46第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液 1903年年Zigmondy发明了发明了超显微镜超显微镜，为研究，为研究Brown运动提供了

47、物质条件。运动提供了物质条件。 用超显微镜可以观用超显微镜可以观察到溶胶粒子不断地作察到溶胶粒子不断地作不规则不规则“之之”字形的运字形的运动，从而能够测出在一动，从而能够测出在一定时间内粒子的平均位定时间内粒子的平均位移。移。 通过大量观察，得出结论：通过大量观察，得出结论：粒子越小，粒子越小，Brown运运动越激烈。动越激烈。其运动激烈的程度不随时间而改变，但其运动激烈的程度不随时间而改变，但随随温度的升高而增加。温度的升高而增加。随桓讹裴较闻厢吐烷寄更掣诚桅凿朴氏粪膜吃假奠跑胜傈下恰毋嗓多参羡第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆47第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液

48、认为认为Brown运动运动是是分散介质分子以分散介质分子以不同大小和方向的不同大小和方向的力对胶体粒子不断力对胶体粒子不断撞击而产生的撞击而产生的。当半径大于当半径大于5 m，Brown运动消失。运动消失。 由于受到的力不平衡，所以连续以不同方向、不由于受到的力不平衡，所以连续以不同方向、不同速度作不规则运动。随着粒子增大，撞击的次数增同速度作不规则运动。随着粒子增大，撞击的次数增多，而作用力抵消的可能性亦大。多，而作用力抵消的可能性亦大。 1905年和年和1906年年Einstein和和Smoluchowski分别阐述分别阐述了了Brown运动的本质。运动的本质。斩袒摩忆碎槽鸭烫绣束沾诌掏碧

49、忧蔑蜒医张帕揣隧织恿结伊佯隋互皮逼押第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆48第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液 Einstein认为，溶胶粒子的认为，溶胶粒子的Brown运动与分子运动类运动与分子运动类似，平均动能为似，平均动能为 。并假设粒子是球形的，运用分子运。并假设粒子是球形的，运用分子运动论的一些基本概念和公式，得到动论的一些基本概念和公式，得到Brown运动的公式为：运动的公式为：式中式中 是在观察时间是在观察时间 t 内粒内粒子沿子沿 x 轴方向的平均位移；轴方向的平均位移；r 为胶粒的半径；为胶粒的半径；为介质的黏度；为介质的黏度；L为为Avogadro常数。

50、常数。 这个公式把粒子的位移与粒子的大小、介质黏度、这个公式把粒子的位移与粒子的大小、介质黏度、温度以及观察时间等联系起来。温度以及观察时间等联系起来。2. Brown运动公式运动公式欢暇燎攀方序漠讨轻党骗坐循濒邢间骨腻菊增肚狄邦腑浸亮很贪轨眉哭茹第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆49第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液二、扩散和渗透压二、扩散和渗透压 胶粒也有热运动，因此也具有扩散和渗透压。只是胶粒也有热运动，因此也具有扩散和渗透压。只是 如图所示，在如图所示，在CDFE的桶内盛溶胶，在某一截的桶内盛溶胶，在某一截面面AB的两侧溶胶的浓度不的两侧溶胶的浓度不同，同，c1

51、1 c2 由于分子的热运动和胶粒的由于分子的热运动和胶粒的Brown运动，可以观运动，可以观察到胶粒从察到胶粒从c1区向区向c2区迁移的现象，这就是区迁移的现象，这就是胶粒的扩胶粒的扩散作用散作用。溶胶的浓度较稀，这种现溶胶的浓度较稀，这种现象很不显著。象很不显著。1. Einstein-Brown扩散方程扩散方程转全升筏蔚碑资帧挣祁秉沦塘谜槽男鲜坯俯昧锨匹钦疯盐鞠畴省盛兰密之第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆50第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液 设通过设通过AB面面的扩散质量的扩散质量为为m，则扩散速，则扩散速度为度为 ，它，它与浓度梯度和与浓度梯度和AB截面积截面积

52、A成成正比。正比。(1) 斐克第一定律斐克第一定律（Ficks first law） 如图所示，设任一平行于如图所示，设任一平行于AB面的截面上浓度是均面的截面上浓度是均匀的，但水平方向自左至右浓度变稀，梯度为匀的，但水平方向自左至右浓度变稀，梯度为 。嗽接预巷看避狼碍舵特海馈嫌翰舜寻氯渐篙鸯艘臭危歉昂磋悦舆道闻污冻第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆51第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液这就是这就是斐克第一定律斐克第一定律。 式中式中负号负号表示扩散发生在浓度降低的方向，表示扩散发生在浓度降低的方向， 0。 用公式表示为：用公式表示为：式中式中D为扩散系数，其物理意义为：

53、为扩散系数，其物理意义为：单位浓度梯度、单位浓度梯度、单位时间内通过单位截面积的质量。单位时间内通过单位截面积的质量。抉俘阐匝遇藻昭硅眨肚畅供裴泽铀抱旷碰眼乏沮摇掳蛙楚羚伶春醛履堡人第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆52第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液在在ABFE体积内粒子净增速率为体积内粒子净增速率为(1)(2)，得，得离开离开EF面的扩散量为：面的扩散量为：设进入设进入AB面的扩散量为：面的扩散量为：(2) 斐克第二定律斐克第二定律（Ficks second law）斐克第二定律适用于浓度梯度变化的情况。斐克第二定律适用于浓度梯度变化的情况。dxdxdx语饯卓钥勋餐

54、狗陕只硝盎容瞎荤鹅熬着帝厌社抄岳塑蹦漏灵哄仑搞瑰悲叮第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆53第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液单体积内粒子浓度随时间的变化率为：单体积内粒子浓度随时间的变化率为：若考虑到扩散系数受浓度的影响，则若考虑到扩散系数受浓度的影响，则(2) 斐克第二定律斐克第二定律（Ficks second law）这就是这就是斐克第二定律斐克第二定律。这个斐克第二定律的表示式是扩散的普遍公式。这个斐克第二定律的表示式是扩散的普遍公式。寸蔑础殴桑畜净织滚花糠补钟楷瘤跳拄给党禾瓢刀宰给桐沫舀审朔又热绣第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆54第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶

55、液胶体分散系统和大分子溶液(3) Einstein-Brown位移方程位移方程 找出距找出距AB面面 处的两根虚处的两根虚线，其浓度恰好为线，其浓度恰好为 和和 。 在在t 时间内，从两个方向通过时间内，从两个方向通过AB面的粒子数分别面的粒子数分别为为 和和 ，因因 ，则自左向右通过，则自左向右通过AB面面的净粒子数为：的净粒子数为： 如图，设截面为单位面积如图，设截面为单位面积 为时间为时间t 内在水平方向的内在水平方向的平平均位移均位移。截面间的距离均为。截面间的距离均为 紧游玻埃深牡达侥继韭乐蝉估辊笺噎狡樱随义餐氓粕悟有巩碧艰选瑰犀贴第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆55第十章第十章 胶体分

56、散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液设设 很小，浓度梯度：很小，浓度梯度： 这就是这就是Einstein-Brown 位移方程。从位移方程。从Brown运动运动实验测出实验测出 ，就可求出扩散系数，就可求出扩散系数 D。(3) Einstein-Brown位移方程位移方程 则扩散通过则扩散通过AB面的净粒子数面的净粒子数与浓度梯度和扩散时间与浓度梯度和扩散时间t 成正比，成正比，得到得到 ：峙鱼湛俗寝圾尝巾颇邦落丑钞粪铆争卧舶脓兆羞排杜薯噬肚呆霉弧呻担程第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆56第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液将将Brown运动公式运动公式从上式可求粒

57、子半径从上式可求粒子半径 r 已知已知 r 和粒子密度和粒子密度 ，可以计算粒子的摩尔质量。可以计算粒子的摩尔质量。代入代入得得搪队毡合辽半垛提履唉钟恤岔釉镰陵屁隧巩椅多肘裔池基界挨帽藕卢讳本第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆57第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液2. 溶胶的渗透压溶胶的渗透压 由于胶粒不能透过半透膜，而介质分子或外加的由于胶粒不能透过半透膜，而介质分子或外加的电解质离子可以透过半透膜，所以有从化学势高的一电解质离子可以透过半透膜，所以有从化学势高的一方向化学势低的一方自发渗透的趋势。方向化学势低的一方自发渗透的趋势。 溶胶的渗透压可以借用稀溶液渗透压公式

58、计算：溶胶的渗透压可以借用稀溶液渗透压公式计算： 由于憎液溶胶不稳定，浓度不能太大，所以测出由于憎液溶胶不稳定，浓度不能太大，所以测出的的渗透压及其它依数性质都很小渗透压及其它依数性质都很小。 但是亲液溶胶或胶体的电解质溶液，可以配制高但是亲液溶胶或胶体的电解质溶液，可以配制高浓度溶液，用渗透压法可以求它们的摩尔质量。浓度溶液，用渗透压法可以求它们的摩尔质量。锥供磅量囊蛹片澳突剐锈我切畸淑肥容疼漫破谩雇党热躬竣略暮骡难任疏第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆58第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液三、沉降和沉降平衡三、沉降和沉降平衡 溶胶是高度分散系统，胶溶胶是高度分散系统，

59、胶粒一方面受到重力吸引而下降，粒一方面受到重力吸引而下降，另一方面由于另一方面由于Brown运动促使运动促使浓度趋于均一。浓度趋于均一。 当这两种效应相反的力相当这两种效应相反的力相等时，粒子的分布达到平衡，等时，粒子的分布达到平衡，粒子的浓度随高度不同有一定粒子的浓度随高度不同有一定的梯度，如图所示。的梯度，如图所示。 这种平衡称为这种平衡称为沉降平衡沉降平衡。1. 沉降平衡沉降平衡绞束榔枣甜办录颗择讨颈吱凳惰忙稀酵点培梆忿慧赔斜棘辱惟腊沦消拱恨第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆59第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液 达沉降平衡时达沉降平衡时，粒子随高度分布的粒子随高度

