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1、物理化学电子教案物理化学电子教案刘刘文文明明教授教授博士博士南昌大学理学院化学系物理化学教研室南昌大学理学院化学系物理化学教研室谤猪与恼躁吗轿静弱叉发窑腻徊扭膀缩朱聪吟党矣蘑祈酵可用过缠化目膀第12章胶体化学第12章胶体化学112.1分散系统分散系统 例如：云，牛奶，珍珠例如：云，牛奶，珍珠把一种或几种物把一种或几种物质分散在另一种物质质分散在另一种物质中就构成分散体系中就构成分散体系。其中，其中，被分散的被分散的物质称为分散相物质称为分散相(dispersedphase)，另一种物质称为另一种物质称为分散介质分散介质(dispersingmedium)。一、一、分散相和分散介质分散相和分散介
2、质饯碾赚比逢做蔷秦全随教氮辽嗅种肆誊词罗囚岗陷蜘舅倡烦蛾向忧秸悸论第12章胶体化学第12章胶体化学2二、分散体系分类二、分散体系分类分子分子分散体系分散体系 1000nm黄河水黄河水按分散相粒子的大小分类：按分散相粒子的大小分类：钨妒耪超杯驱独判锻姚守捉庶捅蜂李服硝椰魂拦犁畏焰离驻满赴娠握氧站第12章胶体化学第12章胶体化学3（1）分子分散体系）分子分散体系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，分子半径大小在，分子半径大小在10-9m以以下下。通常把这种体系称为真溶液，如。通常把这种体系称为真溶液，如C
3、uSO4溶液。溶液。（2）胶体分散体系）胶体分散体系分散相粒子的半径在分散相粒子的半径在1nm100nm之间的体系。目之间的体系。目测是均匀的，但实际是多相不均匀体系。也有的将测是均匀的，但实际是多相不均匀体系。也有的将1nm1000nm之间的粒子归入胶体范畴。之间的粒子归入胶体范畴。（3）粗分散体系）粗分散体系当分散相粒子大于当分散相粒子大于1000nm,目测是混浊不均匀体系，目测是混浊不均匀体系，放置后会沉淀或分层，如黄河水。放置后会沉淀或分层，如黄河水。涕邪欺丧法势范派叠纹团降馅唬炬招僵薄吝蛾调移活制焕里狄评雷窥桔怂第12章胶体化学第12章胶体化学412.2胶体和胶体的基本特性胶体和胶体
4、的基本特性 一、胶体分散系统的分类一、胶体分散系统的分类1、根据胶体系统的性质至少可分为两大类：、根据胶体系统的性质至少可分为两大类：（1）憎液溶胶）憎液溶胶系统具有很大的相界面，很高的表面系统具有很大的相界面，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，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简称溶胶，由难溶物分散在分散介质中所形成，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，因而是热力学热力学中的不稳定和不可逆系统。中的不稳定和不可逆系统。主要讨论主要讨论
5、憎液溶胶憎液溶胶耻郭腐贷澎逆市德擦蕊啃辐逊脓迹岂蛋瓶胰郭椎拭亥放糊命污棺陆滁去市第12章胶体化学第12章胶体化学5（2）亲液溶胶）亲液溶胶大（高）分子化合物的溶液通常属于亲液溶胶大（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，有散慢，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，新再加入溶剂后大分子化
6、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。因而它是热力学中稳定、可逆的系统。 惯切枕妮催寻秧遂悲暇咆囱渣以焦晋瓢地箩撂灭药熄洼杉账估洲屁屈怔拣第12章胶体化学第12章胶体化学62 2、若根据分散相和分散介质的聚集状态进行分类、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：相为不同状态时，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奶，石油原油等乳状液C.液液-气溶胶气溶胶如泡沫
7、如泡沫紧青拴铰汤燕廷宛沟预襟谭吠蹦程挠泞昔莽钟兆亡眉栽芥弯被乃妨么颤焊第12章胶体化学第12章胶体化学7（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-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，沸石分子筛薪典吼景号崇惦汪莆泵天母媒水氰命枷吵洞幌咀螺烽计蓉芍挣蘑硝果档窍第12章胶体化学第12章胶体化学8（3）气溶胶气溶胶将将气体作为分
8、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，但没但没有有气气-气溶胶气溶胶，因为不同的气体混合后是单相均一系，因为不同的气体混合后是单相均一系统，不属于胶体范围。统，不属于胶体范围。A.气气-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，云荧赁嗽土吩篆今蹭谆毗傣比吱扛捉蒋包通睫苔医颗阅戍蜒逐素君并僳滴倔第12章胶体化学第12章胶体化学9二、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1100nm之间，因而扩散较慢，
9、不能透过之间，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半透膜，渗透压低但有较强的动力稳定性 和乳光现象。和乳光现象。（2）多相不均匀性多相不均匀性 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。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）易聚结不稳定性不稳定性 因为粒子小，比表面大，表面自由能高，是热力学因为粒子小，比表面大，表面自由能高，是热力学不稳定系统，有自发降
10、低表面自由能的趋势，即小粒子不稳定系统，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。会自动聚结成大粒子。革的贷纠俏淀呸呢捞捞鞠萌氰翱专悦招法菇畜弟撼抡虑莫羔初你句下枝狙第12章胶体化学第12章胶体化学10 形成憎液溶胶的形成憎液溶胶的必要条件必要条件是：是： （1 1）分散相的溶解度要小；分散相的溶解度要小； （2 2）还必须有稳定剂存在，否则胶粒易聚结而还必须有稳定剂存在，否则胶粒易聚结而 聚沉。聚沉。 氰樱蒙姜梢戒够证稼畜叶护姿桃奶诈诲柔巳炸潍痹齐篓捂擦刮事吗薄添潜第12章胶体化学第12章胶体化学11三、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
11、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，形成紧密吸附层；由于正、负电荷相吸，在紧密层外形成紧密吸附层；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，首先吸附与胶核首先吸附与胶核中相同的某种离子，中相同的某种离子，用同
12、离子效应使胶核不易溶解用同离子效应使胶核不易溶解确列屎倔隋寸锋鲁败侮雷央彻革盔菌朋绽禁牢勘室决峰攫拽膘微枯疗惭溺第12章胶体化学第12章胶体化学12例1：AgNO3 + KIKNO3 + 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作稳定剂作稳定剂颈附檄靴辜糠跃涟澄乱占藻带这泞莉树恫梭辗谤溢恳川腹贾颤效何夫府拇第12章胶体化学第12章胶体化学13例2：AgNO3 + KI KNO3 + AgI (AgI)m n Ag+
13、(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)矣掐陡玫贫琵涟截旭煤甜锈穿沾甩瘪凛域肢整溪邦令瑟地甭矢模婉应己南第12章胶体化学第12章胶体化学14以上是由于吸附离子使胶核带电的情况。以下讨论以上是由于吸附离子使胶核带电的情况。以下讨论由由于产生电离产物于产生电离产物使胶核带电的情况。使胶核带电的情况。当当SiO2微粒与水接触时，生成弱酸，微粒与水接触时，生成弱酸，H2SiO3，它的电，它的电离产物离产物SiO32有一部分仍固定
14、在有一部分仍固定在SiO2上，未扩散到溶上，未扩散到溶液中去。这就形成了带液中去。这就形成了带负电的胶核负电的胶核。反离子是。反离子是H+。SiO2溶胶的胶团结构为：溶胶的胶团结构为：SiO2m nSiO322(n-x)H+2x 2xH+弹勃冈滋旋喉批整审停将眷拟邱坏烈蛊寒悟峰谨爱鸿型嗜继疫础虾切汁纲第12章胶体化学第12章胶体化学1512.3溶胶的制备与净化：溶胶的制备与净化：粗分散系统粗分散系统(d1000nm)分子分散系统分子分散系统(d1nm)胶体系统胶体系统(1d 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，可以运动，可以观察到胶粒从观察到胶粒从c1区向区向c
15、2区迁移的现象，这就是区迁移的现象，这就是胶粒胶粒的扩散作用的扩散作用。涅飘轿携翔彪肖真西进砰烈负盅株粤涣探忻扰姨饰歹蜂侠邓施奇膜渊慕贰第12章胶体化学第12章胶体化学33三、溶胶的渗透压三、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。的一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
16、能太大，所以测出的渗透压及其它依数性质都很小。的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。砚奈驾漳畸钵锄揽撤誊侍食锡虚猎艺秽扇库蜡梨躲毕稍少坠窃侥熬汤驯真第12章胶体化学第12章胶体化学34四、沉降和沉降平衡四、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，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
17、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。诚先箭张颜滚见逗礁叼谱揍胶括拽级腥纫痰管寿粒忌拨凳渍暴费摩长球篱第12章胶体化学第12章胶体化学35其中：其中：C1，C2为高度为高度h1,h2处粒子的数密度；处粒子的数密度；M为粒子的摩尔质量；为粒子的摩尔质量；g重力加速度；重力加速度； 0分散介质密度；分散介质密度； 粒子密度；粒子密度；贝林贝林(Perrin)导出重力场中，沉降平衡时粒子浓度导出重力场中，沉降平衡时粒子浓度随高度的分布：随高度的分布：埂呆杰
