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1、第十四章第十四章 胶体化学胶体化学1 分散系统分散系统 (dispersed system) 把一种或几种物质分散在另一种物质中就构把一种或几种物质分散在另一种物质中就构成分散体系成分散体系。其中：。其中：被分散的物质称为分散相被分散的物质称为分散相(dispersed phase)；另一种物质称为分散介质另一种物质称为分散介质(dispersing medium)。如：盐水、糖水、牛奶、云层等。如：盐水、糖水、牛奶、云层等。分散相分散相与与分散介质分散介质分散体系分类分散体系分类分子分子分散体系分散体系 1000 nm 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：1.1.分子
2、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10-9 m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CuSO4溶液。溶液。2.2.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1 nm100 nm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1 nm 1000 nm之间的粒子归入胶体范畴。之间的粒子归入胶体范畴。3.3.粗分散体系粗分散体系 当分散
3、相粒子大于当分散相粒子大于1000 nm,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。按分散相和介质聚集状态分类按分散相和介质聚集状态分类1. 液溶胶液溶胶 将液体作为分散介质所形成的溶胶。当分散相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：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，AgIAgI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 如泡沫如泡沫按分散相和介质聚集状态分类2. 2. 固溶
4、胶固溶胶 将固体作为分散介质所形成的溶胶。当分散相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：为不同状态时，则形成不同的固溶胶：A. 固固-固溶胶固溶胶 如如:有色玻璃，不完全互溶的合金有色玻璃，不完全互溶的合金B. 固固-液溶胶液溶胶 如如:珍珠，某些宝石珍珠，某些宝石C. 固固-气溶胶气溶胶 如如:泡沫塑料，沸石分子筛泡沫塑料，沸石分子筛按分散相和介质聚集状态分类3. 气溶胶气溶胶 将气体作为分散介质所形成的溶胶。当分散相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，但没但没有气有气
5、- -气溶胶气溶胶，因为不同的气体混合后是单相均，因为不同的气体混合后是单相均一体系，不属于胶体范围一体系，不属于胶体范围. . A. A. 气气- -固溶胶固溶胶 如如 : :烟，含尘的空气烟，含尘的空气1.1. B.B. 气气- -液溶胶液溶胶 如如 : :雾，云雾，云按胶体溶液的稳定性分类按胶体溶液的稳定性分类1. 憎液溶胶 半径在半径在1 nm100 nm之间的之间的难溶物固体粒子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，分散在液体介质中，有很大的相界面，易聚沉，是是热力学上的不稳定体系。热力学上的不稳定体系。 一旦将介质蒸发掉，再加入介质就无法再形成一旦将介质蒸发掉，再
6、加入介质就无法再形成溶胶，是溶胶，是 一个不可逆体系，如氢氧化铁溶胶、碘一个不可逆体系，如氢氧化铁溶胶、碘化银溶胶等。化银溶胶等。 这是胶体分散体系中主要研究的内容。这是胶体分散体系中主要研究的内容。按胶体溶液的稳定性分类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半径落在胶体粒子范围内的大分子大分子溶解溶解在合适的溶剂中，一旦将溶剂蒸发，大分子在合适的溶剂中，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，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、可逆的体系。亲液溶胶是热力学上稳定、可逆的体系。憎液溶胶的特性憎液溶胶的特性（1）特有的分散程度
7、）特有的分散程度 粒子的大小在粒子的大小在10-910-7 m之间，因而扩散较慢，不能透之间，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过半透膜，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，结构复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。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）热力学不稳定性 因为粒子小，比表面大，表
8、面自由能高，是热力学不稳因为粒子小，比表面大，表面自由能高，是热力学不稳定体系，有自发降低表面自由能的趋势，即小粒子会自动定体系，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。聚结成大粒子。 形成憎液溶胶的形成憎液溶胶的必要条件必要条件 （1）分散相的溶解度要小；分散相的溶解度要小； （2）还必须有稳定剂存在，否则胶粒还必须有稳定剂存在，否则胶粒 易聚结而聚沉。易聚结而聚沉。 胶体（胶体（Colloid）胶体胶体 分散相粒子半径在分散相粒子半径在1 100 nm 的分散体系。的分散体系。溶胶（溶胶（Sol）： 不特别说明，一般指液固溶胶不特别说明，一般指液固溶胶溶胶溶胶憎液溶胶（憎液
9、溶胶（Lyophobic sol）粒子由很多分子组成，粒子由很多分子组成，热力学不稳定、热力学不稳定、不可逆体系不可逆体系.大分子溶液（亲液溶胶大分子溶液（亲液溶胶Lyophilic sol） 粒子由即为一个大分子，粒子由即为一个大分子，热力学稳定、热力学稳定、可逆体系可逆体系胶粒的结构 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
10、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。胶粒的结构 胶核吸附离子是有选择性的，首先吸附胶核吸附离子是有选择性的，首先吸附与胶核中相同的某种离子，用同离子效应使与胶核中相同的某种离子，用同离子效应使胶核不易溶解。胶核不易溶解。若无相同离子，则首先吸附水化能力较若无相同离子，则首先吸附水化能力较弱的负离子，所以自然界中的胶粒大多带负弱的负离子，所以自然界中的胶粒大多带负电，如泥浆水、豆浆等都是负溶胶。电，如泥浆水、豆浆等都是负
11、溶胶。 胶粒的结构例例1：AgNO3 + KIKNO3 + AgI 过量的过量的 KI 作稳定剂作稳定剂 胶团的结构表达式胶团的结构表达式 ： (AgI)m n I (n-x)K+x xK+ |_| |_|(AgI)m胶核胶核K+K+K+K+胶胶团团I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-K+K+K+K+K+K+K+K+胶胶粒粒胶团构造示意图胶粒的结构例例2：AgNO3 + KIKNO3 + AgI 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： (AgI)m n Ag+ (n-x)NO3x+ x NO3 |_|_|(AgI)m胶核胶核胶团构造示意图胶胶团团NO3-NO3-NO3-NO3-胶胶粒粒Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-