60、分布的情况与气体类似，可用高度分布定律。情况与气体类似，可用高度分布定律。2. 高度分布定律高度分布定律 如图所示，设容器截面积为如图所示，设容器截面积为 A，粒子为球型，半径为粒子为球型，半径为 r，粒子与介质，粒子与介质的密度分别为的密度分别为 和和 ，在，在 x1和和x2处单位体积的粒子数分别处单位体积的粒子数分别N1，N2， 为渗透压，为渗透压，g为重力加速度。为重力加速度。 在高度为在高度为dx的这层的这层溶胶中，使溶胶中，使N个粒子下个粒子下降的重力为：降的重力为：病漫多叶羊库恿攀升撩垄狗颤锅鹰娶垒朴诡败耗怎啼滑擦焦挑弗味毡柳诫第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆60第十章第十章 胶体分散

61、系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液 该层中粒子所受的扩散力为该层中粒子所受的扩散力为 ，负号表示，负号表示扩散力与重力相反。扩散力与重力相反。 ，则，则达到沉降平衡时，这两种力相等，得达到沉降平衡时，这两种力相等，得2. 高度分布定律高度分布定律好环稀胳朱揣戳帕双以汤佳列巍语防爆壤沥溅狄祸檄杖俗美碴厨查屑勾袁第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆61第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液 这就是这就是高度分布公式高度分布公式。粒子质量愈大，其平衡。粒子质量愈大，其平衡浓度随高度的降低亦愈大。浓度随高度的降低亦愈大。积分得积分得或或2. 高度分布定律高度分布定律乳褒坛赞享敛迸

62、徒坡季抉还贬恨工痒劝弧贷滔暑欧爵余毕万淤舞描眨展犁第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆62第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液以恒定速度沉降时以恒定速度沉降时通过沉降速度的测定，可以求得粒子的大小。通过沉降速度的测定，可以求得粒子的大小。 沉降时粒子所受的阻力为沉降时粒子所受的阻力为 ， 为摩擦系数为摩擦系数对于球形粒子对于球形粒子 孜乞虫坟暑梢激辕县涉畸阿恳穆编魄离吼迹腔籍抚址绿谊估舍拢谜轮癸讫第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆63第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液积分得积分得 对于对于超离心力场超离心力场，当沉降达平衡时，扩散力与，当沉降达平衡时，扩

63、散力与超离心力相等，只是方向相反超离心力相等，只是方向相反 悍笛夕验傲怜往帛长母炼武椒捐脾蔡欠袖带穗仗技菇辉木贸浇泞虑酚栓羹第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆64第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液因为可用来测蛋白质的摩尔质量。可用来测蛋白质的摩尔质量。脾请扫消崎戚陪他馁婶代宿惹荆嘱圾谬复貉筒徒闲写领心贝镶泌进兜惕宗第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆65第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液10.4 溶胶的光学性质溶胶的光学性质一、一、Tyndall 效应和效应和 Rayleigh 公式公式 二、二、超显微镜的基本原理和粒子大小超显微镜的基本原理和粒子大小

64、 的测定（自学）的测定（自学）稽菩道碑俱箭晕盲猪悍篷祷遂恒萎绸估坠完辣豪眼滓袋债囚妖率鸭锌怖看第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆66第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液一、一、Tyndall效应和效应和Rayleigh公式公式 Tyndall效应已成为判别溶胶与分子溶液的最简效应已成为判别溶胶与分子溶液的最简便的方法。便的方法。 1869年年Tyndall发现，若令一束会聚光通过溶胶，发现，若令一束会聚光通过溶胶，从侧面可以看到一个发光的圆锥体，这就是从侧面可以看到一个发光的圆锥体，这就是Tyndall效效应应。 其他分散体系也会产生一点散射光，但远不如溶其他分散体系也会产

65、生一点散射光，但远不如溶胶显著。胶显著。 Tyndall效应的另一特点是，不同方向观察到的效应的另一特点是，不同方向观察到的光柱有不同的颜色光柱有不同的颜色1. Tyndall效应效应忍妥贸急卡殖靶划嘶乌拼案艺潦砖殆蛰耙杏缅讶苗昂晾斑申脐善料跳悟方第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆67第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液1. Tyndall效应效应光源光源Fe(OH)3溶胶溶胶郑好瞄集膝萎毯官氮辆驴警鬃晨姓贮覆晓哀逊轿紫靶吮韩相馏肄施爵恕蕉第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆68第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液(1) 光散射现象光散射现象 当光束通过分

66、散系统时，一部分自由地通过，一当光束通过分散系统时，一部分自由地通过，一部分被吸收、反射或散射。可见光的波长约在部分被吸收、反射或散射。可见光的波长约在400 700 nm之间。之间。 当光束通过当光束通过粗分散系统粗分散系统，由于粒子大于入射光，由于粒子大于入射光的波长，主要发生的波长，主要发生反射反射，使系统呈现混浊。，使系统呈现混浊。 当光束通过当光束通过胶体溶液胶体溶液，由于胶粒直径小于可见，由于胶粒直径小于可见光波长，主要发生光波长，主要发生散射散射，可以看见乳白色的光柱。，可以看见乳白色的光柱。 当光束通过当光束通过分子溶液分子溶液，由于溶液十分均匀，散射，由于溶液十分均匀，散射光

67、因相互干涉而完全抵消，光因相互干涉而完全抵消，看不见散射光看不见散射光。2. Rayleigh公式公式踌杂枚千撼作今迪怎蹭渭帕浆进他爬电链钳耍佩婪泽茧镇蛛折码鹤访愚炯第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆69第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液(2) 光散射的本质光散射的本质 光是一种电磁波，照射溶胶时，分子中的电子分光是一种电磁波，照射溶胶时，分子中的电子分布发生位移而产生偶极子，这种偶极子向各个方向发布发生位移而产生偶极子，这种偶极子向各个方向发射与入射光频率相同的光，这就是射与入射光频率相同的光，这就是散射光散射光。 分子溶液分子溶液十分均匀，这种散射光因相互干涉而完十分

68、均匀，这种散射光因相互干涉而完全抵消，全抵消，看不到散射光看不到散射光。 溶胶溶胶是多相不均匀系统，在胶粒和介质分子上产是多相不均匀系统，在胶粒和介质分子上产生的散射光不能完全抵消，因而生的散射光不能完全抵消，因而能观察到散射现象能观察到散射现象。 如果溶胶对可见光中某一波长的光有较强的选择如果溶胶对可见光中某一波长的光有较强的选择性吸收，则透过光中该波长段将变弱，这时性吸收，则透过光中该波长段将变弱，这时透射光透射光将将呈该呈该波长光的补色光波长光的补色光。 瘦凶砾蚤福筏医了性钻足恳惠政挚凋经枪叉俊詹泅辽喳垫评擞祸辜婚昨畜第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆70第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液

69、胶体分散系统和大分子溶液(3) Rayleigh公式公式 Rayleigh研究了大量的光散射现象研究了大量的光散射现象，对于粒子半，对于粒子半径在径在47 nm以下以下的溶胶，导出了散射光总能量的计算的溶胶，导出了散射光总能量的计算公式，称为公式，称为Rayleigh公式公式：式中：式中：A 入射光振幅，入射光振幅， 单位体积中粒子数单位体积中粒子数 入射光波长，入射光波长， 每个粒子的体积每个粒子的体积 分散相折射率，分散相折射率， 分散介质的折射率分散介质的折射率涌舒瘫捆饵屿段绸厅业戊奉燕拌沦埃裤鲍尾国较躲饰丸飞并操川叼豫遁戎第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆71第十章第十章 胶体分散系统和大分

70、子溶液胶体分散系统和大分子溶液 从从Rayleigh公式可得出如下结论：公式可得出如下结论：散射光总能量散射光总能量与入射光波长的四次方成反比与入射光波长的四次方成反比。入射。入射光波长愈短，散射愈显著。所以可见光中，蓝、紫色光波长愈短，散射愈显著。所以可见光中，蓝、紫色光散射作用强。这可解释光散射作用强。这可解释Tyndall效应，当白光照射溶效应，当白光照射溶胶时，侧面看到的散射光呈蓝紫色，透过光则呈橙红胶时，侧面看到的散射光呈蓝紫色，透过光则呈橙红色。色。观察散射光以短波长的光为宜，观察透过光以较观察散射光以短波长的光为宜，观察透过光以较长波长的光为宜。长波长的光为宜。分散相与分散介质的

71、折射率相差愈显著，则散射作分散相与分散介质的折射率相差愈显著，则散射作 用亦愈显著。用亦愈显著。散射光强度与单位体积中的粒子数成正比。散射光强度与单位体积中的粒子数成正比。(3) Rayleigh公式公式逐撂漫秤亡液晌读展脾毗株曲左怀镶淤晚布淮窖化甜凛苏傣藏胞愚已鞍河第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆72第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液(4) 乳光计原理乳光计原理 当分散相和分散介质等条件都相同时，当分散相和分散介质等条件都相同时，Rayleigh公式可改写成：公式可改写成：当入射光波长不变，当入射光波长不变， 若有两个浓度相同的溶胶若有两个浓度相同的溶胶设粒子为球形，

72、代入上式可得：设粒子为球形，代入上式可得：幢骏吐惠置剩填叉睦逛掺山顷涨离繁鸿痹屡跃何浙札害乾总栽碌脓蔓留副第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆73第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液 若胶体粒子大小相同，而浓度不同若胶体粒子大小相同，而浓度不同 如果已知一种溶液的散射光强度和粒子半径如果已知一种溶液的散射光强度和粒子半径(或或浓度浓度)，测定未知溶液的散射光强度，就可以知道其，测定未知溶液的散射光强度，就可以知道其粒径粒径(或浓度或浓度)，这就是，这就是乳光计乳光计。 乳光计的原理与比色计相似，所不同者在于乳光乳光计的原理与比色计相似，所不同者在于乳光计中光源是从侧面照射溶胶

73、，因此观察到的是散射光计中光源是从侧面照射溶胶，因此观察到的是散射光的强度。的强度。 (4) 乳光计原理乳光计原理断嚣闲滑柳霖征控捏屑弦轰豁捌争优洪湃妇哗洋过瞅慧蓑猎谗枯功甥皿废第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆74第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液(5) 浊度浊度（turbidity ）浊度的物理意义：浊度的物理意义：浊度计的用处：浊度计的用处： 当光源、波长、粒子大小相同时，溶胶的浓度当光源、波长、粒子大小相同时，溶胶的浓度不同，其透射光的强度亦不同，由浊度计算浓度。不同，其透射光的强度亦不同，由浊度计算浓度。 浊度的定义为：浊度的定义为： 透射光强度透射光强度 入射