18、偏靶符爹吏妨赵叉镐躬拜荡膘粪暇讲萄芋茄拥咀蚀逊振讼信煞慎阻第12章胶体化学第12章胶体化学361)该式只适用于粒子大小相等的体系，但形状不限；该式只适用于粒子大小相等的体系，但形状不限；2)粒子越重（粒子越重（M大），随大），随h 增加，浓度降低越快。增加，浓度降低越快。3)实际上达到沉降平衡需要很长时间实际上达到沉降平衡需要很长时间,温度波动引起对温度波动引起对流会妨碍沉降平衡建立。流会妨碍沉降平衡建立。若气体看作是理想气体，温度不随高度变化，则：若气体看作是理想气体，温度不随高度变化，则：而对大气中气体分子，不存在浮力，不必做浮力校正，即而对大气中气体分子，不存在浮力，不必做浮力校正，即屡
19、瓮旦脾汕食夺校蜕左眷依谆您磐欲雨惭刘琳深纫沸浆欺某鸳赁派灭勤掳第12章胶体化学第12章胶体化学37所以（所以（12.3.5)式成为：式成为：上式可用于计算摩尔质量为上式可用于计算摩尔质量为M的气体的分的气体的分压力压力p 与高度与高度h 的关系：的关系：你寄染秋笆辉防锻制亏肘鳖角注镭祝舅拔符酶编肺萧虏虎硬拐奉饰贝贾狼第12章胶体化学第12章胶体化学3812.6溶胶系统的电学性质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，分散介质间有明显的相界面。实验发现，在外电场下，固固、液两相可发
20、生相对运动；反之，若迫使固、液两相、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有关的相对运动称为电动现象电动现象。 电动现象说明，溶胶粒子表面带有电荷。而溶胶粒电动现象说明，溶胶粒子表面带有电荷。而溶胶粒子带有电荷也正是它能长期存在的原因子带有电荷也正是它能长期存在的原因一、电动现象一、电动现象赂锋竭骸迎蛹脑碧蛛团屉须罕袖约胀龟庇虽亿万华术极轮阂眩锑疗茂颜弛第12章胶体化学第12章胶体化学39 （1）吸附）吸附 胶粒在形成过程中，胶核优先吸附某胶粒在形成过程中，胶核优先吸附某种离
21、子，使胶粒带电。种离子，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过过量量，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定位离子在固体表面的带电离子称为定位离子 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：混目吱讣幌睫柜话橡俘纸裁拔未未呸涸癌天绍河痈忙亥仇尹裕升彤纪件魔第12章胶体化学第12章胶体化学40 （2 2）电离）电离 对于可能发生电离的大分子的溶胶而对于可能发生电离的大分子的溶胶
22、而言，则胶粒带电主要是其本身发生电离引起的言，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称为蛋白质的等电点。在等电点时蛋白质分子的称为蛋白质的等电点。在等电点时蛋白质分子的移动已不受电场影响，它不稳定且易发生凝聚。移动已不受电场影响，它不稳定且易发生凝聚
23、。 粥库汛笼钢倘李寅搞带街投婴局茂脊鳖活手阁矿温级酋宦冠幼团瞻响殷摩第12章胶体化学第12章胶体化学41 （3 3）同晶置换）同晶置换 黏土矿物中如高岭土，主要由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，而与周围铝氧四面体和硅氧四面体组成，而与周围4 4个氧的电个氧的电荷不平衡，要由或等正离子来平衡电荷。荷不平衡，要由或等正离子来平衡电荷。 这些正离子在介质中会电离并扩散，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。如果被或同晶置换，则黏土微粒带的负微粒带负电。如果被或同晶置换，则黏土微粒带的负电更多。电更多。禾孔钮晦梅盘心锗滤画葬克臭酉纹毖裤达瑶径藏窜惫侵宫狡
24、敲抵躇棉俄营第12章胶体化学第12章胶体化学42 （4 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，在水中会有微量的溶解，所以水中会有少量的银离子在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。和碘离子。 例如：将例如：将AgI制备溶胶时，由于制备溶胶时，由于Ag+较小，活动能较小，活动能力强，扩散快，比力强，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均属于电动现象电泳、电渗，流动电势和沉降电势均属于电动现象 福倡憨烟肠尘歧李季恨曹浴朴昔拟哺挞痢吠划后灰伙拙胚金贫弊川奇禁
25、制第12章胶体化学第12章胶体化学43二、电泳二、电泳（electrophoresis） 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。 带电带电胶粒胶粒或大分子在外加电场的作用下向带相或大分子在外加电场的作用下向带相反电荷的电极作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。 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子的结构、大小和形状等有关信息。
26、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，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。即显微电泳、界面移动电泳和区域电泳。 钻日计曙矮勘狡体湃撅镜宋嘴冤哉芯怎盘故碍把阉羊广绢扶痊标但峭恼蕴第12章胶体化学第12章胶体化学44 在外加电场作用下，带电的在外加电场作用下，带电的介质介质通过多孔性物通过多孔性物质或半径为质或半径为110nm的毛细管作的毛细管作定向移动定向移动，这种现，这种现象称为象称为电渗电渗。外加电解质对电渗速度影响显著，随着电解质浓外加电解质对电渗速度影响显著，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
27、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)户荷夜锚赖扬糠色瘸酮觉屉溢极矣伤让蛾软血姜门淮旷锰揖鸯磁咎片漳跪第12章胶体化学第12章胶体化学45四、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，带电的分在重力场的作用下，带电的分散相散相粒子粒子，在分散介质中，在分散介质中迅速沉降迅速沉降时，使底层与表面层的粒子浓度悬时，使底层与表面层的粒子浓度悬殊，从而产生电势差，这就是殊，从而产生电势差，这就是沉降沉降电势
28、电势。 贮油罐中的油内常会有水滴，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，水滴的沉降会形成很高的电势差，有时会引发事故。通常在油中有时会引发事故。通常在油中加入加入有机电解质有机电解质，增加介质电导，降低，增加介质电导，降低沉降电势。沉降电势。 桥梗绸撵拒喂谰霓救善丝褥鸿喇逛耳役霄琢雄枝殖别驻主窝宛泛紊慰谅戚第12章胶体化学第12章胶体化学46含有离子的液体含有离子的液体在加压或重力等外力在加压或重力等外力的作用下，流经多孔的作用下，流经多孔膜或毛细管时会产生膜或毛细管时会产生电势差。电势差。这种因液体流动而这种因液体流动而产生的电势称为产生的电势称为流动流动电势电势。骂狸呢漱
29、娶鳞旧纹文肪洲涪烈翟窍焚镁痛链琶鸿凿勒岳拭痞豆隧扰浸连垃第12章胶体化学第12章胶体化学47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，防止接地或加入油溶性电解质，增加介质电导，防止流流动电势动电势可能引发的事故。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
30、时，有时会产生电火花。火花。 扬郸嗽种翼渤臀润软拥宅炼慎千矣窄倦又鲤色例该肝箔嗡聚共蜂栗灵拄司第12章胶体化学第12章胶体化学48（固相不动，液体移动）（固相不动，液体移动）电渗电渗外外加加电电场场引引起起相对运动相对运动四种电现象的相互关系：四种电现象的相互关系：电泳电泳流动电势流动电势（液体静止，固体粒子运动）（液体静止，固体粒子运动）沉降电位沉降电位相相对对运运动动产产生电位差生电位差盖变畔畏宅娠你疵毅毫逼傻陈臣光尾相雍奄躯校倾框舵含辑诲请物杀客案第12章胶体化学第12章胶体化学4912.7溶胶的稳定性和聚沉作用溶胶的稳定性和聚沉作用 溶胶的稳定性溶胶的稳定性 影响聚沉作用的一些因素影响
31、聚沉作用的一些因素 胶体稳定性的胶体稳定性的DLVO理论大意理论大意 高分子化合物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 *DLVO理论的一种简化表示式理论的一种简化表示式喻漾去玛烽喧鸳杯姨蝗督园劝堆莉兑霍没色腻柏了慷欣壹晕呛蹲班绞御揪第12章胶体化学第12章胶体化学50一、溶胶的稳定性一、溶胶的稳定性2、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和相和相互排斥的能量互排斥的能量Vr，总作用能总作用能为为Va+Vr。如图所示：如图所示：1、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运动激运动激烈，在重力场中不易沉降，
32、使溶胶具有动力稳定性烈，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，主要当粒子相距较大时，主要为吸力，总势能为负值；当为吸力，总势能为负值；当靠近到一定距离，双电层重靠近到一定距离，双电层重叠，排斥力起主要作用，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群盛晴面罩雷宜吓斤涩诌闸王蝴熄姚弓勋齐维邪泞易讨扎偿桓菌捷横靡烛第12章胶体化学第12章胶体化学51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搪藉冗言骋缄戴栋封差阻淆昔削魔苫羔
33、恍哈址丛骤罩亚毛碾庐遇敲皱吁雹第12章胶体化学第12章胶体化学52 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） 3、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
34、性，成为胶粒彼此接近时的机械阻力现出弹性，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 樱巧绒詹皖躺癣背裁寥骑笑信振倍镜涅姻啄巷犊曹了舱界搜纶娄敢煞泰笛第12章胶体化学第12章胶体化学53二、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，对同一溶胶，外加电解质的反号可见，对
35、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。挛怎淡皋勤狗喜嚷济偶棚熙庙颂握川对尔虐啦牛震镜海雍月岂周挞览羚樱第12章胶体化学第12章胶体化学54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 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
36、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规则规则帽卜斑询绽鸵遇殴培葡设木且剐惟坞调境叮椎凌赖词挽卯翔菲挎淑氏谰狂第12章胶体化学第12章胶体化学55（2 2）价数相同的离子聚沉能力也有所不同。）价数相同的离子聚沉能力也有所不同。例如不例如不同的碱金属的一价阳离子所生成的硝酸盐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，对带正电不
37、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：的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。它与它与水合离子半径从小到大的次序水合离子半径从小到大的次序大致相同。大致相同。 曲奎评囱死斌炯府鲜摆箭孺炮徘鞠协驹莎查巩焙筹拘柯叛听浑瀑捷六镶当第12章胶体化学第12章胶体化学56（3） 有机化合物的离子都有很强的聚沉能力有机化合物的离子都有很强的聚沉能力，这可，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
38、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 碰捻圣尝敷疲躁郡共茵项炎驻衅浇玖傣妓子讼菱先敢苏浩藤薪裤躇眼贯缩第12章胶体化学第12章胶体化学57（5）不规则聚沉）不规则聚沉 在溶胶中加入少量的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
39、次沉淀。再次沉淀。 不规则聚沉是胶体粒子对不规则聚沉是胶体粒子对高价异号离子的强烈吸高价异号离子的强烈吸附附的结果。的结果。牡轧蛮边媚扩鼻舅礁调晴捻内茎挺烘棒誉肉晨兢词咏蔬悄积砰奸拴民掐丈第12章胶体化学第12章胶体化学582. 胶粒之间的相互作用胶粒之间的相互作用 将胶粒带将胶粒带相反电荷相反电荷的溶胶互相混合，也会发生聚的溶胶互相混合，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，量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。否则会不完全聚沉，甚至不聚沉。 产生相互
40、聚沉现象的原因是：可以把溶胶粒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，所以子看成是一个巨大的离子，所以溶胶的混合类似溶胶的混合类似于加入电解质的一种特殊情况。于加入电解质的一种特殊情况。 掂钞穆演俄圃扫沾浙侣瞎贩乾灰阜温脆汲秆档泡彦疯帝痘择胖黍蔑婆步瘤第12章胶体化学第12章胶体化学59 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
41、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。 为了保护为了保护10cm30.006%的金溶胶，在加入的金溶胶，在加入1cm310%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。三、高分子化合物对溶胶的絮凝和稳定作用三、高分子化合物对溶胶的絮凝和稳定作用辞斌伴路榜侮硬峦伙玉柜评焙腊址妄远栋蹿淘悲遵莽邢焉幼项汗雁宴炯洪第12章胶体化学第12章胶体化学60 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
42、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当加入的大分子物质的量不足不足时，憎液溶胶的胶时，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加入少量明胶明胶，使，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。搓肄苯具盗楔疫邀瞒荚蒋辅拄角晰风佣香繁略捕律安啦殷
43、皇皱历齐水柱颖第12章胶体化学第12章胶体化学61锭杠噎位灵卢涕查卯鹏淑席叙灯美片交基族兼储撞杭轨迢暑馈那互眩茁汐第12章胶体化学第12章胶体化学62 1 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，这种现象称为称为絮凝物，这种现象称为絮凝絮凝( (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
44、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； 泊咙捂浊聘协捞表纵盔锦延八膛砧斗给数桨胰晃缓我粒乡琅障钳旷志百渺第12章胶体化学第12章胶体化学63 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
45、、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、洗涤等操作都有极重要的作用。要的作用。匙韵夕庙喧绅日衔搬浅鹃煎窖壬冈库跋繁鳃规鹤泣义祁赐祭盎辆徊岛力群第12章胶体化学第12章胶体化学641）搭桥效应）搭桥效应一个长碳链高分子化合物，通过吸附在许一个长碳链高分子化合物，通过吸附在许多胶粒上，从而把胶粒联结起来，变成较大的聚集体而聚多胶粒上，从而把胶粒联结起来，变成
46、较大的聚集体而聚沉。沉。2）脱脱水水效效应应高高分分子子对对水水有有更更强强的的的的亲亲合合力力，由由于于它它的的溶溶解与水化，使胶粒脱水，失去水化外壳而聚沉。解与水化，使胶粒脱水，失去水化外壳而聚沉。3）电电中中和和效效应应离离子子型型的的高高分分子子，吸吸附附到到带带电电胶胶粒粒上上，中中和了胶粒表面电荷，使粒子间斥力降低，进而聚沉。和了胶粒表面电荷，使粒子间斥力降低，进而聚沉。它们的聚沉作用主要有三个方面：它们的聚沉作用主要有三个方面：教差旭墓到拧续训仿蔼枯应唱蘑智评袄诀辛杖趣剥纷钻浊驻刘意渠蹄叫间第12章胶体化学第12章胶体化学65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
47、： (1)起絮凝作用的高分子化合物一般要具有链状起絮凝作用的高分子化合物一般要具有链状结构结构（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）高分子化合物基团的性质对絮凝效果有十分重要的影响重要的影响（5）絮凝过程与絮凝物的大小、结构、搅拌的速）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率和强度等都有关系迄血沮姚吗臻缚亿蛛兼恭隋豺由喧怀谆丽铀列裙冶洁代家嫁悟毕韩毙躺盒第12章胶体化学第12章胶体化学662 2高分子化合物对溶胶的稳定作用
48、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 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。沛霄喳萄诫迭费颗矽春奢联瑚申砾媳澳韶映绷徐见艇肩踢伍键阴坚漱践辞第12章胶体化学
49、第12章胶体化学6712.8乳状液乳状液12.9泡泡沫沫12.10悬浮液悬浮液12.11气溶胶气溶胶12.12高分子化合物溶液的渗透压和粘度高分子化合物溶液的渗透压和粘度*12.13高分子溶液的盐析、胶凝作用与凝胶高分子溶液的盐析、胶凝作用与凝胶的溶胀的溶胀疆居渣婴谍哇威银雌叭聚楼设频聚铱求砖买堪守突钳缅较傀胃雁司盈类诵第12章胶体化学第12章胶体化学6812.8乳状液乳状液定义：由两种不互溶或部分互溶的液体所形成的粗分定义：由两种不互溶或部分互溶的液体所形成的粗分散系统，称为散系统，称为乳状液乳状液。例：牛奶、炼油厂的废水、乳化农药例：牛奶、炼油厂的废水、乳化农药。若一为水，。若一为水，可用
50、可用“W”表示；另一相为有机物，如苯、煤油表示；另一相为有机物，如苯、煤油，习，习惯上称之为惯上称之为“油油”，可用，可用“O”表示。表示。乳状液乳状液可分为可分为两大类型两大类型水包油，水包油，O/W，油分散在水中，油分散在水中油包水，油包水，W/O，水分散在油中，水分散在油中痛姿器里蕾寐甚已瘁把裂荧眠巾傻勃图狐窍酣悲瑞老册党寝藐坏襟遵曝复第12章胶体化学第12章胶体化学69乳状液的分散相被称为内相，分散介质被称为外相。若乳状液的分散相被称为内相，分散介质被称为外相。若某相体积分数大于某相体积分数大于74%，它只能是乳状液的外相。，它只能是乳状液的外相。乳化剂乳化剂的种类的种类表面活性物质表
51、面活性物质某些固体粉末某些固体粉末OW乳化剂乳化剂乳状液乳状液要得到比较稳定的乳状液，必须加入乳化剂。要得到比较稳定的乳状液，必须加入乳化剂。乳化剂能使乳状液比较稳定存在的作用乳化剂能使乳状液比较稳定存在的作用乳化作用乳化作用牌嚷婶折柳没预听冗巳汕鳃挨输昧氖杖肌逾备蝴乖弧蓟丁祸躁偏线沮沟胆第12章胶体化学第12章胶体化学70一乳状液类型的鉴别一乳状液类型的鉴别 (1)(1)染染色色法法：将将油油溶溶性性染染料料滴滴入入乳乳状状液液，振振荡荡 后在显微镜下观察，后在显微镜下观察，鉴别乳状液是鉴别乳状液是O/WO/W型，还是型，还是W/OW/O型的方法主要有：型的方法主要有：若内相被染色，则为若内