74、光强度入射光强度 样品池长度样品池长度 浊度浊度当抱桨奎砍卿流缓壬排苔昧祭旷樊示赛隋郑奴广酶致锰晋恋廓懂扳牺挝隙藕第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆75第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液二、超显微镜的基本原理和粒子大小的测定二、超显微镜的基本原理和粒子大小的测定 普通显微镜普通显微镜分辨率不高，只能分辨出半径在分辨率不高，只能分辨出半径在200 nm以上以上的粒子，所以看不到胶体粒子。的粒子，所以看不到胶体粒子。 超显微镜超显微镜分辨率高，可以研究半径为分辨率高，可以研究半径为 5150 nm的粒子。的粒子。 超显微镜观察的不是胶粒本身，而是观察胶粒发超显微镜观察的不是胶

75、粒本身，而是观察胶粒发出的散射光。是用普通显微镜来观察出的散射光。是用普通显微镜来观察Tyndall效应。效应。 超显微镜是目前研究憎液溶胶非常有用的手段之一超显微镜是目前研究憎液溶胶非常有用的手段之一赐拐钾尤耽聘窥银品趟酉杏凸涸借愿提埂戈神浸之歧检碉赵浓扣抒学祭撑第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆76第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液狭缝式超显微镜超显微镜的类型超显微镜的类型 1. 狭缝式狭缝式 照射光从碳弧光照射光从碳弧光源射出，经可调狭缝源射出，经可调狭缝由透镜会聚，从侧面由透镜会聚，从侧面射到盛胶体溶液的样射到盛胶体溶液的样品池中品池中 超显微镜的目镜看超显微镜的

76、目镜看到的是胶粒的到的是胶粒的散射光散射光。显微镜可调狭缝碳弧电源胶体如果溶液中没有胶粒，视野将是一片黑暗。如果溶液中没有胶粒，视野将是一片黑暗。尘赔恬涕瑞歹胚贮仗佬涯洼价窖种毗灾惫冠春疮锗治楚婉答宰其求卡某肖第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆77第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液配有心形聚光器的显微镜超显微镜的类型超显微镜的类型 2. 有心形聚光器有心形聚光器 目镜在黑暗的背景上看到的是目镜在黑暗的背景上看到的是胶粒发出的的散射光胶粒发出的的散射光胶体心形聚光器 这种超显微镜有这种超显微镜有一个一个心形腔心形腔，上部视，上部视野涂黑，强烈的照射野涂黑，强烈的照射光通入心

77、形腔后不能光通入心形腔后不能直接射入目镜，而是直接射入目镜，而是在腔壁上几经反射，在腔壁上几经反射，改变方向，最后从侧改变方向，最后从侧面会聚在试样上面会聚在试样上显微镜棘做茹卫井苦隶隧帕溪玲忱翱柿涪硒仅攫默荆措瞄阁挥纷虐冷芹陛占鼻戳第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆78第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液 从超显微镜可以获得哪些有用信息？从超显微镜可以获得哪些有用信息？（1） 可以测定球状胶粒的平均半径。可以测定球状胶粒的平均半径。（2） 间接推测胶粒的形状和不对称性。例如，球状间接推测胶粒的形状和不对称性。例如，球状 粒子不闪光，不对称的粒子在向光面变化时有粒子不闪光，

78、不对称的粒子在向光面变化时有 闪光现象。闪光现象。（3） 判断粒子分散均匀的程度。粒子大小不同，散判断粒子分散均匀的程度。粒子大小不同，散 射光的强度也不同。射光的强度也不同。（4） 观察胶粒的观察胶粒的Brown运动运动 、电泳、沉降和凝聚等、电泳、沉降和凝聚等 现象。现象。克揭损记昼综妇诞杯盾仑嫩肩序法走水跨砰伊寒忿贴冷碾乎和与珍给笔铬第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆79第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液10.5 溶胶的电学性质溶胶的电学性质 一、电动现象一、电动现象三、三、电渗电渗四、四、沉降电势和流动电势沉降电势和流动电势 二、电泳二、电泳谓爪耘裙红究礼用缉酒些

79、脸嘿许气硷越尤置汐服伤丛咖叙鳃岔侧谊峡齐塘第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆80第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液一、电动现象一、电动现象 （1）吸附）吸附 胶粒在形成过程中，胶核优先吸附某一胶粒在形成过程中，胶核优先吸附某一组成相同的离子，使胶粒带电。组成相同的离子，使胶粒带电。 例如：在例如：在AgI溶胶的制备过程中，如果溶胶的制备过程中，如果AgNO3过量过量，则胶核优先吸附则胶核优先吸附Ag+离子，使胶粒离子，使胶粒带正电带正电；如果；如果KI过量过量，则优先吸附则优先吸附I -离子，胶粒离子，胶粒带负电带负电。在固体表面的带电离子称为在固体表面的带电离子称为定位

80、离子定位离子。液体中。液体中- -反离反离子。子。 固体表面上产生定位离子的原因如下：固体表面上产生定位离子的原因如下： 在液在液- -固界面处，固体表面上与其附近的液体固界面处，固体表面上与其附近的液体内通常会分别带电性相反、电荷量相同的两层离子，内通常会分别带电性相反、电荷量相同的两层离子，从而形成双电层。从而形成双电层。 靡廓滞葵桓癸慢充哥般济为沟瞥仆颇患重祷蠢螺暑欠蛤栓错稀艾谓隅源款第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆81第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液一、电动现象一、电动现象 固体表面上产生定位离子的原因如下：固体表面上产生定位离子的原因如下： （2）电离）电离

81、 对于可能发生电离的大分子的溶胶而言，对于可能发生电离的大分子的溶胶而言，则胶粒带电主要是其本身发生电离引起的。则胶粒带电主要是其本身发生电离引起的。 例如蛋白质分子，当它的羧基或胺基在水中解离例如蛋白质分子，当它的羧基或胺基在水中解离时，整个大分子就带负电或正电荷。当介质的时，整个大分子就带负电或正电荷。当介质的pH较较低时，蛋白质分子带正电；低时，蛋白质分子带正电；pH较高时，则带负电荷。较高时，则带负电荷。 当蛋白质分子所带的净电荷为零时，这时介质的当蛋白质分子所带的净电荷为零时，这时介质的pH称为蛋白质的称为蛋白质的等电点等电点。在等电点时蛋白质分子的移。在等电点时蛋白质分子的移动已不

82、受电场影响，它不稳定且易发生凝聚。动已不受电场影响，它不稳定且易发生凝聚。 损瓢跋区蔬亨贴凝邹孟炬腔吼扬懒粮猴寸甩殉帽董卫理萧蔚条蔓汉颖舒慕第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆82第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液一、电动现象一、电动现象 固体表面上产生定位离子的原因如下：固体表面上产生定位离子的原因如下： （3）同晶置换）同晶置换 黏土矿物中如高岭土，主要由铝氧黏土矿物中如高岭土，主要由铝氧四面体和硅氧四面体组成，而与周围四面体和硅氧四面体组成，而与周围4个氧的电荷不个氧的电荷不平衡，要由平衡，要由H+或或Na+等正离子来平衡电荷。等正离子来平衡电荷。 这些正离子在介质中

83、会电离并扩散，所以使黏土这些正离子在介质中会电离并扩散，所以使黏土微粒带负电。如果微粒带负电。如果Al3+被被Mg2+或或Ca2+同晶置换，则黏同晶置换，则黏土微粒带的负电更多。土微粒带的负电更多。埂馏需践鸭妆扑砒立毖谴怕景们哆盆黍早砸祝琼厩曰快望洼恕蹋搂霓呼伪第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆83第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液 分散系统中分散相质点由于上述原因而带有某分散系统中分散相质点由于上述原因而带有某种电荷，在外电场作用下带电粒子将发生运动，即种电荷，在外电场作用下带电粒子将发生运动，即电动现象电动现象，是研究胶体稳定性理论发展的基础。，是研究胶体稳定性理论发

84、展的基础。 （4）溶解量的不均衡）溶解量的不均衡 离子型固体物质如离子型固体物质如AgI，在，在水中会有微量的溶解，所以水中会有少量的银离子和水中会有微量的溶解，所以水中会有少量的银离子和碘离子。碘离子。 例如：将例如：将AgI制备溶胶时，由于制备溶胶时，由于Ag+较小，活动较小，活动能力强，扩散快，比能力强，扩散快，比I-容易脱离晶格而进入溶液，使容易脱离晶格而进入溶液，使AgI胶粒带负电。胶粒带负电。电泳、电渗、流动电势和沉降电势电泳、电渗、流动电势和沉降电势均属于电动现象。均属于电动现象。 畏陪脐磅雹臻循漏厢蚀怎厕扼伙袄吴辈兽梧狐震揉缠房热迂刚吼敷凄帽逾第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆84第

85、十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液二、电泳二、电泳（electrophoresis） 带电带电胶粒胶粒或大分子在外加电场的作用下向带或大分子在外加电场的作用下向带相反电荷的电极作相反电荷的电极作定向移动定向移动的现象称为的现象称为电泳电泳。 胶体的电泳证明了胶粒是带电的。实验证明，胶体的电泳证明了胶粒是带电的。实验证明，在溶胶中加入电解质，对电泳有显著的影响。在溶胶中加入电解质，对电泳有显著的影响。随随外加电解质的增加，电泳速度常会降低甚至变为外加电解质的增加，电泳速度常会降低甚至变为零。外加电解质还能改变胶粒带电的符号。零。外加电解质还能改变胶粒带电的符号。 通过电

86、泳实验，可以确定分散系统中质点所通过电泳实验，可以确定分散系统中质点所带电荷的符号和电动电势。带电荷的符号和电动电势。悍洼秒姜菱酣慌嵌它纲炉梦侦皿醋描嘱里赣杨酬堆徊齐豢孜只公畏锑继嘴第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆85第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液 影响电泳的因素有：带电粒子的大小、形状；影响电泳的因素有：带电粒子的大小、形状；粒子表面电荷的数目；介质中电解质的种类、离子粒子表面电荷的数目；介质中电解质的种类、离子强度，强度，pH值和黏度；电泳的温度和外加电压等。值和黏度；电泳的温度和外加电压等。 从电泳现象可以获得胶粒或大分子的结构、大从电泳现象可以获得胶粒或大分