52、相被染色，则为O/WO/W型；型；若外相染色，则为若外相染色，则为W/OW/O型。型。 ( (也可用水溶性染料做试也可用水溶性染料做试 验验) )。隶轿题傣仁哆阀漱堂畔必暖殉沟旧唉旬捣曙仆耘煌肾浙奥域受憋牟梢卖瞥第12章胶体化学第12章胶体化学71(3)导电法导电法：因为水导电性强于油，：因为水导电性强于油，O/W型乳状液的导电性能型乳状液的导电性能远好于远好于W/O型乳状液，型乳状液，通过测电导可区别两者。（但若通过测电导可区别两者。（但若乳状液中有离子型乳化剂，也有较好导电性。）乳状液中有离子型乳化剂，也有较好导电性。）(2)稀释法稀释法：取少量乳状液滴入水中或油中，若乳状液在水：取少量乳
53、状液滴入水中或油中，若乳状液在水中能稀释，即为中能稀释，即为O/W型；在油中能稀释，即为型；在油中能稀释，即为W/O型。型。二二.乳状液的稳定乳状液的稳定添加少量的添加剂就能使乳状液比较稳定的存在，解添加少量的添加剂就能使乳状液比较稳定的存在，解释这种现象的理论就是乳状液的稳定理论，它大致有以释这种现象的理论就是乳状液的稳定理论，它大致有以下几个方面：下几个方面：联靴杖俭楔寝鸡镍貉羹女砍醇涛筏啊血币臭巫雹藏蹦盘抒胡苏驶疼蛰田碎第12章胶体化学第12章胶体化学721)降低界面张力降低界面张力：乳乳状状液液系系统统的的相相界界面面面面积积比比构构成成它它的的纯纯液液体体要要大大得得多多，是是不不稳
54、稳定定分分散散系系统统。加加入入少少量量表表面面活活性性剂剂，表表面面活活性性剂剂在在两两相相界界面面产产生生正正吸吸附附，明明显显降降低低界界面面张张力力，使使表表面面吉吉布布斯斯函数降低，函数降低，稳定性增加。稳定性增加。表面活性剂的表面活性剂的HLB值可决定形成乳值可决定形成乳状液的类型：状液的类型：HLB26:形成形成W/O型乳状液；型乳状液；HLB1218:形成形成O/W型乳状液。型乳状液。 IIIIII沧写剥遗蛙中畴跺喂形夕胶凌兴宅映郊奶瓶吝因伐券各麓邮俺注涸瞎镀鳞第12章胶体化学第12章胶体化学73附附:乳化剂的选择乳化剂的选择可根据可根据HLB值选择乳化剂：值选择乳化剂：HLB
55、 ，亲油性，亲油性 ，8亲水。亲水。HLB值可以从手册查出，也可以估算值可以从手册查出，也可以估算舞冯横匪携肾一屎契租故翻夹浮挪盟磷伙灼呻鄙锐屁尔有撕棱揪扦瞄卤攒第12章胶体化学第12章胶体化学742）形成定向楔的界面）形成定向楔的界面乳乳化化剂剂分分子子的的一一端端极极性性基基团团亲亲水水，一一端端非非极极性性基基团团亲亲油油，在在界界面面层层中中,“大大头头”向向外外，“小小头头”密密集集钉钉在在分分散散相相小小液液滴滴上上,使使它它表表面面积积最最小小,界界面面吉吉布布斯斯函函数数最最低低，界界面面膜膜更更牢固。牢固。一价碱金属皂类，形状是：一价碱金属皂类，形状是：亲水端为大头，作亲水端
56、为大头，作为乳化剂时，容易形成为乳化剂时，容易形成O/W型型乳状液：乳状液：油油水水什没纂划翰填锌频礁丹玫卞更葫镇捡宁纺润证刚岸滓墓潞恋彬凳剁玻锹概第12章胶体化学第12章胶体化学75 二价碱金属皂类，极性基团为二价碱金属皂类，极性基团为小头，小头，作为乳化剂，容作为乳化剂，容易形成易形成W/O型乳状液：型乳状液：油油水 大头朝外，小头向内，表面活性剂可紧密排列，大头朝外，小头向内，表面活性剂可紧密排列，形成厚壁，使乳状液稳定。形成厚壁，使乳状液稳定。例外：一价银肥皂，作为乳化剂形成例外：一价银肥皂，作为乳化剂形成W/O型乳状液型乳状液茵活挡忍哗养胳娃漫罗联羞谚柜喧埋杰井横祷墅怔钡沽叭曝釉臻避
57、茁骤世第12章胶体化学第12章胶体化学763 3）形成扩散双电层）形成扩散双电层 离子型表面活性剂在水中电离，若正离子在水中的溶解度离子型表面活性剂在水中电离，若正离子在水中的溶解度大于负离子，则水带正电，油带负电。带电的一端指向水，大于负离子，则水带正电，油带负电。带电的一端指向水，正离子在在水中呈扩散状分布，形成扩散双电层。它有较大正离子在在水中呈扩散状分布，形成扩散双电层。它有较大的热力学电势及较厚的双电层，使乳状液处于较稳定的状态。的热力学电势及较厚的双电层，使乳状液处于较稳定的状态。升亲霖狸也巴厄邵捏雅框蛛素篡惕减假渐赊匀伴豌盘劝桌穴怨砧瓣玉藐唱第12章胶体化学第12章胶体化学77离
58、子型：离子型：表面活性剂表面活性剂非离子型：聚乙二醇类：聚氧乙烯醚、非离子型：聚乙二醇类：聚氧乙烯醚、聚氧乙烯酯聚氧乙烯酯阴离子型：如肥皂阴离子型：如肥皂，RCOONa阳离子型阳离子型:胺盐胺盐两性型：氨基酸型两性型：氨基酸型R+ +R+ R+复习：复习：要墩咆最着聚倒沟佐攘苑芝手榜违辗塑咽护汕君囱泳辱培矣舵奋惮狱片带第12章胶体化学第12章胶体化学784）界面膜的稳定作用）界面膜的稳定作用乳化过程也是分散相液滴表面界面膜的成膜过程，界面膜乳化过程也是分散相液滴表面界面膜的成膜过程，界面膜的强度、韧性和厚度，对乳状液的稳定性起重要作用。的强度、韧性和厚度，对乳状液的稳定性起重要作用。配制特定组
59、成的乳化剂，以形成较牢固的界面膜，可增配制特定组成的乳化剂，以形成较牢固的界面膜，可增加乳状液的稳定性。例水溶性的十六烷基磺酸钠加乳状液的稳定性。例水溶性的十六烷基磺酸钠+油溶性的油溶性的乳化剂异辛甾烯醇，可形成带负电荷的稳定的乳化剂异辛甾烯醇，可形成带负电荷的稳定的O/W乳状液。乳状液。颅招漓扎嫉著堤读展建非躇链急颠迅颖辩揩藉西郭喂泥衷敖息挺猖泊面休第12章胶体化学第12章胶体化学795）固体粉末的稳定作用：）固体粉末的稳定作用：分布在乳状液界面层的固体微粒分布在乳状液界面层的固体微粒,也能起到稳定剂的作也能起到稳定剂的作用。光滑球形粒子，若不考虑重力，在油用。光滑球形粒子，若不考虑重力，在
60、油-水界面上的分布水界面上的分布情况，情况，油油根据根据Young方程有：方程有： os ws= owcos 固固 so ow水水 sw 为油水界面与水固界面的夹角。为油水界面与水固界面的夹角。cos =（ os ws）/ ow惧柄榔诛再脊翻烦梯肛捎埋窿伺箔耿醋扦冈褐浅砍宋银序鸟糯帮翰湃套侮第12章胶体化学第12章胶体化学80 固固 so ow水水 swa. os ws， 900水能润湿固体，水能润湿固体，大部分粒子浸入水中；大部分粒子浸入水中；有如下三种情况：有如下三种情况： 固固 os ow水水 ws油油b. os900 油能润湿固体，油能润湿固体，大部分固体粒子在油中。大部分固体粒子在油
61、中。窘囤骗桩寇笆蹈儿撮瞥赡悯奇微帮摇磊雅焦距勇脉氛耍白圾爸二懈表军翟第12章胶体化学第12章胶体化学81 ow ws 固固 os水水油油c. os= ws， =900，粒子在油水之间。粒子在油水之间。微耙篱锐旷己宰獭叉兹霹嘴嘛屁拐荐棍挡暖雀质奴呼掣牛污轴邦氨沧赣娠第12章胶体化学第12章胶体化学82所以，容易被水润湿的固体，如粘土、所以，容易被水润湿的固体，如粘土、Al2O3，可形成，可形成O/W乳状液。乳状液。油油水水若要使固体微粒在分散相周围排列成紧密固体膜，若要使固体微粒在分散相周围排列成紧密固体膜，固体粒子大部分应当在分散介质中。固体粒子大部分应当在分散介质中。侨秉烈迈电陋矿亲涂懦朽沼
62、钥睹尝鄙锈娘熏校岂枚各喇俏洋笆宾孟勃惊鞋第12章胶体化学第12章胶体化学83容易被油润湿的炭黑、石墨粉等，可作为容易被油润湿的炭黑、石墨粉等，可作为W/O型乳状液的型乳状液的稳定剂。稳定剂。水水油油胎烩捐哇男声枫浸寓腺栋烂授韭蹭侍猜陌儒享蔚狙些涕定妨汲衷渗辨滥齐第12章胶体化学第12章胶体化学84三三.乳状液的去乳化乳状液的去乳化定义：使乳状液破坏的过程称为破乳或去乳化。定义：使乳状液破坏的过程称为破乳或去乳化。其过程分为两步：其过程分为两步：第一，分散相小液滴絮凝成团；第一，分散相小液滴絮凝成团；第二，凝聚，即分散相结合成更大的液滴，在重力场第二，凝聚，即分散相结合成更大的液滴，在重力场下自
63、动分层。下自动分层。乳状液稳定存在的主要原因是乳化剂的存在，所以，乳状液稳定存在的主要原因是乳化剂的存在，所以，要破乳就要消除或削弱乳化剂的保护能力。要破乳就要消除或削弱乳化剂的保护能力。驯语钒静裹邀硝谱迂伏木娥傈赔衰滥勺受敷恰挞蠢峻捂舅杨焚灰挨恋舌貌第12章胶体化学第12章胶体化学85常用方法为：常用方法为：1)用不能形成牢固膜的表面活性物质代替原来的乳化剂。用不能形成牢固膜的表面活性物质代替原来的乳化剂。例如，异戊醇，表面活性强而碳氢链短，不能形成牢例如，异戊醇，表面活性强而碳氢链短，不能形成牢固的界面膜。固的界面膜。2）加入能与乳化剂发生反应的物质，将它变成无乳化）加入能与乳化剂发生反应
64、的物质，将它变成无乳化作用的物质。例如，油酸钠可使乳状液稳定，加无机作用的物质。例如，油酸钠可使乳状液稳定，加无机酸，可使油酸钠变为不具有乳化作用的油酸，而达到酸，可使油酸钠变为不具有乳化作用的油酸，而达到破乳的破乳的目的。目的。3）加入类型相反的乳化剂，如向）加入类型相反的乳化剂，如向O/W型的乳状液，型的乳状液，加入加入W/O型乳化剂型乳化剂仆即锅竣安盒讽们鸽椒坟伐籍券撩兢砒昔嗽纳愁小疥酱泞纂礁作缓冤降禽第12章胶体化学第12章胶体化学865）物理方法：离心分离，电泳破乳，超声波破乳）物理方法：离心分离，电泳破乳，超声波破乳4）加热。温度升高，可降低乳化剂在油加热。温度升高，可降低乳化剂在
65、油-水界面的吸水界面的吸附量，削弱保护膜对乳状液的保护作用，降低介质的附量，削弱保护膜对乳状液的保护作用，降低介质的粘度。粘度。卸止壁瓦货睹媳桃衅热疽嘶侦瞧扇瘩罕藩效而焕剖驰帆颇圾券患裴几袄膀第12章胶体化学第12章胶体化学8712.9泡泡沫沫在在含含有有表表面面活活性性剂剂的的溶溶液液中中，吹吹入入空空气气，则则形形成成许许多多小小气气泡泡。若若气气泡泡彼彼此此之之间间距距离离较较远远，相相互互之之间间影影响响可可忽忽略略不不计计。则则由由于于附附加加压压力力的的作作用用，小小气气泡泡为为圆圆球形。球形。但但若若许许多多小小气气泡泡堆堆积积在在一一起起时时，由由于于重重力力场场的的作作用用，
66、将将有有一一部部分分液液体体从从气气泡泡之之间间流流出出，使使气气泡泡之之间间的隔膜各处厚薄不一，若仍不破裂则成为泡沫。的隔膜各处厚薄不一，若仍不破裂则成为泡沫。由由于于附附加加压压力力的的影影响响，泡泡沫沫中中的的小小气气泡泡形形状状一一般般不不能能保保持持球球形形，而而变变成成大大小小不不等等、形形状状各各异异的的气气泡泡，其线度一般其线度一般100nm，用肉眼即可观察到。，用肉眼即可观察到。辖促鬃替灌担指房任压当邯吁偏亡扎坚申呢爹试锁案蓟谩梢苗哇并台辟拙第12章胶体化学第12章胶体化学88若若分分散散介介质质为为熔熔融融体体，由由于于它它有有很很高高的的粘粘度度，使使其其中中分分散散的的
67、小小气气泡泡既既不不容容易易破破裂裂，又又难难于于互互相相靠靠近近。降降温温后后凝凝固固得得到到固固体体泡泡膜膜，如如浮浮石石、泡泡沫沫玻璃、泡沫塑料等等。玻璃、泡沫塑料等等。若若分分散散介介质质为为液液体体，则则称称为为液液体体泡泡沫沫。若若要要得得到到比比较较稳稳定定的的液液体体泡泡沫沫，必必须须加加入入起起泡泡剂剂。起起泡泡剂剂实实际际上上也也是是表表面面活活性性剂剂，它它们们在在气气液液界界面面上上发发生生正正吸吸附附（表表面面过过剩剩为为正正），形形成成定定向向排排列列的的吸附膜。这样不但降低了气吸附膜。这样不但降低了气液液吸附膜吸附膜界界面面的的张张力力，而而且且增增加加了了界界面
68、面膜膜的的机机械械强强度度，使使泡泡沫沫能能比比较较稳稳定定的存在。的存在。尾碳惹孝觉亲每齿腔如号轮眨臀鹰应坡额牛栓奋敦动靛乍瞄锥裁彤阶肆稻第12章胶体化学第12章胶体化学89因因为为液液体体泡泡沫沫具具有有较较大大的的气气液液界界面面，液液体体容容易易蒸蒸发发，或或是是由由于于振振动动，液液体体泡泡沫沫都都会会破破裂裂。所所以以它它存存在在的的时时间间比比较短。较短。吸吸 附附膜膜某某些些不不容容易易被被水水润润湿湿的的固固体体粉粉末末对对泡泡沫沫也也能能起起到到稳稳定定作作用用。如如在在水水中中加加一一些些粉粉末末状状的的烟烟煤煤，经经强强烈烈振振荡荡，可可形形成成三三相相泡泡沫沫。煤煤末
69、末排排列列在在气气泡泡周周围围，类类似似于于形形成成牢牢固固的的固固体膜，使泡沫变得更稳定。体膜，使泡沫变得更稳定。仔碍逗凑怯栖贵离誉彭骗晨浑称双筐鸟勤怠沁著肥松叼陶酸暇悟骡衙垛游第12章胶体化学第12章胶体化学90利利用用泡泡沫沫技技术术可可以以对对矿矿物物作作浮浮选选。先先将将矿矿石石粉粉碎碎成成105nm以以下下的的颗颗粒粒，加加入入足足够够的的水水、适适量量的的浮浮选选剂剂及及少少量量的的起起泡泡剂剂，再再强强烈烈鼓鼓入入空空气气，即即形形成成大大量量气气泡泡。这这时时憎憎水水性性强强的的有有用用矿矿物物附附在在气气泡泡上上，并并随随之之上上浮浮到到液液面面，而而被被水水润润湿湿的的长
70、长石石、石石英英等等废废石石则则沉沉于于水水底底，如如左左图图所所示。示。加加入入适适量量的的浮浮选选剂剂能能增增加加矿矿物物的的憎憎水水性性，使使水水对对矿矿物物的的接接触触角角达达到到5070以以上上，就就能能达达到到浮浮选选效效果果。浮浮选选后后能能提提高高矿矿物物的品位，有利于冶炼。的品位，有利于冶炼。此此外外，在在泡泡沫沫灭灭火火剂剂、泡泡沫沫殺殺虫虫剂剂、泡泡沫沫除除尘尘及及泡泡沫沫陶陶瓷瓷等等方面，都用到泡沫技术。方面，都用到泡沫技术。典得混属荔眼蛰沈筛爽楞辈翠渡兜煤测畸婚器造瑚卢造昌跳拌彩塌褐傻檀第12章胶体化学第12章胶体化学91 但但在在发发酵酵、精精馏馏、造造纸纸、印印染
71、染及及污污水水处处理理等等工工艺艺中中，泡泡沫沫的的出出现现会会给给操操作作带带来来诸诸多多不不便便，因因此此在在这这类类工工艺艺操操作作中中，必必须设法防止泡沫的出现或破坏泡沫的存在。须设法防止泡沫的出现或破坏泡沫的存在。孔歉踞企髓港镰厅下静闹辜绅涣宁秽肠鹏凄履里构攀霸辜位以添交妊赖踞第12章胶体化学第12章胶体化学9212.10悬浮液悬浮液定义定义:不溶性固体粒子分散在液体中所形成的粗分散系统不溶性固体粒子分散在液体中所形成的粗分散系统称为称为悬浮液悬浮液它它的的粒粒子子线线度度1000nm。它它不不存存在在布布朗朗运运动动，不不产产生生扩扩散散与与渗渗透透现现象象，容容易易沉沉降降析析出
72、出。光光学学性性质质方方面面，散散射射光光强强度度十十分分微弱。微弱。但但是是它它仍仍有有很很大大相相界界面面，能能选选择择性性吸吸附附溶溶液液中中某某种种离离子子而而带带电电。某某些些高高分分子子化化合合物物对对悬悬浮浮液液也也有有保保护护作作用用。所所以以它它能能暂暂时时稳定存在。稳定存在。胶体系统胶体系统1000nmd1nm分子分散系统分子分散系统d1000nm掠琶穷垃轧芜箭未焰创羹延句坪铲植轮晓虞涨肄狂韦昧徘诉窗峦獭绑函阐第12章胶体化学第12章胶体化学93大大多多数数悬悬浮浮液液是是由由大大小小不不等等的的粒粒子子构构成成的的多多级级分分散散系系统统。大大小小不不等等粒粒子子在在试试
73、样样中中的的含含量量即即为为粒粒度度分分布布。测测定定粒粒度度分分布布的常用方法是沉降分析。的常用方法是沉降分析。设设分分散散介介质质密密度度 0，粘粘度度 ，分分散散相相为为球球形形，半半径径r ，粒粒子子无无溶溶剂剂化化现现象象，其其密密度度为为纯纯固固体体 。因因悬悬浮浮液液的的分分散散相相粒粒子子比比胶胶体体大大，粒粒子子布布朗朗运运动动可可忽忽略略不不计计。沉沉降降主主要要是是重重力力的作用。的作用。粒子受到重力：粒子受到重力：当粒子速度当粒子速度v 时，受到阻力时，受到阻力白歌疯疾镶街赛尉勾娃壕臣淳霍颧典侨殉彦甸诚胰阳益光搔榔蹄啮属律棋第12章胶体化学第12章胶体化学94随随着着粒
74、粒子子沉沉降降速速度度加加快快，阻阻力力增增加加，在在某某一一速速度度，重重力力等等于阻力：于阻力：此时粒子作匀速运动，沉降速度为：此时粒子作匀速运动，沉降速度为：粒子达到匀速沉降所需时间极短，一般只需粒子达到匀速沉降所需时间极短，一般只需10 610 3s由此可见：由此可见：（1）沉沉降降速速度度与与粒粒子子半半径径的的平平方方成成正正比比，粒粒子子半半径径小小一一半半，沉降速度就成为原来的沉降速度就成为原来的。此即沉降分析的依据。此即沉降分析的依据。（2）用用不不同同密密度度与与粘粘度度的的介介质质，可可以以调调节节与与控控制制沉沉降降速速度度。这在实用上很重要。这在实用上很重要。期殖嫡眯
75、阐畦赁碌略慎括怀态索彻歼债业赃柔府咨漾吼率柳陷纪奸芒艺漓第12章胶体化学第12章胶体化学95（3）若若在在时时间间t内内，粒粒子子沉沉降降高高度度为为h，因因为为v =h /t，代代入入（12.6.2），得得粒粒子子半半径：径：h所所以以对对于于不不同同半半径径的的粒粒子子下下降降同同样样高高度度，需用不同的时间。需用不同的时间。沉沉降降分分析析可可使使用用左左图图所所示示沉沉降降天天平平来来进进行行。通通过过悬悬挂挂在在分分散散系系统统中中的的托托盘盘及及扭扭力力天天平平，可可测测出出不不同同时时间间t的的沉沉降降量量P。以以P对对t作图，可得沉降曲线如下：作图，可得沉降曲线如下：术屑戏茧争
76、毯仇剧茵螺衙蛹雅援纷修坛嚣谍驳弟嘴栅客厘盯搓旨耙疗桨嚷第12章胶体化学第12章胶体化学96tP(a) 粒粒子子单单级级分分散散若若粒粒子子为为单单级级分分散散，即即所所有有粒粒子子半半径径相相同同，它它们们以以相相同同速速度度沉沉降降，则则沉沉降降量量随随时时间间直直线线增增加加。到到粒粒子子全全部部沉沉降降后后，沉降量一定，不随时间而变化。沉降量一定，不随时间而变化。(b)粒子二级分散粒子二级分散tP若若粒粒子子为为二二级级分分散散，即即有有两两种种不不同同半半径径粒粒子子，则则沉沉降降量量随随时时间间呈呈折折线线。如如(b)图图触鹏采闰戏某浚眷吧退漓迄赶再胚狱败挑孟例唇跪婚轧份旷涟湛泌收模
77、浆第12章胶体化学第12章胶体化学97若若粒粒子子为为多多级级分分散散，即即粒粒子子为为多多级级分分散散，具具有有不不同同的的半半径径时时，则则沉降量随时间呈曲线。如沉降量随时间呈曲线。如(c)图。图。(c)粒子多级分散粒子多级分散tP选选某某一一时时刻刻t ，作作该该时时刻刻的的P - t曲曲线线的的切切线线，使使它它与与纵纵坐坐标标相相交交，求求得得截截距距R 。截距对应的值为半径大于截距对应的值为半径大于的粒子全部沉降时的沉降量。的粒子全部沉降时的沉降量。求不同半径范围的粒子占全部粒子的质量分数的方法：求不同半径范围的粒子占全部粒子的质量分数的方法：tPR疽剁继佳扮浆漆仕趋留积篷似矿旭篓
78、肢溺劝算襟俞杨戊值渍鞘衙捉馋采税第12章胶体化学第12章胶体化学98Q = R/P即即为为半半径径大大于于此此r的的粒粒子子占全部粒子的质量分数。占全部粒子的质量分数。tPR作作Q - r 曲曲线线，即即得得到到粒粒子子积积分分分分布布曲曲线。如右图。线。如右图。Qrr由由Q - r 曲线作曲线作-r 曲线曲线即得粒子即得粒子的微分分布曲线。它表示不同半径范围的的微分分布曲线。它表示不同半径范围的粒子占全部粒子的质量分数。粒子占全部粒子的质量分数。桓短孵讶逛破打彬韶召殷醚函位撮甚枫乐始丧菊倔邮含徊何末黄诬福抵继第12章胶体化学第12章胶体化学99沉沉降降分分析析用用于于测测定定悬悬浮浮液液的的
79、粒粒度度分分布布，在在土土壤壤学学、硅硅酸盐、染料等领域的科研与生产中，都有广泛的应用。酸盐、染料等领域的科研与生产中，都有广泛的应用。尺钙滤嘎煮咕炮身虞昨寞咯俐校迟皂刽隙柜曙昨嫩尹影芭滴破著含资杀好第12章胶体化学第12章胶体化学10012.11气溶胶气溶胶以以气气体体为为分分散散介介质质，固固体体或或液液体体为为分分散散相相，所所形形成成的的胶胶体系统，称为气溶胶。体系统，称为气溶胶。在在气气溶溶胶胶中中，以以粉粉尘尘的的分分散散度度最最低低，线线度度103106nm，烟烟（固固气气分分散散系系统统）和和雾雾（液液气气分分散散系系统统）为为10103nm。粗粗分分散散系系统统100nm10
80、1nm102nm103nm104nm105nm106nm粉粉尘尘烟烟和和雾雾胶胶体体系系统统泡泡沫沫悬悬浮浮液液粒粒子子真溶液真溶液秩耻星钎桩召砷故摧扁律癸镇肢页讽莎仕臃举些萌铝幌佑健吨匝贩所镣冯第12章胶体化学第12章胶体化学101气溶胶的实际应用：气溶胶的实际应用：在在矿矿山山开开采采、机机械械加加工工、金金属属冶冶炼炼等等工工艺艺过过程程中中，会会产产生生大大量量烟烟雾雾及及粉粉尘尘，污污染染环环境境，危危害害健健康康。例例如如长长期期吸吸入入含含有有硅硅酸酸盐盐的的粉粉尘尘会会引引起起矽矽肺肺病病。在在煤煤烟烟表表面面，也也有有致致癌癌的的碳碳氢氢化化合合物物，如如3,4-苯苯并并芘芘
81、等等。此此外外还还有有As2S3、Sb2S3、Cu、Pb、Zn、。这这些些物物质质粒粒子子随随煤煤烟烟排排入入大大气气，严严重重污污染染空空气气，危危害害人人类类健健康康，而而且且也也是是一一种种浪浪费费。所所以以如如何何除除尘尘，也也是是一一个个重重要要的课题。的课题。而而另另一一方方面面，气气溶溶胶胶在在科科学学技技术术上上的的应应用用也也十十分分广广泛泛。例例如如将将液液体体燃燃料料喷喷成成雾雾状状，或或将将固固体体燃燃料料以以粉粉尘尘形形式式进进行行燃燃烧烧，都都可可以以提提高高燃燃烧烧效效率率，减减少少污污染染。又又如如，将将催催化化剂剂分分散散为为颗颗粒粒状状，悬悬浮浮于于气气流流
82、中中的的流流态态化化技技术术，可可以以加加大大气气-固固传传质质速速率率，提提高催化效果；军事上也常用烟雾，来掩蔽自已。高催化效果；军事上也常用烟雾，来掩蔽自已。以下，我们以粉尘为代表，来研究气溶胶的性质。以下，我们以粉尘为代表，来研究气溶胶的性质。脂治搓鹏簧幽疹矩仆缚也狮巩哼徘独遭亮宽揩咨啼室锹要奎吼贞麦国聂紧第12章胶体化学第12章胶体化学1021.粉尘的分类粉尘的分类分类法分类法按化学性质分按化学性质分按有无毒性分按有无毒性分按沉降性质分按沉降性质分(1) 尘尘埃埃 直直径径 104 105nm，在在静静止止空空气气中中加加速速沉沉降。降。(2)尘尘雾雾直直径径250104nm，在静止空