87、子的结构、大小和形状等有关信息。小和形状等有关信息。 测定电泳的仪器和方法很多，主要有三类，即测定电泳的仪器和方法很多，主要有三类，即显微电泳、界面移动电泳和区域电泳显微电泳、界面移动电泳和区域电泳。 实验证明，实验证明，Fe(OH)3、 Al(OH)3等碱性溶胶带等碱性溶胶带正电，而金、银、铝、正电，而金、银、铝、As2S3、硅胶等溶胶及淀粉、硅胶等溶胶及淀粉颗粒、微生物等荷负电。颗粒、微生物等荷负电。装摹遁鲸呼责惋癸电关焕卖抠锑讶卫竣矫端质堪榆镊溯刀惋触鞭哇戎蔗猴第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆86第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液1. 界面移动电泳仪界面移动电泳仪

88、 首先在漏斗中装上待测溶胶，首先在漏斗中装上待测溶胶，U型管下部活塞内径型管下部活塞内径与管径相同。与管径相同。 实验开始时，打实验开始时，打开底部活塞，使溶胶开底部活塞，使溶胶进入进入U型管，当液面型管，当液面略高于左、右两活塞略高于左、右两活塞时即关上，并把多余时即关上，并把多余溶胶吸走。在管中加溶胶吸走。在管中加入分散介质，使两臂入分散介质，使两臂液面等高。液面等高。秆磁足悲蹬泥做风横请屈厢始阐斜嫩峡奸脖性伙恐沃挫秉儡硬悍躺提失晋第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆87第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液 小心打开活塞小心打开活塞 ，接通电源，观察液面的变化。若，接通电

89、源，观察液面的变化。若是无色溶胶，必须用紫外吸收等光学方法读出液面的是无色溶胶，必须用紫外吸收等光学方法读出液面的变化。变化。 根据通电时间和根据通电时间和液面升高或下降的刻液面升高或下降的刻度计算电泳速度。度计算电泳速度。 另外要选择合适另外要选择合适的介质，使电泳过程的介质，使电泳过程中保持液面清晰。中保持液面清晰。 遇余扇狮婴描堑诈泛择误唾钵草卢叶纳笋怂钝焕物讼氏密钠低羹痘蓉荆设第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆88第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液2. 显微电泳仪显微电泳仪 该方法简单、快速，胶体用量少，可以在胶粒所该方法简单、快速，胶体用量少，可以在胶粒所处的环

90、境中测定电泳速度和电动电位。但只能测定显处的环境中测定电泳速度和电动电位。但只能测定显微镜可分辨的胶粒，一般在微镜可分辨的胶粒，一般在200 nm以上。以上。 装置中用铂黑电极，装置中用铂黑电极，观察管用玻璃毛细管。观察管用玻璃毛细管。电泳池是封闭的，电泳电泳池是封闭的，电泳和电渗同时进行和电渗同时进行 物镜观察位置选在静止层处（即电渗流动与反流物镜观察位置选在静止层处（即电渗流动与反流动刚好相消），这时观察到的胶粒运动速度可以代表动刚好相消），这时观察到的胶粒运动速度可以代表真正的电泳速度。真正的电泳速度。豆巩浓垮唇魄钓灾勒额韧长光饲阎购烃噬貉秩龟火噪夜荆讽禹垛反燥魁诱第十章胶体汤儆第十章胶

91、体汤儆89第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液2. 显微电泳仪显微电泳仪布汰雇剪清穷范凳猩表可旷邀亥黔备凿羡崇磅碳巩缚涅澄胞乍粉皂换负惶第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆90第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液 区带电泳实验简便、易行，样品用量少，分离区带电泳实验简便、易行，样品用量少，分离效率高，是分析和分离蛋白质的基本方法。效率高，是分析和分离蛋白质的基本方法。 常用的区带电泳有：纸上电泳，圆盘电泳和板上常用的区带电泳有：纸上电泳，圆盘电泳和板上电泳等。电泳等。3. 区带电泳（也称区域电泳）区带电泳（也称区域电泳） 将惰性的固体或凝胶作为支持物

92、，两端接正、将惰性的固体或凝胶作为支持物，两端接正、负电极，在其上面进行电泳，从而将电泳速度不同负电极，在其上面进行电泳，从而将电泳速度不同的各组成分离。的各组成分离。 电泳的应用相当广泛，在生物化学、医学中都电泳的应用相当广泛，在生物化学、医学中都有重要的应用。毛细管电泳是有重要的应用。毛细管电泳是2020世纪世纪8080年代以来发年代以来发展最快的分析化学研究领域之一。展最快的分析化学研究领域之一。汤酝列晶喇川父恃陆肢揣硷虐毯骆噬伴馏坤闹爹齐蜘擂佃绪急捷暴蘸熄揉第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆91第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液 a. .纸上电泳纸上电泳 3. 区

93、带电泳区带电泳用滤纸作为支持物的电泳称为纸上电泳。用滤纸作为支持物的电泳称为纸上电泳。 先将一厚滤纸条用一定先将一厚滤纸条用一定pH的缓冲溶液浸湿，在的缓冲溶液浸湿，在滤纸中央滴少量待测溶滤纸中央滴少量待测溶液，两端浸在含缓冲溶液，两端浸在含缓冲溶液和电极的容器中液和电极的容器中 通电后，各组分因电泳通电后，各组分因电泳速度不同以谱带形式分开。速度不同以谱带形式分开。将纸条干燥后浸入染料溶液中着色，再进行分析。将纸条干燥后浸入染料溶液中着色，再进行分析。绵成须慈吓庄难沂挺点早搭漓铱撤夕襟技褒蚜是戴凡囱肝沛挣武聘啊针贾第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆92第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散

94、系统和大分子溶液 a. .纸上电泳纸上电泳 在生物化学中常用电泳法分离和区别各种氨基在生物化学中常用电泳法分离和区别各种氨基酸和蛋白质。酸和蛋白质。 在医学中利用血清在纸上的电泳，在纸上可得在医学中利用血清在纸上的电泳，在纸上可得到不同蛋白质前进的次序，反映了其运动速度，以到不同蛋白质前进的次序，反映了其运动速度，以及从谱带的宽度反映其中不同蛋白质含量的差别。及从谱带的宽度反映其中不同蛋白质含量的差别。 洒衍纷凌鸽残沙煞死蹿踏瓷蒂丸逐莉痴己鞠架查女腋陈汝节算抑信馁疫厦第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆93第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液 a. .纸上电泳纸上电泳 健康人

95、和肝硬变患者的血清蛋白电泳图健康人和肝硬变患者的血清蛋白电泳图 健康人健康人肝硬变患者肝硬变患者坎哩恿硬巴迄狞求哪挡撵纺体蔓揍吓庄芜玄潞援谴饿诧雄惩咆易哎堪遇富第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆94第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液 a. .纸上电泳纸上电泳 人体血清（左）和血浆（右）的电泳图人体血清（左）和血浆（右）的电泳图 税至各惭则幻耕鸽受堵删遗疾砷冉傀站宁咒婶浦七嘉骏沿酶勿赡贾保杭盂第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆95第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液 b. 凝胶电泳凝胶电泳 用淀粉凝胶、琼胶或聚丙烯酰胺等用淀粉凝胶、琼胶或聚丙烯酰胺等凝胶

96、作为载体，则称为凝胶电泳。凝胶作为载体，则称为凝胶电泳。 将凝胶装在玻管中，电泳后各组将凝胶装在玻管中，电泳后各组分在管中形成圆盘状，称为圆盘电泳分在管中形成圆盘状，称为圆盘电泳 凝胶电泳的分辨率极高。例如，凝胶电泳的分辨率极高。例如，纸上电泳只能将血清分成五个组分，纸上电泳只能将血清分成五个组分，而用聚丙烯酰胺凝胶作的圆盘电泳而用聚丙烯酰胺凝胶作的圆盘电泳可将血清分成可将血清分成25个组分。个组分。3. 区带电泳区带电泳录吏炼漾肮惜纬筹匈闸挟躬十伺粟群束贰蚕荣我剐仓泉贸高倔锌部附攀号第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆96第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液如果将凝胶铺在玻

97、板上进行的电泳称为平板电泳。 C. 板上电泳板上电泳 自自2020世纪世纪8080年代以来发展起来的毛细管电泳则是年代以来发展起来的毛细管电泳则是最快的分析化学研究领域之一。最快的分析化学研究领域之一。 裳李皑辖拙夯藻豹淖晕窥噪凋斟唤簿厚矣峨雌丽剩妊懒猾销抨纵融谁丹扁第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆97第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液 在外加电场作用下，带电的在外加电场作用下，带电的分散分散介质介质通过多孔通过多孔性物质或半径为性物质或半径为110 nm的毛细管作的毛细管作定向移动定向移动，亦，亦即即固相不动而液相移动固相不动而液相移动，这种现象称为，这种现象称为电渗

98、电渗。 外加电解质对电渗速度影响显著，外加电解质对电渗速度影响显著，随着电解质浓随着电解质浓度的增加，电渗速度降低，甚至会改变电渗的方向度的增加，电渗速度降低，甚至会改变电渗的方向。 电渗方法有许多实际应用，如溶胶净化、海水淡电渗方法有许多实际应用，如溶胶净化、海水淡化、泥炭和染料的干燥等。化、泥炭和染料的干燥等。三、电渗（三、电渗（electro-osmosis)胡饱已珍眯餐霍囤沦掳莫贤也栽贷耗狱芜媚描乏拢萄夸哩擞球钒墩愤桥妊第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆98第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液 在在U型管型管1,2中盛电解中盛电解质溶液，将电极质溶液，将电极5,6接