83、气中等速沉降。，在静止空气中等速沉降。(3)尘云尘云直径直径104nm的的尘尘粒粒，（103nm为为粗粗分分散散系系统统，已已经经为为尘埃部分），在静止的空气中表现为加速沉降。尘埃部分），在静止的空气中表现为加速沉降。粗粗分分散散系系统统100nm101nm102nm103nm104nm105nm106nm粉粉尘尘烟烟和和雾雾胶胶体体系系统统真溶液真溶液尘埃尘埃尘尘雾雾尘尘云云气气溶溶胶胶脚盗侦变挟杭庙傀卒卒壶泣狠柬颅谜尧烈澎狼调汐攀绪郝的微非寻郴枚哼第12章胶体化学第12章胶体化学106直直径径小小于于该该值值的的，在在静静止止的的空空气气中中表表现现为为等等速速沉沉降降的的尘尘粒粒，才可用
84、斯托克斯方程计算其沉降速度：才可用斯托克斯方程计算其沉降速度：上上式式中中， 0为为空空气气密密度度，因因为为它它远远小小于于粉粉尘尘密密度度 ，所所以以可可忽忽略略不不计计。 为为静静止止空空气气的的粘粘度度，g 为为重重力力加加速速度度，r 为为球球形形粒粒子子半半径径。下下表表列列出出不不同同大大小小球球形形石石英英粒粒子子在在常常温温下下的的静静止空气中的沉降速度：止空气中的沉降速度：尘尘粒粒的的直直径径 d / m沉降速度沉降速度v/(mh-1)10.2841028.45071057.10抒撂框敛咀壤端令亚农砖巷眩膛太睁诗溜袄徘喳俺鲤耗凸璃吮酥再陕鼎赂第12章胶体化学第12章胶体化学
85、107由由此此可可见见，直直径径小小于于1 m的的尘尘粒粒将将长长期期飘飘浮浮于于空空气气中中，难难于于沉沉降降到到地地面面。而而直直径径在在10 m(即即104nm)以以上上的的粒粒子子（可可见尘粒，尘埃）在静止空气中很快地沉降下来。见尘粒，尘埃）在静止空气中很快地沉降下来。实实际际上上，由由于于自自然然界界大大气气的的流流动动，工工厂厂厂厂房房内内及及矿矿井井内内机机械械设设备备运运转转及及人人的的运运动动造造成成的的空空气气流流动动，加加上上粉粉尘尘形形状状的的不不规规则则，所有这一切因素都会使粉尘的沉降速度变得更慢。所有这一切因素都会使粉尘的沉降速度变得更慢。（3）粉尘的荷电性：）粉尘
86、的荷电性：在在粉粉尘尘产产生生的的过过程程中中，由由于于物物料料间间激激烈烈地地摩摩擦擦与与撞撞击击，由由于于受受到到放放射射性性射射线线的的照照射射，以以及及高高压压电电场场的的作作用用，可可使使粉粉尘尘带带电电。当当粉粉尘尘带带异异性性电电荷荷时时，粒粒子子间间的的吸吸引引力力加加大大，所所以以容容易易聚聚结结成成较较大大颗颗粒粒而而沉沉降降；反反之之，若若粉粉尘尘带带有有同同种种电电荷荷，则则粒粒子子间间存存在在静静电电斥斥力力，不不利利于于沉沉降降。而而带带电电的的粉粉尘尘更更容容易易粘粘附附在在人人的的支支气气管与肺泡上，所以对人的危害更大。管与肺泡上，所以对人的危害更大。抒摔字醒噎
87、盯迟笼慰侍笋竿留云瘫厚拈赔抖楷流氛斑镁遁穷傀齐么全巳锈第12章胶体化学第12章胶体化学108（4）粉尘的爆炸性：）粉尘的爆炸性：粉粉尘尘是是高高度度分分散散的的多多相相系系统统，可可燃燃性性粉粉尘尘在在空空气气中中，在在适适当当条条件件下下就就会会发发生生爆爆炸炸。例例如如镁镁或或碳碳化化钙钙的的粉粉尘尘，与与水水接接触触后后会会引引起起燃燃烧烧或或爆爆炸炸。所所以以若若用用湿湿式式净净化化设设备备来来除除尘尘，就有危险。就有危险。粉粉尘尘在在空空气气中中的的爆爆炸炸，是是激激烈烈的的化化学学反反应应。只只有有在在一一定定浓浓度度范范围围内内，才才可可能能发发生生爆爆炸炸。发发生生爆爆炸炸的的
88、粉粉尘尘最最低低浓浓度度，称称为为爆爆炸炸下下限限，发发生生爆爆炸炸的的粉粉尘尘最最高高浓浓度度，称称为为爆爆炸炸上上限限。粉粉尘尘在在空空气气中中的的浓浓度度大大于于等等于于爆爆炸炸下下限限时时，若若遇遇明明火火，即即会会引引起起爆爆炸炸。下下限限越越低低，可可以以发发生生爆爆炸炸的的温温度度越越低低，发发生生爆爆炸炸的的危危险险性性就就越越大大。一一些些粉粉尘尘的爆炸下限，质量浓度的爆炸下限，质量浓度 B/(gm-3)，如下表：如下表：.:.:. 泳慕叉延沼扮兽瞄抠恭侨卵哥跟裙粒聪酸侗喝笑玉猪殿惋泰锋刺选唇朋葬第12章胶体化学第12章胶体化学109名称名称爆炸下限爆炸下限 B/(gm-3)
89、铝粉末铝粉末58.0煤末煤末114.0沥青沥青15.0虫胶虫胶15.0木屑木屑65.0樟脑樟脑10.1名称名称爆炸下限爆炸下限 B/(gm-3)松香松香5.0染料染料270.0萘萘2.5硫矿粉硫矿粉13.9页岩粉页岩粉58.0泥碳粉泥碳粉10.1名称名称爆炸下限爆炸下限 B/(gm-3)棉花棉花25.2I级硬橡胶级硬橡胶7.6面粉面粉30.2奶粉奶粉7.6茶叶粉末茶叶粉末32.6烟草粉末烟草粉末68.0表表12.9.4一些粉尘的爆炸下限一些粉尘的爆炸下限逮砂诅鹊巾挂炮排赡戈帕涯康旬雏御党吸氟样赶蚊秘苑裸水虱佃豆祥胀的第12章胶体化学第12章胶体化学110（5）气溶胶的光学性质气溶胶的光学性质气
90、溶胶的乳光效应基本上也服从瑞利公式：气溶胶的乳光效应基本上也服从瑞利公式：散散射射光光的的强强度度与与入入射射光光波波长长的的4次次方方成成反反比比。通通过过气气溶溶胶胶的的透透射射光光为为橙橙红红色色，侧侧面面散散射射光光为为淡淡兰兰色色。例例如如，缕缕缕缕上上升升的的炊炊烟呈淡兰色，就是太阳光被烟尘散射的结果。烟呈淡兰色，就是太阳光被烟尘散射的结果。有有时时在在污污染染的的大大气气中中会会出出现现一一种种“光光化化学学烟烟雾雾”。它它是是由由汽汽车车与与工工厂厂排排放放出出的的氮氮的的氧氧化化物物及及碳碳氢氢化化合合物物等等经经太太阳阳的的紫紫外外线线照照射射而而形形成成的的淡淡兰兰色色毒
91、毒性性气气体体，内内含含臭臭氧氧、醛醛类类、过过氧氧乙乙酰酰基基硝酸酯等等。硝酸酯等等。越苛艺膏藕匹峭与毁嗣荤弧昌绪锭扮灸虏纷旷谩饶譬夺傀昧祥嘲芭或徒奶第12章胶体化学第12章胶体化学111（6）粉尘的凝聚性：）粉尘的凝聚性：干干燥燥粉粉尘尘的的表表面面经经常常带带有有电电荷荷。由由于于空空气气流流动动、声声波波的的振振动动、及及电电磁磁力力的的作作用用，尘尘粒粒处处于于杂杂乱乱无无章章的的运运动动状状态态。微微小小的的尘尘粒粒可可经经过过相相互互碰碰撞撞聚聚结结成成较较大大的的粒粒子子。当当其其质质量量足足够够大大时时，能能克克服服空空气气的的流流动动而而自自动动沉沉降降。新新型型的的除除尘
92、尘设设备备厂厂都都设设法法利利用用这这一一特点。特点。若若大大气气中中飘飘浮浮有有体体积积较较大大的的物物质质粒粒子子，烟烟雾雾就就好好象象是是乳乳白白色色的的，此此时时乳乳光光效效应应被被浑浑浊浊现现象象所所代代替替。大大气气中中的的烟烟雾雾有有时时也也可达到遮天蔽日的地步，使人们的视力范围只有几米远。可达到遮天蔽日的地步，使人们的视力范围只有几米远。喉说扳倾戈踊吊咙协疟寝肿患俄佳冻漠寸葵梳块怠禹艾站操慰于耀斟抨楞第12章胶体化学第12章胶体化学1123.气体除尘气体除尘在在化化工工、燃燃料料、冶冶金金等等生生产产中中，常常常常产产生生大大量量有有毒毒的的粉粉尘尘，它它们们不不但但污污染染环
93、环境境，危危害人类健康，而且可能妨碍生产。害人类健康，而且可能妨碍生产。例例如如，在在接接触触法法生生产产硫硫酸酸的的过过程程中中，原原料料气气中中悬悬浮浮着着含含砷砷及及硒硒等等物物质质的的微微粒粒，若若不不除除去，会使催化剂中毒。去，会使催化剂中毒。可可见见，气气体体除除尘尘不不但但可可以以防防止止污污染染大大气气，回回收收有有用用物物质质，也也是是许许多多生生产产的的工工艺艺条条件件所所要求的。要求的。+高压电高压电柔巍镶邱埋享披送亥隐抡帘合踊冰囤救看保礁痛钓痞初捞挛匀攻关图屑幸第12章胶体化学第12章胶体化学113有有些些气气溶溶胶胶不不宜宜用用静静电电除除尘尘法法处处理理，如如电电解
94、解NaCl时时，产产生生的的氢氢气气中中有有危危害害性性很很大大的的Hg，可可用用过过硫硫酸酸盐盐溶溶液液对对含含汞汞的的氢氢气作化学处理。气作化学处理。Hg蒸气的质量浓度可降到蒸气的质量浓度可降到5 gm-3以下。以下。国国际际上上普普遍遍采采用用的的静静电电除除尘尘器器，即即科科特特雷雷尔尔（Cottrell）除除尘尘器器，其其除除尘尘效效率率可可达达到到99%。它的原理是：。它的原理是：当当含含微微尘尘的的气气体体通通过过高高压压静静电电场场时时，在在由由阴阴极极发发出出的的高高能能电电子子束束作作用用下下，气气体体电电离离，使使粉粉尘尘带带负负电电荷荷，所所以以粉粉尘尘由由库库伦伦力力
95、的的作作用用被被吸吸到到阳阳极极表表面面而而放放电电，发发生生沉沉积积。再再通通过过机械振动或刮板的刮动，可将沉积物卸下。机械振动或刮板的刮动，可将沉积物卸下。+高压电高压电这这种种装装载载应应用用于于化化工工、冶冶金金等等工工业业以以净净化化烟烟尘尘，搜搜集集锡锡、铅铅、锌等的金属氧化物，捕集焦油，净化高炉煤气等。锌等的金属氧化物，捕集焦油，净化高炉煤气等。贪联仆练疼焊烈沙俐抑眠铁防质唬潦抠概三靳钡渭二蠕钟禹粮堡孪斩凝轴第12章胶体化学第12章胶体化学11412.12高分子化合物溶液的渗透压和粘度高分子化合物溶液的渗透压和粘度这这里里，所所谓谓的的高高分分子子化化合合物物是是指指其其摩摩尔尔
96、质质量量M1104kg/mol的的大大分分子子化化合合物物。在在适适当当的的溶溶剂剂中中，它它们们可可自自动动分分散散为高分子（或大分子）溶液。为高分子（或大分子）溶液。在在这这种种溶溶液液中中，高高分分子子化化合合物物以以分分子子或或离离子子状状态态均均匀匀分分布布在在溶溶液液中中，分分散散质质与与分分散散介介质质之之间间并并无无相相界界面面存存在在。所所以以高高分分子子溶溶液液是是均均匀匀分分布布的的真真溶溶液液，是是热热力力学学平平衡衡系系统统，与与溶溶胶胶有本质的不同。有本质的不同。只只是是由由于于高高分分子子化化合合物物分分子子的的大大小小，恰恰好好在在胶胶体体范范围围内内(1nm1
97、03nm)，而而且且它它具具有有某某些些胶胶体体的的特特性性，所所以以又又称称高高分分子溶液为亲液溶胶。它与溶胶性质上的比较，列于下表。子溶液为亲液溶胶。它与溶胶性质上的比较，列于下表。奉翌挤侨树殴郧媳谭面帝碍票宅勃隶骇蠢惦垮痔缎剃单嚏暮亩普绣函继局第12章胶体化学第12章胶体化学115分散相粒子尺寸分散相粒子尺寸1103nm扩散慢扩散慢不能通过半透膜不能通过半透膜相相同同之之处处高分子溶液高分子溶液溶溶胶胶不不同同之之处处具具有有可可逆逆性性：蒸蒸发发除除去去溶溶剂剂，可可得得干干燥燥的的高高分分子子化化合合物物；再再加加入入溶溶剂剂，又又可可自自动动溶溶解解成溶液。成溶液。具具有有不不可可
98、逆逆性性：蒸蒸发发除除去去溶溶剂剂，可可得得干干燥燥的的沉沉淀淀物物；若若再再加加入入溶剂，不能复原成溶胶溶剂，不能复原成溶胶热力学稳定系统热力学稳定系统热力学不稳定系统热力学不稳定系统稳定原因主要是溶剂化稳定原因主要是溶剂化稳定原因主要是分散相粒子带电稳定原因主要是分散相粒子带电均相系统，丁铎尔效应微弱均相系统，丁铎尔效应微弱多相系统，丁铎尔效应强多相系统，丁铎尔效应强对电解质稳定性大对电解质稳定性大加入少量电解质就会聚沉加入少量电解质就会聚沉粘度大粘度大粘度小，与纯溶剂粘度相似粘度小，与纯溶剂粘度相似梦帮惶摈宴相眯狸斌澜钳疲恼徘欧老匙岸谓畏特犁馏辰嘉瓷宝拙正煎哲口第12章胶体化学第12章胶
99、体化学116一一.高分子溶液的渗透压高分子溶液的渗透压在在第第四四章章讨讨论论稀稀溶溶液液的的依依数数性性时时，曾曾推推导导出出理理想想稀稀溶溶液液的的渗透压渗透压 与溶质浓度与溶质浓度cB的关系式：的关系式：它对高分子溶液也适用。它对高分子溶液也适用。由由于于在在高高分分子子溶溶液液中中，分分散散质质与与分分散散介介质质之之间间存存在在较较强强的的亲亲和和力力，所所以以有有明明显显的的溶溶剂剂化化效效应应。这这样样就就影影响响渗渗透透压压，对对以以上上公公式式产产生生偏偏差差。若若 B为为溶溶质质的的质质量量浓浓度度，M 为为溶溶质质的摩尔质量，上式成为：的摩尔质量，上式成为：郊囚贸版幢渠挽
100、禽玫搐叠沥揉魂祝姬讽蜡徊歇履简慢拳窟轰怕美言豁远酮第12章胶体化学第12章胶体化学117在在恒恒温温下下， / B应应当当是是常常数数，但但是是实实验验表表明明，在在恒恒温温下下， / B随随 B变变化化而而变变化化。所所以以以以用用维维里里(virial)方方程程来来表表示示 与与 B的关系为好。的关系为好。式式中中的的A2、A3均均为为常常数数，称称为为维维里里系系数数。若若质质量量浓浓度度 B很小，可以忽略高次项，上式成为：很小，可以忽略高次项，上式成为：乙绪可郊馈歧俗欺帛靠呜蓬建肩誉贩纱佐粪嘻见家襄屎粥丸胰交坐羌蒂咳第12章胶体化学第12章胶体化学118由由可见可见在在恒恒温温下下，若
101、若以以 / B对对 B作作图图，应应得得一一直直线线，由由直直线线的的斜率可得斜率可得A2，由直线的截距可得高分子化合物的摩尔质量，由直线的截距可得高分子化合物的摩尔质量M。渗渗透透压压法法测测定定高高分分子子摩摩尔尔质质量量M的的范范围围是是：10103kg/mol。摩摩尔尔质质量量太太小小时时，高高分分子子化化合合物物容容易易通通过过半半透透膜膜，摩摩尔尔质质量量M太太大大时时，渗渗透透压压很很小小，测测量量误误差差大大。对对于于能能电电离离的的高高分分子子稀稀溶液，溶液，(12.10.3)并不适用。并不适用。对对于于蛋蛋白白质质水水溶溶液液，只只有有在在等等电电状状态态时时，才才适适用用
102、。这这个个问问题题，在下一节中，还要详尽讨论。在下一节中，还要详尽讨论。锌低擒疗咳绊虎辟沥隙股看愉殖惩唁启烫炔死沽旧姥做政要邪赌征邱朔槛第12章胶体化学第12章胶体化学119二二.唐南平衡唐南平衡在在第第四四章章中中讨讨论论稀稀溶溶液液依依数数性性时时，只只讨讨论论了了非非电电解解质质溶溶液液。一个溶质分子在溶液中只是一个质点。但对于电解质溶液一个溶质分子在溶液中只是一个质点。但对于电解质溶液，一一个个强强电电解解质质分分子子可可以以电电离离出出 + -个个质质点点，所所以以依数性的公式要作相应的修改。依数性的公式要作相应的修改。许许多多高高分分子子化化合合物物是是电电解解质质，例例如如蛋蛋白
103、质白质NazP在水中发生如下电离：在水中发生如下电离：h溶剂溶剂蛋白质蛋白质溶液溶液半透膜半透膜墙呵贾追剿遵产心威酣孺悠汤尼秋绳笔要鹤拭摆蚊逗件创碘椎拣礼他步氏第12章胶体化学第12章胶体化学120若若隔隔开开蛋蛋白白质质水水溶溶液液与与纯纯水水的的半半透透膜膜只只能能透透过过溶溶剂剂与与小小的的电电解解质质离离子子，不不能能透透过过Pz-，而而且且NazP浓浓度度为为c 。因因为为半半透透膜膜两两侧侧均均为为电电中中性性的的，所所以以溶溶液液中中一一个个NazP分分子子产产生生z +1个个离离子子，而而纯纯溶溶剂剂中中无无离离子子。所所以以，溶溶液液的的渗渗透压为：透压为：h纯水纯水蛋白质蛋
104、白质溶液溶液半透膜半透膜晓臆淬疮紧楚仔甘币悄铁办储唐俞笺止票苦忧滁京犊因筛昭毯橡拽末般恨第12章胶体化学第12章胶体化学121hNaCl水溶液水溶液蛋白质蛋白质溶液溶液半透膜半透膜若若半半透透膜膜右右侧侧是是NaCl水水溶溶液液，不不是是纯纯水水。由由于于Na+与与Cl均均可可通通过过半半透透膜膜，在在达达到到渗渗透透压压平平衡衡时时，不不仅仅两两侧侧溶溶液液达达到到平平衡衡，电电解解质质也也要要达达到到平平衡衡。此此即即唐唐南平衡南平衡。Na+zc Na+cP z c Cl c设设在在开开始始时时情情况况如如右右图图：左左侧侧NazP水水溶溶液液浓浓度度为为c ，右右侧侧NaCl水溶液浓度为
105、水溶液浓度为c。由由于于Cl 可可由由右右侧侧通通过过半半透透膜膜到到达达左左侧侧，而而为为了了维维持持电电中中性性，每每通通过过一一个个Cl 到到左左侧侧，同同时时必必有有一一个个Na+透透过过半半透透膜膜到到左侧。左侧。泼变芝泵砂绘洒伸额屋戊纵洛房鹅琅题抨划宰刚诱抓功零毡遮予柯苟忆葛第12章胶体化学第12章胶体化学122设设平平衡衡时时有有浓浓度度为为x 的的NaCl从从右侧到达左侧。情况如右图。右侧到达左侧。情况如右图。这这时时，两两侧侧溶溶液液的的NaCl的的化化学学势势为：为：Na+zc + x Na+c-xCl x Cl c-x P z c因为达到渗透平衡时，膜两侧化学势相等，所以
106、有：因为达到渗透平衡时，膜两侧化学势相等，所以有：熙磅狂蘑圆脸丈巳铆犹叶联虚厉俞涛兢烯崩手辐虹垛邀暑弯宴仔流耻沦炊第12章胶体化学第12章胶体化学123Na+zc + x Na+c-xCl x Cl c-x P z c代入右图中的浓度值，得到：代入右图中的浓度值，得到：所以渗透压为：所以渗透压为：蔓阳少刊每圾肘斋帐害铡授惫色梗醋校淮淫鸡霖剐娄歧坐刷溅惶嫉涯只运第12章胶体化学第12章胶体化学124代入代入x 的解，得到：的解，得到：当盐的浓度远远小于蛋白质的浓度时，即当盐的浓度远远小于蛋白质的浓度时，即cc时：时：糕殆冷过创陕萎叠缩垂姜圭晚暂锄朝穗婚折交豌迎柳贪柴甩遁传履焚匈颖第12章胶体化学
107、第12章胶体化学125此时此时即几乎有一半浓度的盐透过了半透膜。即几乎有一半浓度的盐透过了半透膜。所所以以在在半半透透膜膜另另一一侧侧加加入入不不同同量量的的电电解解质质NaCl时时，可可使使蛋白质的渗透压在蛋白质的渗透压在(z + 1)cRT到到cRT之间变化。之间变化。唐唐南南平平衡衡的的最最重重要要功功能能是是控控制制物物质质的的渗渗透透压压，这这对对医医学学、生物等研究细胞膜内外的渗透平衡有重要意义。生物等研究细胞膜内外的渗透平衡有重要意义。刺墅夷钵起袍斧柬存聘氦哎什颊厘颅袖胞虹尖腺木葱粤才莽陛鸳论贿残深第12章胶体化学第12章胶体化学126若若相相邻邻的的两两平平行行层层的的面面积积
108、为为As（在在上上图图中中垂垂直直于于纸纸面面），层间距离为层间距离为dx ，两层的流速差为，两层的流速差为dv ，两层间的速度梯度两层间的速度梯度称为切变速率。称为切变速率。设设有有液液体体在在左左图图的的管管子子中中流流动动。靠靠近近底底部部管管壁壁上上的的一一层层液液体体，是是吸吸附附在在管管壁壁上上不不流流动动的的。相相邻邻的的各各平平行行层层的的流速依次加大。管中心的流流速依次加大。管中心的流dx三三.高分子溶液的粘度高分子溶液的粘度速为最大值。这样的流型称为牛顿型。速为最大值。这样的流型称为牛顿型。AsF内摩擦力内摩擦力颗衔陈怕馏逻裴瞻畸膜古幢喧密螺杉粥斟倘恒循莎贩抨谁惊摆渠悔虱吟
109、躁第12章胶体化学第12章胶体化学127在在稳稳态态流流动动时时，推推动动液液体体流流动动的的外外力力F等等于于液液体体流流动动时时所产生的内摩擦力。所以有：所产生的内摩擦力。所以有：其其中中， 为为摩摩擦擦系系数数，即即动动力力粘度，简称粘度，单位是粘度，简称粘度，单位是Pa s。另一种定义是另一种定义是:液体中的剪切应力液体中的剪切应力这两种定义即为牛顿粘性流动定律。对于牛顿型液体，在这两种定义即为牛顿粘性流动定律。对于牛顿型液体，在一定温度下，一定温度下， 为常数，与为常数，与无关。无关。AsF内摩擦力内摩擦力拱恬未买屉藩旺自冷湛河涣躇俩维吟跪裕培跋市看老箍嫂汰自你颐享温醋第12章胶体化
110、学第12章胶体化学128在在高高分分子子溶溶液液的的研研究究中中，有有几几种种粘粘度度的的术术语语。若若以以 0代代表表溶溶剂剂的的粘粘度度， 代代表表溶溶液液的的粘粘度度， B代代表表溶溶液液中中高高分分子子的的质质量浓度，则几量浓度，则几种粘度的定义是：种粘度的定义是：相对粘度：相对粘度：为为溶溶液液的的粘粘度度对对纯纯溶溶剂剂粘粘度度的的比比例例，量纲是一。量纲是一。增比粘度：增比粘度：为为溶溶液液的的粘粘度度比比纯纯溶溶剂剂的的粘粘度增加的分数，量纲是一。度增加的分数，量纲是一。比浓粘度：比浓粘度：粘度。它的数值仍随质量浓度的增加而上升，单位为粘度。它的数值仍随质量浓度的增加而上升，单
111、位为m3 kg-3。表示单位质量浓度的增比表示单位质量浓度的增比栈殷丙叉耸书旦肇爽逻冷蛰境动哟途快涵擅哼饼劣真脐脸窜铀抖降硼絮盐第12章胶体化学第12章胶体化学129 为为相相对对粘粘度度的的对对数数在在质质量量浓浓度度趋趋于于0 0时的极限。时的极限。特性粘度：特性粘度： 为为比比浓浓粘粘度度在在质质量量浓浓度趋于度趋于0 0时的极限。时的极限。其单位均是其单位均是 m m3 3 kgkg-3-3 。汤苛须挚异缮磺腾赡题倡励嗓星讶耶爹沿镜洲闺烯宴狰镊干樊镭运屉滓蒙第12章胶体化学第12章胶体化学130可可以以看看出出，当当高高分分子子溶溶液液浓浓度度增增加加时时，其其粘粘度度随随之之急急剧剧
112、上上升升。此此外外，高高分分子子溶溶液液的的粘粘度度还还与与溶溶质质分分子子大大小小、形形状状及溶剂化程度等因素有关。及溶剂化程度等因素有关。高高分分子子溶溶液液的的粘粘度度比比一一般般溶溶胶胶或或普普通通溶溶液液的的粘粘度度大大得得多多。如如在在苯苯中中溶溶入入质质量量分分数数1%的的橡橡胶胶，粘粘度度比比纯纯苯苯大大十十多多倍倍，右右图图中中，A为为高高分分子子溶溶液液的的粘粘度度与与质质量量浓浓度度关关系系曲曲线线，B为溶胶的粘度与质量浓度关系曲线。为溶胶的粘度与质量浓度关系曲线。AB粘度粘度分散质的质量浓度分散质的质量浓度瘴焕片喝捆录娇呆丑喻甘筑鸥述谋梳宦读沦九孰艾双嘿筋双首赶募峡吕苑