99、通接通直流电后，可从有刻度直流电后，可从有刻度的毛细管的毛细管 4中，准确地中，准确地读出液面的变化。读出液面的变化。 图中，图中，3为多孔膜，可以用滤纸、玻璃或棉花等为多孔膜，可以用滤纸、玻璃或棉花等构成；也可以用氧化铝、碳酸钡、构成；也可以用氧化铝、碳酸钡、AgI等物质构成。等物质构成。 如果多孔膜吸附阴离如果多孔膜吸附阴离子，则介质带正电，通电子，则介质带正电，通电时向阴极移动；反之，多时向阴极移动；反之，多孔膜吸附阳离子，带负电孔膜吸附阳离子，带负电的介质向阳极移动。的介质向阳极移动。贯蔷敌川粹咨社土铣储诲息县涅讽峨龙悉炸蛆仲吏愉湃叙遗嘿寡又脑氨蛹第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆99第十章

100、第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液 实验表明，实验表明，液体移动的方向因多孔塞的性质而异液体移动的方向因多孔塞的性质而异。例如，当用滤纸、玻璃或棉花等构成多孔塞时，在水例如，当用滤纸、玻璃或棉花等构成多孔塞时，在水向阴极移动，表示液相带正电；用氧化铝、碳酸钡等向阴极移动，表示液相带正电；用氧化铝、碳酸钡等物质构成多孔塞时，水向阳极移动，表明此时液相带物质构成多孔塞时，水向阳极移动，表明此时液相带负电荷。负电荷。 液体移动的原因液体移动的原因是在多孔性固体和液体的界面上是在多孔性固体和液体的界面上有双电层存在。在外电场的作用下，与表面结合不牢有双电层存在。在外电场的作用下，

101、与表面结合不牢固的扩散层离子向带反号电荷的电极方向移动，而与固的扩散层离子向带反号电荷的电极方向移动，而与表面结合紧密的表面结合紧密的Stern层则是不动的，扩散层中的离层则是不动的，扩散层中的离子移动时带动分散介质一起运动。子移动时带动分散介质一起运动。抵裸抿殊响脯另咎鸳刨锁沽轴稍哑你驭您慢岛匹布痒个函鼠遁洞姜晚宫夷第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆100第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液四、沉降电势和流动电势四、沉降电势和流动电势 在重力场的作用下，带在重力场的作用下，带电的分散相电的分散相粒子粒子，在分散介，在分散介质中质中迅速沉降迅速沉降时，使底层与时，使底层与表

102、面层的粒子浓度悬殊，从表面层的粒子浓度悬殊，从而产生电势差，这就是而产生电势差，这就是沉降沉降电势电势。 1. 沉降电势沉降电势某班帚冷缺侧减胆报德贞酿毯德皮针态踞舔联涟为耪羹潦镊币炬税浙匹底第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆101第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液 贮油罐中的油内常会有水滴，水滴的沉降会贮油罐中的油内常会有水滴，水滴的沉降会形成很高的电势差，有时会引发事故。通常在油形成很高的电势差，有时会引发事故。通常在油中中加入有机电解质加入有机电解质，增加介质电导，降低沉降电，增加介质电导，降低沉降电势。势。 它是电泳作用的伴随现象。它是电泳作用的伴随现象。电泳电泳

103、是带电胶粒是带电胶粒在电场作用下作定向移动，是在电场作用下作定向移动，是因电而动因电而动；沉降电；沉降电势是在胶粒下降时产生的电势，是胶粒势是在胶粒下降时产生的电势，是胶粒因移动而因移动而产生电产生电。幌改既傍院避银磨洛贿蛙坪约嚷箍笔多桌田蕊舵拄妊狡柔较殉蛇狰垄休素第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆102第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液 含有离子的液体在含有离子的液体在加压或重力等外力的作加压或重力等外力的作用下，流经多孔膜或毛用下，流经多孔膜或毛细管时会产生电势差。细管时会产生电势差。2. 流动电势流动电势 这种因液体流动而产这种因液体流动而产生的电势称为生的电势称为

104、流动电势流动电势。 它与电渗相反，也是电渗作用的伴随现象。毛细它与电渗相反，也是电渗作用的伴随现象。毛细管表面是带电的，外力迫使液体流动，由于扩散层的管表面是带电的，外力迫使液体流动，由于扩散层的移动，液体将其中的离子带走，因而与固体表面产生移动，液体将其中的离子带走，因而与固体表面产生电势差。电势差。构植盘静嗓躁扒及帛窄泞统宪坝枣拍俺一娶蔓簿虎戎秃谊扇储钡蔫栗嘛乎第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆103第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液四、沉降电势和流动电势四、沉降电势和流动电势 因为管壁会吸附某种离子，使固体表面带电，因为管壁会吸附某种离子，使固体表面带电，电荷从固体

105、到液体有个电荷从固体到液体有个分布梯度。分布梯度。 在用泵输送原油或易燃化工原料时，要使管道在用泵输送原油或易燃化工原料时，要使管道接地或加入油溶性电解质，增加介质电导，防止流接地或加入油溶性电解质，增加介质电导，防止流动电势可能引发的事故。动电势可能引发的事故。 当外力迫使扩散层移动时，流动层与固体表面当外力迫使扩散层移动时，流动层与固体表面之间会产生电势差，当流速很快时，有时会产生电之间会产生电势差，当流速很快时，有时会产生电火花。火花。 脑雾泞匹它驳湾谴枣谁传骸递物戎亩迸摩霄甜肛彤疹秒烦揍董掀婚述哄连第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆104第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大

106、分子溶液 在四种电动现象中，以在四种电动现象中，以电泳电泳和和电渗电渗最为重要。最为重要。通过电动现象的研究，可以进一步了解胶体粒子的通过电动现象的研究，可以进一步了解胶体粒子的结构以及外加电解质对溶胶稳定性的影响。结构以及外加电解质对溶胶稳定性的影响。 还有还有电泳涂漆电泳涂漆、高岭土的精炼、天然石油乳状、高岭土的精炼、天然石油乳状液中油水的分离以及不同蛋白质的分离等。当前工液中油水的分离以及不同蛋白质的分离等。当前工业上的静电除尘，实际上就是烟尘气溶胶的电泳现业上的静电除尘，实际上就是烟尘气溶胶的电泳现象。象。 电泳的应用：电泳的应用：使橡胶的乳状液汁凝结而使其浓缩，使橡胶的乳状液汁凝结而

107、使其浓缩，可以使橡胶电镀在金属、布匹或木材上，这样镀出可以使橡胶电镀在金属、布匹或木材上，这样镀出的橡胶容易硫化，可以得到拉力很强的产品。的橡胶容易硫化，可以得到拉力很强的产品。 嘛读敢俐帮昭精部饵是顷橱谦希鬼峭第双十妻稀炭负北塘突玻裴胃瞳团痛第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆105第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液10.6 双电层理论和双电层理论和 电势电势一、扩散双电层模型一、扩散双电层模型二、电动电势二、电动电势冠鲁债杰邓摹诉逝值握仔赛笨狸矩毙甭漱伯滤句灸溯赘酣必迎柔跋囤驮河第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆106第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子

108、溶液 当固体与液体接触时，可以是固体从溶液中选择当固体与液体接触时，可以是固体从溶液中选择性吸附某种离子，也可以是固体分子本身发生电离作性吸附某种离子，也可以是固体分子本身发生电离作用而使离子进入溶液，以致使固液两相分别带有不同用而使离子进入溶液，以致使固液两相分别带有不同符号的电荷，符号的电荷，在界面上形成了双电层的结构。在界面上形成了双电层的结构。 早在早在1879年，年，Helmholz提出了提出了平板型模型平板型模型； 1910年年Gouy和和1913年年Chapman修正了平板型模型，修正了平板型模型，提出了提出了扩散双电层模型扩散双电层模型；后来后来Stern又提出了又提出了Ste

109、rn模型模型。顾捐六盛馈戎茶炭迟减步垃楚厩刻云合茬院烷隋缨利叁湃碑筹爹备松歉声第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆107第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液1. 平板型模型平板型模型 Helmholtz认为固体的表面电荷与溶液中的反认为固体的表面电荷与溶液中的反号离子构成平行的两层，如同一个平板电容器。号离子构成平行的两层，如同一个平板电容器。整个双电层厚度为整个双电层厚度为 。 固体与液体总的电位差即等固体与液体总的电位差即等于热力学电势于热力学电势 0 0 ，在双电层内，在双电层内，热力学电势呈直线下降。热力学电势呈直线下降。 在电场作用下，带电质点和在电场作用下，带电质

110、点和反离子分别向相反方向运动。反离子分别向相反方向运动。 这模型过于简单，由于离子这模型过于简单，由于离子热运动，不可能形成平板电容器热运动，不可能形成平板电容器+ + + + + + + + + + +Helmholtz双电层模型双电层模型-扯甲他另矣缚览太棵欲灵既经剔蔷肥殆直胜贾状挥软你胖驳具目贼乖宏乖第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆108第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液2. 扩散双电层模型扩散双电层模型 Gouy和和Chapman认为，由于正、负离子静电吸引认为，由于正、负离子静电吸引和热运动两种效应的结果，溶液中的反离子只有一部和热运动两种效应的结果，溶液中的

111、反离子只有一部分紧密地排在固体表面附近，相距约一、二个离子厚分紧密地排在固体表面附近，相距约一、二个离子厚度称为度称为紧密层紧密层； 另一部分离子按一定的另一部分离子按一定的浓度梯度扩散到本体溶液中，浓度梯度扩散到本体溶液中，离子的分布可用离子的分布可用Boltzmann公式表示，称为公式表示，称为扩散层扩散层。双电层由双电层由紧密层紧密层和和扩散层扩散层构构成。移动的切动面为成。移动的切动面为AB面。面。介刮居铝本值藐嫌叁储糊呈垒鸿需嫉租葛扦浸淬顶私循斥展实宦岁蹭衡呕第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆109第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液x+ + + + + + +

112、+ + + + + +扩散层扩散层AB紧密层紧密层扩散双电层模型扩散双电层模型拌圭迄照尸诱校维协尸肖崎吗鹅棕倘遏兵勃漂团仍煎胚兵原比曼杆讳袭扦第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆110第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液 Stern对扩散双电层模对扩散双电层模型作进一步修正。型作进一步修正。 他认为吸附在固体表他认为吸附在固体表面的紧密层约有一、二个面的紧密层约有一、二个分子层的厚度，后被称为分子层的厚度，后被称为Stern层；层； 由反号离子电性中心由反号离子电性中心构成的平面称为构成的平面称为Stern平面平面。3. Stern模型模型客亏钻便蒲旧立落嘉违特挎力哇酗沮凶叼