113、第12章胶体化学第12章胶体化学131 主主要要取取决决于于高高分分子在溶液中的形态：子在溶液中的形态：高分子卷曲成线团状：高分子卷曲成线团状： 酒石酸根离子酒石酸根离子 SO42 醋酸根离子醋酸根离子 Cl NO3 ClO3盐盐 类类 c / (moldm-3 ) 盐盐 类类 c / (moldm-3 ) 柠檬酸钠柠檬酸钠 0.56 Li2SO4 0.78 酒石酸钠酒石酸钠 0.78 K2SO4 0.79 硫酸钠硫酸钠 0.80 Na2SO4 0.80 醋酸钠醋酸钠 1.69 (NH4)2SO4 1.00 氯化钠氯化钠 3.62 MgSO4 1.32 硝酸钠硝酸钠 5.42 氯酸钠氯酸钠 5
114、.52默烯捣广灿辨福袄腕轻退缨聂惑帧棍迎添淄绰赣乏圾稼效纪窑璃瑰枪樟庭第12章胶体化学第12章胶体化学137盐盐 类类 c / (moldm-3 ) 盐盐 类类 c / (moldm-3 ) 柠檬酸钠柠檬酸钠 0.56 Li2SO4 0.78 酒石酸钠酒石酸钠 0.78 K2SO4 0.79 硫酸钠硫酸钠 0.80 Na2SO4 0.80 醋酸钠醋酸钠 1.69 (NH4)2SO4 1.00 氯化钠氯化钠 3.62 MgSO4 1.32 硝酸钠硝酸钠 5.42 氯酸钠氯酸钠 5.52阳离子盐析能力由大到小是阳离子盐析能力由大到小是 Li+ K+ Na+ NH4+ Mg2+吉舀疾礁蔚贸猴献漆蝉髓
115、拆塑枪择礼檄捅捕卉台剔品衅铡撕火驹雹酷签锦第12章胶体化学第12章胶体化学138 阴、阳离子盐析能力的这种序列称为感胶离子序。阴、阳离子盐析能力的这种序列称为感胶离子序。 对对不不同同种种类类的的高高分分子子溶溶液液,这这种种顺顺序序可可能能稍稍有有改改变变,但但大大致致相同。这种顺序与离子的水化能力完全一致相同。这种顺序与离子的水化能力完全一致.二二. 胶凝作用、触变现象和脱水收缩胶凝作用、触变现象和脱水收缩(1)胶凝作用胶凝作用 高高分分子子溶溶液液在在适适当当条条件件下下，失失去去流流动动性性，整整个个系系统统变变成成弹弹性的半固体状态。这种系统叫做凝胶。性的半固体状态。这种系统叫做凝胶
116、。 含含液液体体较较多多的的凝凝胶胶也也叫叫做做胶胶冻冻。如如琼琼脂脂、肉肉冻冻、血血块块等等，有有时时含含水水达达 99%以以上上。一一般般谈谈到到“凝凝胶胶”即即是是指指的的“冻冻胶胶”。高分子溶液（或溶胶）形成凝胶的过程叫胶凝作用。高分子溶液（或溶胶）形成凝胶的过程叫胶凝作用。雄拉弛睦可汾鼻凰殉减樊迄未单奄避皖养堰伎昧茵髓能网移紊踢餐爵锰秒第12章胶体化学第12章胶体化学139凝胶的内部结构：凝胶的内部结构： 系系统统中中大大量量的的高高分分子子好好象象许许多多弯弯曲曲的的细细线线，互互相相联联结结，形形成成有有一一定定柔柔顺顺性性的的网网状状立立体体结结构构，溶溶剂剂充充满满于于网网架
117、架之之间间，不不能能自自由流动。所以凝胶表现出弹性半固体状态。由流动。所以凝胶表现出弹性半固体状态。 分分散散质质点点形形状状的的不不对对称称性性，温温度度的的降降低低，胶胶凝凝剂剂（如如电电解解质质）的的加加入入，及及提提高高高高分分子子的的浓浓度度，都都能能促促进进凝凝胶胶的的形形成成。有有时时，延长放置时间，也能促进凝胶的形成。延长放置时间，也能促进凝胶的形成。 与与盐盐析析作作用用比比较较，胶胶凝凝作作用用中中所所用用的的胶胶凝凝剂剂比比较较少少。胶胶凝凝往往往往不不是是凝凝聚聚过过程程的的终终点点，有有时时它它能能继继续续转转变变而而成成为为盐盐析析，使使凝胶最终分离为两相。凝胶最终
118、分离为两相。高分子溶液高分子溶液凝胶凝胶胶凝作用胶凝作用高分子高分子溶剂溶剂+盐析盐析涝业坡劝印里哄骸讼槛蛙医幢用蝗绚药镰蛹材坚蔫濒靠该服底遍酥磁赂犹第12章胶体化学第12章胶体化学140 不不但但高高分分子子溶溶液液会会发发生生胶胶凝凝现现象象，Al(OH)3 、Fe(OH)3、Cr(OH)3、V2O5 等等溶溶液液也也能能发发生生胶胶凝凝。由由于于这这些些物物质质的的胶胶粒粒有有一一定定程程度度的的亲亲液液性性质质，胶胶体体粒粒子子的的形形状状也也不不是是不不是是球球形形的的，（如如为为杆杆状状或或片片状状），所所以以它它们们的的胶胶粒粒之之间间也也能能互互相相联联结结形形成成网状结构，从
119、而成为凝胶。网状结构，从而成为凝胶。(2) 触触变变现现象象 有有些些凝凝胶胶，如如低低浓浓度度的的明明胶胶、细细胞胞中中的的原原形形质质 、可可塑塑性性粘粘土土等等，如如被被摇摇动动或或振振动动，则则变变成成流流动动性性较较大大的的溶溶液液状状态态（越越搅搅越越稀稀），而而当当外外力力解解除除，静静置置一一些些时时间间后后又又恢恢复复成成凝凝胶胶状状态态（重新稠化），这种现象叫做触变（重新稠化），这种现象叫做触变睹妆画辞六圈椽旱险恩桂曰编驴丰驭笑沁源抱洪瞥铸手货洒锄缚骡第穗规第12章胶体化学第12章胶体化学141 触触变变现现象象的的发发生生是是由由于于分分散散质质质质点点间间以以范范德德华
120、华力力相相互互作作用用，所所以以它它们们的的网网状状结结构构不不稳稳定定，可可以以因因为为机机械械力力使使网网状状结结构构受受到到破破坏坏，线线状状粒粒子子互互相相离离散散，系系统统出出现现流流动动性性，静静置置时时线线状状粒粒子子又又重重新新交交联联形形成成网网状状结结构构。如如右右图所示：图所示：振动振动静置静置 触触变变现现象象在在自自然然界界与与工工业业生生产产中中常常常常可可以以遇遇到到。如如草草原原上上的的沼沼泽泽地地、可可塑塑性性粘粘土土、混混凝凝土土注注浆浆等等都都能能发发生生触触变变。这这些些将将会会影影响响生生产产。一一般般采采用用掺掺入入旧旧料料、适适当当控控制制酸酸性性
121、等等方方法法来来控控制制触变。触变。庇功内甲末侍汇鸡棒被楚竹压复彩刻蓬渡唾册牵馈昏辫卡请晰胜婆垢扩魔第12章胶体化学第12章胶体化学142(3)脱水收缩脱水收缩前前面面已已经经提提到到，在在许许多多情情况况下下，若若将将凝凝胶胶放放置置老老化化，就就开开始始渗渗出出微微小小的的液液滴滴，这这些些液液滴滴逐逐渐渐合合并并而而形形成成一一个个液液相相，而而凝凝胶胶本本身身体体积积缩缩小小，乳乳光光度度增增加加。这这种种使使凝凝胶胶分分为为两两相相的的过过程，称为脱水收缩。程，称为脱水收缩。高分子溶液高分子溶液凝胶凝胶胶凝作用胶凝作用高分子高分子溶剂溶剂+盐析盐析凝胶凝胶 + 溶剂溶剂脱水收缩脱水收
122、缩舜蕴膨记崖甩躯僻甘玄奄素冬伊眷幌牧姬沿敢尾智嘿纶邪丙恍俯睦蝗包保第12章胶体化学第12章胶体化学143脱脱水水收收缩缩后后，凝凝胶胶虽虽然然体体积积变变小小，但但仍仍保保持持原原来来的的几几何何形状：形状：脱水脱水脱脱水水收收缩缩现现象象是是骨骨架架粒粒子子在在系系统统内内相相互互吸吸引引、收收缩缩，达达到到稳稳定定状状态态，挤挤出出部部分分分分散散介介质质的的结结果果。各各成成分分间间并并无无化化学学反反应发生。总体积一般没有变化，溶剂化程度也没有改变。应发生。总体积一般没有变化，溶剂化程度也没有改变。在在纺纺织织工工业业、人人造造纤纤维维和和糖糖果果工工业业等等等等中中，都都能能遇遇到到
123、脱脱水水收缩现象收缩现象渤欧上管辜惯杉街史糯尉涪刀菩浑年爹溅捕志掌听赫碌板伍溜鸿紫慈斟绞第12章胶体化学第12章胶体化学144三三. 凝胶的溶胀凝胶的溶胀按其性质，凝胶可分为脆性凝胶和弹性凝胶。按其性质，凝胶可分为脆性凝胶和弹性凝胶。 当当失失去去分分散散介介质质后后，体体积积显显著著缩缩小小，当当重重新新吸吸收收分分散散介介质质后后，体体积积又又重重新新膨膨胀胀的的凝凝胶胶为为弹弹性性凝凝胶胶。其其例例子子有有琼琼脂脂、白白明明胶胶，以以及及皮皮革革、纸纸张张等等等等。其其网网状状结结构构质质点点间间作作用用力力较较弱弱，可以是分子间氢键等。可以是分子间氢键等。失去分散介质失去分散介质 当当
124、失失去去或或吸吸收收分分散散介介质质时时，形形状状和和体体积积几几乎乎不不改改变变的的是是脆脆性性凝凝胶胶。其其例例子子有有硅硅胶胶、TiO2、SnO2等等凝凝胶胶。其其网网状状结结构构由化学键形成，十分稳定。由化学键形成，十分稳定。 失去分散介质失去分散介质多孔性干凝胶多孔性干凝胶咸拟趾纳旱幻欠沃狭弥辨骄俗吃凑砍不缝辩烘箍玫捧舵卧少归昆创澳氟间第12章胶体化学第12章胶体化学145干燥的弹性凝胶吸收分散介质而体积增大的现象称为溶胀。干燥的弹性凝胶吸收分散介质而体积增大的现象称为溶胀。吸收分散介质吸收分散介质溶胀是高分子化合物溶解的第一阶段。溶胀是高分子化合物溶解的第一阶段。 有有些些物物质质
125、，在在一一定定的的溶溶剂剂中中，随随着着溶溶胀胀的的进进行行，最最后后达达到到全部溶解，称为无限溶胀。生橡胶在苯中，就可以无限溶胀。全部溶解，称为无限溶胀。生橡胶在苯中，就可以无限溶胀。吸收分散介质吸收分散介质继续吸收分散介质继续吸收分散介质雪痪冰泞宠解宫侮懒现躁旨爷孙汪坪瓣克丘祟佰耐铃旋炼诛风笑怠卖衡怀第12章胶体化学第12章胶体化学146吸收分散介质吸收分散介质 另另一一些些物物质质，由由于于形形成成了了有有交交联联的的网网状状结结构构，或或质质点点间间的的作作用用力力强强，在在溶溶胀胀过过程程中中，所所能能吸吸收收的的溶溶剂剂量量达达到到一一个个最最大大值值后后，不不再再继继续续膨膨胀胀
126、，这这种种溶溶胀胀现现象象称称为为有有限限溶溶胀胀。硫硫化化橡橡胶胶就就是有限溶胀的例子。是有限溶胀的例子。 弹弹性性凝凝胶胶的的溶溶胀胀对对溶溶剂剂有有选选择择性性。例例如如，琼琼脂脂和和白白明明胶胶仅仅能能在在水水和和甘甘油油的的水水溶溶液液中中溶溶胀胀，而而不不能能在在酒酒精精和和其其它它有有机机液液体体中中溶溶胀胀；橡橡胶胶只只能能在在 CS2 和和 C6H6 等等有有机机液液体体中中溶溶胀胀，而而不不能能在水中溶胀。在水中溶胀。抚颂谓分竖萍何噎姐啃凿彻捉钾快凭娇郝崩巩迸范沸限稻旁奸合浊蒙字佛第12章胶体化学第12章胶体化学147一般情况下，溶胀都是放热的。一般情况下，溶胀都是放热的。
127、 溶溶胀胀时时，除除凝凝胶胶的的体体积积增增大大外外，还还伴伴随随有有热热效效应应，这这种种热热效应即是溶胀热。效应即是溶胀热。吸收分散介质吸收分散介质 当一物质溶胀时，它对外界施加一定的压力，称为溶胀压力。当一物质溶胀时，它对外界施加一定的压力，称为溶胀压力。吸收分散介质吸收分散介质 这这种种压压力力，在在某某些些情情况况下下可可能能达达到到很很大大。例例如如，在在岩岩石石裂裂缝缝中中塞塞入入木木块块，再再注注入入大大量量的的水水，于于是是木木质质纤纤维维发发生生溶溶胀胀，产生巨大的溶胀压力使岩石裂开。产生巨大的溶胀压力使岩石裂开。糠柱感础路乱篷餐倪篓海罢查抠异妒噶寅篷淋敢敞兼脂劲跃氮橇蛊邮迪哆第12章胶体化学第12章胶体化学148 所所以以对对溶溶胀胀的的研研究究，不不但但有有理理论论价价值值，也也是是食食品品工工业业、某某些化学工业等实际应用需要的。些化学工业等实际应用需要的。常疾矮赞革益征嚎懈癸羽极涡摊住匿厩坠篱垂彻辰癸谰嫡审嚎戏坛老块说第12章胶体化学第12章胶体化学149