113、桔蚀哟蒲玻挪自澜居检侈鸣橙枣第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆111第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液 由于离子的由于离子的溶剂化作溶剂化作用用，胶粒在移动时，紧密，胶粒在移动时，紧密层会结合一定数量的溶剂层会结合一定数量的溶剂分子一起移动，所以滑移分子一起移动，所以滑移的的切动面切动面由比由比Stern层略右层略右的曲线表示。的曲线表示。3. Stern模型模型 从固体表面到从固体表面到Stern平面，平面，电位从电位从 0 0直线下降为直线下降为 。惰神亿酷姓缎绑似挠啥隶构毫吾靛刺活炯酷脚峰庙宽铣蜘涝厢极拿茄砚篇第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆112第十章第十章 胶体分散

114、系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液二、电动电势二、电动电势 带电的固体或胶粒在移动时，带电的固体或胶粒在移动时，移动的切动面与液移动的切动面与液体本体之间的电位差称为体本体之间的电位差称为 电势。电势。 在扩散双电层模型中，切动面在扩散双电层模型中，切动面AB与溶液本体之间与溶液本体之间的电的电位差为位差为 电势；电势； 在在Stern模型中，带有溶剂化层的滑移界面与溶液模型中，带有溶剂化层的滑移界面与溶液之间的电位差称为之间的电位差称为 电势。电势。 只有在带电质点移动时才显示出只有在带电质点移动时才显示出 电势，所以它电势，所以它又被称为又被称为电动电势电动电势。 电势总是比热力学电

115、势低，外加电解质会使电势总是比热力学电势低，外加电解质会使 电势变小甚至改变符号。电势变小甚至改变符号。1. 电势电势菱赋牌邦父便粕邮谱庭贾授姆希稠葡杜踞秦手迟皆哨浓茂指盅向辟嘶三推第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆113第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液 电势与滑移面两侧的电荷分布有关，即不仅与电势与滑移面两侧的电荷分布有关，即不仅与吸附层内离子浓度有关，也与液相内离子浓度有关。吸附层内离子浓度有关，也与液相内离子浓度有关。电势对憎液溶胶的稳定性起着重要的作用。电势对憎液溶胶的稳定性起着重要的作用。 由于滑移面靠由于滑移面靠Stern面很近，稀溶液中扩散层厚面很近，稀溶

116、液中扩散层厚度增加，电势变化缓慢，可将度增加，电势变化缓慢，可将0与与电势等同。电势等同。 Stern层内特性吸附主要由范氏引力决定，当外层内特性吸附主要由范氏引力决定，当外加高价反离子或易于吸附的有机反离子加高价反离子或易于吸附的有机反离子(如表面活性如表面活性离子离子)时，特性吸附的结果可能使时，特性吸附的结果可能使电势反号；电势反号；(1)电势与特性吸附离子的种类有关电势与特性吸附离子的种类有关影响影响电势的因素：电势的因素：痢挚班筋谓泛抖慌疆幕派洒忘滓嘴添骂蔗诉贺投沿樟年搁鹤褒剥郡钎岁氧第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆114第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液 若

117、表面活性离子电性与胶粒表面电性相同，而若表面活性离子电性与胶粒表面电性相同，而范氏引力又足以克服斥力作用将其吸附在胶粒表面范氏引力又足以克服斥力作用将其吸附在胶粒表面上，则上，则电势大于表面电势电势大于表面电势0 。(2) 电势与外加电解质浓度有关电势与外加电解质浓度有关 少量外加电解质，对少量外加电解质，对电势的数值会有显著影响。电势的数值会有显著影响。随着电解质浓度的增加，随着电解质浓度的增加，电势的降低，甚至可以改电势的降低，甚至可以改变符号。可是，少量外加电解质对热力学电势变符号。可是，少量外加电解质对热力学电势0并不并不产生显著的影响产生显著的影响(3)电势与胶体的稳定性电势与胶体的

118、稳定性 电势的存在使胶粒之间产生静电斥力作用，避电势的存在使胶粒之间产生静电斥力作用，避免了晶粒的长大以致聚沉。免了晶粒的长大以致聚沉。桥欣毁锑峪啪牵啄恋降钱贤漾晦车喳岿霸疟内藏拴玲缆膊峭淋忌橇目讥青第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆115第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液 电势电势外加电解质对外加电解质对 电势的影响电势的影响嗽挪泊邀园帚脯嘱蹄砒鸭妮切漱阅蜘淫血猜盎肌届譬甚设酋领破濒钦硼币第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆116第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液流动电势示意图流动电势示意图胶粒表面双电层结构示意图胶粒表面双电层结构示意图 2. 电动

119、现象的解释电动现象的解释蛤鸦或蚜斯瑞咒承溢警啸圣渴脖嗡屯猪青姑设苑副枫辆烯屉悯童鸽语线品第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆117第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液10.7 溶胶的稳定性和聚沉作用溶胶的稳定性和聚沉作用 一、溶胶的稳定性一、溶胶的稳定性 二、影响聚沉作用的一些因素二、影响聚沉作用的一些因素 三、胶体稳定性的三、胶体稳定性的DLVO理论大意理论大意 五、高分子化合物五、高分子化合物对溶胶的絮凝和稳定作用对溶胶的絮凝和稳定作用 *四、四、DLVO理论的一种简化表示式理论的一种简化表示式暖赢慈合蒂怪淹裔卒酷矽爪呈率秒止庶胜薪纺汛鼠拾肩粘绚霍秘讹侧猪袄第十章胶体汤儆

120、第十章胶体汤儆118第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液一、溶胶的稳定性一、溶胶的稳定性抗聚结稳定性抗聚结稳定性 胶粒之间有相互吸引的能量胶粒之间有相互吸引的能量Va和相互排和相互排斥的能量斥的能量Vr，总作用能总作用能 为为Va+Vr。如图所示：如图所示：动力学稳定性动力学稳定性 由于溶胶粒子小，由于溶胶粒子小，Brown运动激烈，运动激烈，在重力场中不易沉降，使溶胶具有动力稳定性。在重力场中不易沉降，使溶胶具有动力稳定性。 当粒子相距较大时，主当粒子相距较大时，主要为吸力，总势能为负值；要为吸力，总势能为负值；当靠近到一定距离，双电层当靠近到一定距离，双电层重叠，

121、排斥力起主要作用，重叠，排斥力起主要作用，势能升高。要使粒子聚结必势能升高。要使粒子聚结必须克服这个势垒。须克服这个势垒。粒子间相互作用与其距离的关系曲线粒子间相互作用与其距离的关系曲线牲则蓄意脾以邯亏典募主族忙引寡愧咐光菏元辑鹿冰鸡廉品间俱篆胯瞩楼第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆119第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液溶胶的稳定性溶胶的稳定性粒子间相互作用与其距离的关系曲线粒子间相互作用与其距离的关系曲线Va+Vr丘靳毅梳锨诸龄驮晚弄直滔钟态舶等巳什饶锋抿留驮汉李爱玖橙叼捉霸溶第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆120第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子

122、溶液一、溶胶的稳定性一、溶胶的稳定性 胶粒表面因吸附某种离子而带电，并且此种离子胶粒表面因吸附某种离子而带电，并且此种离子及反离子都是溶剂化的，这样，在胶粒周围就形成了及反离子都是溶剂化的，这样，在胶粒周围就形成了一个溶剂化膜（水化膜）。一个溶剂化膜（水化膜）。 溶剂化层的影响溶剂化层的影响 水化膜中的水分子是比较定向排列的，当胶粒彼水化膜中的水分子是比较定向排列的，当胶粒彼此接近时，水化膜就被挤压变形，而引起定向排列的此接近时，水化膜就被挤压变形，而引起定向排列的引力又力图恢复原来的定向排列，这样就使水化膜表引力又力图恢复原来的定向排列，这样就使水化膜表现出弹性，成为胶粒彼此接近时的机械阻力

123、。现出弹性，成为胶粒彼此接近时的机械阻力。 水化膜中的水有较高的黏度，这也成为胶粒相互水化膜中的水有较高的黏度，这也成为胶粒相互接近时的机械障碍。接近时的机械障碍。 涸担苍漳褥醛皖稳荷谭丁怖椒茬矿网喉炔婪格榆旁烃司痴敝涯煤渺隧贸宙第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆121第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液二、影响聚沉作用的一些因素二、影响聚沉作用的一些因素1. 电解质对于溶胶聚沉作用的影响电解质对于溶胶聚沉作用的影响聚沉值聚沉值 使一定量的溶胶在一定时间内完全聚沉使一定量的溶胶在一定时间内完全聚沉 所需电解质的最小浓度所需电解质的最小浓度。从已知的表值。从已知的表值 可见，

124、对同一溶胶，外加电解质的反号可见，对同一溶胶，外加电解质的反号 离子的价数越低，其聚沉值越大。离子的价数越低，其聚沉值越大。聚沉能力聚沉能力是是聚沉值的倒数聚沉值的倒数。聚沉值越大的电解质。聚沉值越大的电解质其聚沉能力越小；反之，聚沉值越小的其聚沉能力越小；反之，聚沉值越小的电解质，其聚沉能力越强。电解质，其聚沉能力越强。册仰钢挨格狙卵壤沛署寻大铰藤牌踞孰盲峨匆拧军胞消仿虹怒怎曲起仪妙第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆122第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液电解质的影响有如下一些规律：电解质的影响有如下一些规律：（1）聚沉能力主要决定于与胶粒带相反电荷的离子）聚沉能力主要

125、决定于与胶粒带相反电荷的离子的价数的价数 。 异电性离子为一、二、三价的电解质，其聚沉异电性离子为一、二、三价的电解质，其聚沉值的比例约为：值的比例约为：相当于相当于这表示聚沉值与异电性离子价数的六次方成反比。这表示聚沉值与异电性离子价数的六次方成反比。 这一结论称为这一结论称为Schulze-Hardy规则规则。绵裔弊疯森碱协夷奇啦篡涤迂麓腹尸囊美传遮费雌雪乘巢猾准舔啪惺迭琶第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆123第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液（2）价数相同的离子聚沉能力也有所不同。例如不）价数相同的离子聚沉能力也有所不同。例如不同的碱金属的一价阳离子所生成的硝酸盐

126、对负电性同的碱金属的一价阳离子所生成的硝酸盐对负电性胶粒的聚沉能力可以排成如下次序：胶粒的聚沉能力可以排成如下次序： 不同的一价阴离子所形成的钾盐，对带正电的不同的一价阴离子所形成的钾盐，对带正电的溶胶的聚沉能力则有如下次序：溶胶的聚沉能力则有如下次序： 同价离子聚沉能力的这一次序称为同价离子聚沉能力的这一次序称为感胶离子序感胶离子序。它与水合离子半径从小到大的次序大致相同。它与水合离子半径从小到大的次序大致相同。 卤技捎菏徐百苗剃摹矗终荡眼须枷么卒辙想性择疾华娟龋宅倚旷豹拢屯稻第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆124第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液（3） 有机化合物的

127、离子都有很强的聚沉能力，这可有机化合物的离子都有很强的聚沉能力，这可能与其具有强吸附能力有关。能与其具有强吸附能力有关。（4）电解质的聚沉作用是正负离子作用的总和）电解质的聚沉作用是正负离子作用的总和 通常相同电性离子的价数愈高，则该电解质的聚通常相同电性离子的价数愈高，则该电解质的聚沉能力愈低，这可能与这些相同电性离子的吸附作用沉能力愈低，这可能与这些相同电性离子的吸附作用有关。有关。 届孺笑奏分传葫藻海坊坡就兢柔介兴听椅萝终钡栈阑诗峰镶或吸炉鹃戮咳第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆125第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液（5）不规则聚沉）不规则聚沉 在溶胶中加入少量的

128、电解质可以使溶胶聚沉，电在溶胶中加入少量的电解质可以使溶胶聚沉，电解质浓度稍高，沉淀又重新分散而成溶胶，并使胶粒解质浓度稍高，沉淀又重新分散而成溶胶，并使胶粒所带电荷改变符号。所带电荷改变符号。 如果电解质的浓度再升高，可以使新形成的溶胶如果电解质的浓度再升高，可以使新形成的溶胶再次沉淀。再次沉淀。 不规则聚沉是胶体粒子对高价异号离子的强烈吸不规则聚沉是胶体粒子对高价异号离子的强烈吸附的结果。附的结果。娃拦成黑曹沽璃波肯觅撰娥刽笨撼翠研沛优辫掳蛇热拍郴窥须鳞恼辈盔抉第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆126第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液2. 胶粒之间的相互作用胶粒之间的

129、相互作用 将胶粒带相反电荷的溶胶互相混合，也会发生聚将胶粒带相反电荷的溶胶互相混合，也会发生聚沉。沉。 与加入电解质情况不同的是，当两种溶胶的用量与加入电解质情况不同的是，当两种溶胶的用量恰能使其所带电荷的量相等时，才会完全聚沉，否则恰能使其所带电荷的量相等时，才会完全聚沉，否则会不完全聚沉，甚至不聚沉。会不完全聚沉，甚至不聚沉。 产生相互聚沉现象的原因是：可以把溶胶粒子产生相互聚沉现象的原因是：可以把溶胶粒子看成是一个巨大的离子，所以看成是一个巨大的离子，所以溶胶的混合类似于加溶胶的混合类似于加入电解质的一种特殊情况。入电解质的一种特殊情况。 乓镊趴羹骆碉孟鬼睫裹挟预橱咕攫居须旦咱宴称莽守怠

130、蕉宴四蹦任掩臭邵第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆127第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液2. 胶粒之间的相互作用胶粒之间的相互作用 在憎液溶胶中加入某些大分子溶液，加入的量不在憎液溶胶中加入某些大分子溶液，加入的量不同，会出现两种情况：同，会出现两种情况： 当加入大分子溶液的量足够多时，会保护溶胶不聚当加入大分子溶液的量足够多时，会保护溶胶不聚沉，常用沉，常用金值金值来表示大分子溶液对金溶胶的保护能力。来表示大分子溶液对金溶胶的保护能力。 齐格蒙第提出的金值含义：齐格蒙第提出的金值含义：金值越小，表明高分子保护剂的能力越强。金值越小，表明高分子保护剂的能力越强。 为了保

131、护为了保护10 cm3 0.006%的金溶胶，在加入的金溶胶，在加入1 cm310% NaCl溶液后不致聚沉，所需高分子的最少质量称溶液后不致聚沉，所需高分子的最少质量称为为金值金值，一般用，一般用mg表示。表示。控贬井凿邢郧署鞠戏赚鬃焉丸氯戏什悟栓扑刹辑粘螺完绰佯有砷拓仲饰罩第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆128第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液2. 胶粒之间的相互作用胶粒之间的相互作用 在加入少量大分子溶液时，会促使溶胶的聚沉，在加入少量大分子溶液时，会促使溶胶的聚沉，这种现象称为这种现象称为敏化作用敏化作用； 当加入的大分子物质的量不足时，憎液溶胶的胶当加入的大分

132、子物质的量不足时，憎液溶胶的胶粒粘附在大分子上，大分子起了一个桥梁作用，把胶粒粘附在大分子上，大分子起了一个桥梁作用，把胶粒联系在一起，使之更容易聚沉。粒联系在一起，使之更容易聚沉。 例如，对例如，对SiO2进行重量分析时，在进行重量分析时，在SiO2的溶胶中的溶胶中加入少量明胶，使加入少量明胶，使SiO2 的胶粒粘附在明胶上，便于的胶粒粘附在明胶上，便于聚沉后过滤，减少损失，使分析更准确。聚沉后过滤，减少损失，使分析更准确。袖赎都湛庆旭兽知扁忌李桓棍禁磨娘改胯柞褥姥憨髓畅神驱缎二榔欧贮杏第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆129第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液不同胶体的

133、相互作用不同胶体的相互作用积始捍川残棒瞥莆懈捷掠殊概截琅咽虽香挫猩拖赞煤赖薛楞杀茶见丑已梳第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆130第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液三、胶体稳定性的三、胶体稳定性的DLVO理论大意理论大意 在在20世纪四十年代，前苏联学者世纪四十年代，前苏联学者Deijaguin和和Landau与荷兰学者与荷兰学者Verwey和和Overbeek分别提出了关分别提出了关于各种形状粒子之间在不同的情况下相互吸引能与双于各种形状粒子之间在不同的情况下相互吸引能与双电层排斥能的计算方法。他们处理问题的方法与结论电层排斥能的计算方法。他们处理问题的方法与结论有大致

134、共同之处，因此以他们的姓名第一个字母简称有大致共同之处，因此以他们的姓名第一个字母简称为为DLVO理论理论。 DLVO理论理论给出了计算胶体质点间排斥能及吸引给出了计算胶体质点间排斥能及吸引能的方法，并据此对憎液胶体的稳定性进行了定量处能的方法，并据此对憎液胶体的稳定性进行了定量处理，得出了聚沉值与反号离子电价之间的关系式，从理，得出了聚沉值与反号离子电价之间的关系式，从理论上阐明了理论上阐明了Schulze-Hardy 规则规则 。手格礼荆瘤渣取根肢温之闲桑慨跳贫讯左仓旋伺烘邯悼萎澡谓萄吴改露夹第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆131第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液D

135、LVO理论大意：理论大意： 在胶粒之间存在着相互聚结的吸引能量，同时在胶粒之间存在着相互聚结的吸引能量，同时又有阻碍其聚结的相互排斥的能量，胶体的稳定性又有阻碍其聚结的相互排斥的能量，胶体的稳定性取决于这两种能量的相对大小，而两作用能量均与取决于这两种能量的相对大小，而两作用能量均与质点的距离有关。质点的距离有关。 在适当条件下，当质点接近时，排斥能大于吸在适当条件下，当质点接近时，排斥能大于吸引能，从而在总作用能与距离的关系曲线上出现势引能，从而在总作用能与距离的关系曲线上出现势垒。当势垒足够大时，就能阻止质点的聚结和聚沉垒。当势垒足够大时，就能阻止质点的聚结和聚沉作用进行，使胶体系统趋于稳

136、定。作用进行，使胶体系统趋于稳定。外加电解质的性质与浓度可影响系统的稳定性。外加电解质的性质与浓度可影响系统的稳定性。弊蛰吧液体谍零杯霹弱壬溺茸植时饥注豺舞桔伎毋美罪寄下菱藏脖鄙箩怯第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆132第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液五、高分子化合物对溶胶的絮凝和稳定作用五、高分子化合物对溶胶的絮凝和稳定作用1高分子化合物对溶胶的絮凝作用高分子化合物对溶胶的絮凝作用 在溶胶内加入极少量的可溶性高分子化合物，可在溶胶内加入极少量的可溶性高分子化合物，可导致溶胶迅速沉淀，沉淀呈疏松的棉絮状，这类沉淀导致溶胶迅速沉淀，沉淀呈疏松的棉絮状，这类沉淀称为絮凝物

137、，这种现象称为絮凝称为絮凝物，这种现象称为絮凝( (或桥联或桥联) )作用。作用。 高分子对胶粒的絮凝作用与电解质的聚沉作用完高分子对胶粒的絮凝作用与电解质的聚沉作用完全不同：全不同： 由电解质所引起的聚沉过程比较缓慢，所得到的由电解质所引起的聚沉过程比较缓慢，所得到的沉淀颗粒紧密、体积小，这是由于电解质压缩了溶胶沉淀颗粒紧密、体积小，这是由于电解质压缩了溶胶粒子的扩散双电层所引起的；粒子的扩散双电层所引起的； 结灯昂遗魂素姚乖应恐办乱耐赌臼乃抽控昼嘉阂慢涩摄罗们焰迷岗右聪膀第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆133第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液1高分子化合物对溶胶的絮

138、凝作用高分子化合物对溶胶的絮凝作用 高分子的絮凝作用则是由于吸附了溶胶粒子以后，高分子的絮凝作用则是由于吸附了溶胶粒子以后，高分子化合物本身的链段旋转和运动，将固体粒子聚高分子化合物本身的链段旋转和运动，将固体粒子聚集在一起而产生沉淀。集在一起而产生沉淀。 絮凝作用具有迅速、彻底、沉淀疏松、过滤快、絮凝作用具有迅速、彻底、沉淀疏松、过滤快、絮凝剂用量少等优点，特别对于颗粒较大的悬浮体尤絮凝剂用量少等优点，特别对于颗粒较大的悬浮体尤为有效。这对于污水处理、钻井泥浆、选择性选矿以为有效。这对于污水处理、钻井泥浆、选择性选矿以及化工生产流程的沉淀、过滤、洗涤等操作都有极重及化工生产流程的沉淀、过滤、

139、洗涤等操作都有极重要的作用。要的作用。憾莫兽钱亡晃轿云阉凿摘壤火玖译娟呢唐仍膘擦树痢稿涛诉平园缺蓄还胡第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆134第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液高分子化合物絮凝作用的特点：高分子化合物絮凝作用的特点： (1) 起絮凝作用的高分子化合物一般要具有链状结构起絮凝作用的高分子化合物一般要具有链状结构 ；(2) 任何絮凝剂的加入量都有一最佳值任何絮凝剂的加入量都有一最佳值; （3）高分子的分子质量越大，絮凝效率也越高）高分子的分子质量越大，絮凝效率也越高 ;（4）高分子化合物基团的性质对絮凝效果有十分重）高分子化合物基团的性质对絮凝效果有十分重要的

140、影响要的影响 ;（5）絮凝过程与絮凝物的大小、结构、搅拌的速率）絮凝过程与絮凝物的大小、结构、搅拌的速率和强度等都有关系。和强度等都有关系。叛昼涡匣垃寿菱踊奢膳炽复嗽鲜投澎层盔彼执巳核删迢挥奋婶茵奸驳塘疟第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆135第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液2. 高分子化合物对溶胶的稳定作用高分子化合物对溶胶的稳定作用 在溶胶中加入一定量的高分子化合物或缔合在溶胶中加入一定量的高分子化合物或缔合胶体，能显著提高溶胶对电解质的稳定性，这种胶体，能显著提高溶胶对电解质的稳定性，这种现象称为保护作用，又称之为空间稳定性。现象称为保护作用，又称之为空间稳定性。

141、 溶胶被保护以后，其电泳、对电解质的敏感溶胶被保护以后，其电泳、对电解质的敏感性等会产生显著的变化，显示出一些亲液溶胶的性等会产生显著的变化，显示出一些亲液溶胶的性质，具有抗电解质影响、抗老化、抗温等优良性质，具有抗电解质影响、抗老化、抗温等优良性质。性质。邱沛见共巳肃羚泼阳恫濒恫延裙跨寐药谊淆强箕执凡勒糕款仿粹死雨烬哮第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆136第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液10.8 凝胶凝胶一、一、凝胶的分类凝胶的分类 二、二、凝胶的形成凝胶的形成 三、三、凝胶的性质凝胶的性质 岳辛雨邱伙鹰整综郸测距堆职呈稠纸袱获喀嗜匆怕搂武蕉杉诈聘芳句睡挝第十章胶体

142、汤儆第十章胶体汤儆137第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液 凝胶是固凝胶是固- -液或固液或固- -气所形成的一种分散系统，气所形成的一种分散系统，其中分散相粒子相互连接成网状结构，分散介质填其中分散相粒子相互连接成网状结构，分散介质填充于其间。充于其间。 如果凝胶溶液的浓度足够大，在久置过程中就如果凝胶溶液的浓度足够大，在久置过程中就会失去流动性而成为半固体状态的会失去流动性而成为半固体状态的“胶冻胶冻”。 由由凝胶自动形成胶冻的过程称为胶凝凝胶自动形成胶冻的过程称为胶凝 新制成的凝胶都含有大量的液体新制成的凝胶都含有大量的液体( (液体含量在液体含量在95%95

143、%以上以上) )。若液体是水，则该凝胶称为水凝胶。若液体是水，则该凝胶称为水凝胶。水凝胶经过干燥脱水后即成为干凝胶。水凝胶经过干燥脱水后即成为干凝胶。 邑阳谁花寇丘奠蝉磕绸夺揩氓拴塌旺违尿阁钡种约匿茨雇浇馋急告儡敛可第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆138第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液一、凝胶的分类一、凝胶的分类（1）弹性凝胶：）弹性凝胶： 凝胶具有凝胶具有弹性，分散介质（即溶剂）的脱除和弹性，分散介质（即溶剂）的脱除和吸收具有可逆性，故又称为可逆凝胶。吸收具有可逆性，故又称为可逆凝胶。 （2）刚性凝胶：）刚性凝胶： 在吸收或脱除溶剂后刚性凝胶的骨架基本不变，在吸收或

144、脱除溶剂后刚性凝胶的骨架基本不变，所以体积也无明显变化所以体积也无明显变化 刚性凝胶脱除溶剂成为干凝胶后，一般不能再吸刚性凝胶脱除溶剂成为干凝胶后，一般不能再吸收溶剂重新变为凝胶，这是不可逆的，故又称为不可收溶剂重新变为凝胶，这是不可逆的，故又称为不可逆凝胶。逆凝胶。 虞畅徊搜襟再熄辱战掖壬羽涂饰虑伍吠莉伞偿享装颁凯缔水奖刑头军挪摈第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆139第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液二、凝胶的形成二、凝胶的形成形成凝胶主要有两种途径：即形成凝胶主要有两种途径：即分散法和凝聚法。分散法和凝聚法。 分散法较容易，如分散法较容易，如某些固态聚合物吸收适宜的

145、某些固态聚合物吸收适宜的溶剂后，体积膨胀，粒子分散而形成凝胶。溶剂后，体积膨胀，粒子分散而形成凝胶。 凝聚法是使溶液或溶胶在适当条件下，使分散凝聚法是使溶液或溶胶在适当条件下，使分散颗粒相联而形成凝胶，这一过程称为胶凝。颗粒相联而形成凝胶，这一过程称为胶凝。 可以采取如下几种方法使胶凝过程得以发生：可以采取如下几种方法使胶凝过程得以发生：喘辆随跌鬼漓落癣找卷疼窿竖磁瑟内桅搀哗屡蔫匝巍阿懒薄逊赶松叔如滑第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆140第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液（1）改变温度：）改变温度：利用升降温度使系统形成凝胶。利用升降温度使系统形成凝胶。 （2）转换溶剂

146、：）转换溶剂：用分散相溶解度较小的溶剂替换用分散相溶解度较小的溶剂替换溶胶中原有的溶剂，可以使系统发生胶凝溶胶中原有的溶剂，可以使系统发生胶凝 。 （3）加入电解质：）加入电解质：加入大量电解质（盐类），则可加入大量电解质（盐类），则可以引起胶凝，这与盐析效应有关以引起胶凝，这与盐析效应有关 。引起胶凝的主要是负离子，其影响大小依次为：引起胶凝的主要是负离子，其影响大小依次为：（4）化学反应：）化学反应：利用化学反应生成不溶物时，若控利用化学反应生成不溶物时，若控制反应条件，则可以形成凝胶制反应条件，则可以形成凝胶 交联反应是使高分子溶液或溶胶产生胶凝的主交联反应是使高分子溶液或溶胶产生胶凝的

147、主要手段。要手段。 混逼墅宛阐见眺馆摘谆残嫌阎否铃舞玛耕仲舅却镇崭祥浮涎牺搽毙譬向懒第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆141第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液三、凝胶的性质三、凝胶的性质（1）膨胀作用：）膨胀作用：也称为溶胀作用也称为溶胀作用 “湿木裂石湿木裂石” 凝胶对液体的吸收是有选择性的。凝胶对液体的吸收是有选择性的。 （2）离浆现象：）离浆现象：溶胶胶凝后，在放置过程中，凝溶胶胶凝后，在放置过程中，凝胶的性质还在不断的变化，这种现象称为老化。胶的性质还在不断的变化，这种现象称为老化。 离浆现象是水凝胶在基本上不改变原来形状的情离浆现象是水凝胶在基本上不改变原来形状

148、的情况下，分离出所包含的一部分液体，使构成凝胶网络况下，分离出所包含的一部分液体，使构成凝胶网络的颗粒相互收缩靠近，排列得更加有序。的颗粒相互收缩靠近，排列得更加有序。（3）触变现象：）触变现象： 吩螟坦肆鸵笋泅荣锨噬崭资躺胀焙淑县逝宛铲缴戏即脯扎荒更砾疲富酱继第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆142第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液三、凝胶的性质三、凝胶的性质（4）吸附作用：）吸附作用： 非弹性凝胶的干胶表面积较大，有较强的吸非弹性凝胶的干胶表面积较大，有较强的吸附能力。而弹性凝胶的干燥几乎无吸附能力。附能力。而弹性凝胶的干燥几乎无吸附能力。（5）凝胶中的扩散作用：）凝

149、胶中的扩散作用： 凝胶骨架空隙的大小对大分子有筛分作用，凝胶骨架空隙的大小对大分子有筛分作用，这是凝胶色谱法的基本原理。这是凝胶色谱法的基本原理。 许多半透膜（如火棉胶膜、醋酸纤维膜等）都许多半透膜（如火棉胶膜、醋酸纤维膜等）都是凝胶或干凝胶，这些膜对某些物质的渗析作用就是凝胶或干凝胶，这些膜对某些物质的渗析作用就是利用了凝胶骨架空隙大小的筛分作用。是利用了凝胶骨架空隙大小的筛分作用。银猖勾淫戒囱面缎疙譬谆蓬峰唁申痊稻磕兜逾戳毙音马毅残傻弥蓝醒凯颊第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆143第十章第十章 胶体分散系统和大分子溶液胶体分散系统和大分子溶液（6）化学反应：）化学反应： 由于凝胶内部的液体不能由于凝胶内部的液体不能“自由自由”流动，所以流动，所以在凝胶中发生的反应没有对流现象。如果反应中有在凝胶中发生的反应没有对流现象。如果反应中有沉淀生成，则沉淀物基本上是存在于原位而难以移沉淀生成，则沉淀物基本上是存在于原位而难以移动，形成动，形成Liesegang环环 。AgNO3溶液Ag2Cr2O7沉淀空白区（内含K2Cr2O7）AgNO3溶液空白区Ag2Cr2O7沉淀除堪娟浸镇棕海旨孩吟太闽许主缆键蓖荔慕漏晶崎柜济貉郝慌隐耐接猩亲第十章胶体汤儆第十章胶体汤儆144