物化第八章胶体
92页1、2019/6/21,第八章,胶 体,把一种或几种物质分散在另一种物质中就构成分散体系。其中,被分散的物质称为分散相, 另一种物质称为分散介质。,例如:云,牛奶,珍珠,分散相与分散介质 Dispersed Phase and Dispersing Medium,第一节 分散体系分类及其基本特性 Classification & Basic Characteristic of Disperse System,分散体系分类,分散体系通常有三种分类方法:,分子分散体系 胶体分散体系 粗分散体系,按分散相粒子的大小分类:,按分散相和介质的聚集状态分类:,固溶胶 气溶胶 液溶胶,按胶体溶液的稳定性分类:,憎液溶胶 亲液溶胶,按分散相粒子的大小分类,1.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,没有界面,是均匀的单相,分子半径大小在10-9m以下 。通常把这种体系称为真溶液,如CuSO4溶液。,2.胶体分散体系,分散相粒子的半径在1 nm100 nm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1 nm 1000 nm之间的粒子归入胶体范畴。,3.粗分散体系,当分散相粒子大
2、于1000 nm,目测是混浊不均匀体系,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,1.液溶胶,将液体作为分散介质所形成的溶胶。当分散 相为不同状态时,则形成不同的液溶胶:,.液-固溶胶 如油漆,AgI溶胶,.液-液溶胶 如牛奶,石油原油等乳状液,.液-气溶胶 如泡沫,2.固溶胶,将固体作为分散介质所形成的溶胶。当分散相为 不同状态时,则形成不同的固溶胶:,.固-固溶胶 如有色玻璃,不完全互溶的合金,.固-液溶胶 如珍珠,某些宝石,.固-气溶胶 如泡沫塑料,沸石分子筛,3.气溶胶,将气体作为分散介质所形成的溶胶。当分散相为固体或液体时,形成气-固或气-液溶胶,但没有气-气溶胶,因为不同的气体混合后是单相均一体系,不属于胶体范围。,.气-固溶胶 如烟,含尘的空气,.气-液溶胶 如雾,云,按胶体溶液的稳定性分类,1.憎液溶胶,半径在1 nm100 nm之间的难溶物固体粒子分散在液体介质中,有很大的相界面,易聚沉,是热力学上的不稳定体系。,一旦将介质蒸发掉,再加入介质就无法再形成溶胶,是 一个不可逆体系,如氢氧化铁溶胶、碘化银溶胶等。,这是胶体分散体系中主要研究的内容。,2.
3、亲液溶胶,半径落在胶体粒子范围内的大分子溶解在合适的溶剂中,一旦将溶剂蒸发,大分子化合物凝聚,再加入溶剂,又可形成溶胶,亲液溶胶是热力 学上稳定、可逆的体系。,溶胶的特性,(1)特有的分散程度,粒子的大小在10-910-7m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光现象。,(2)多相不均匀性,具有纳米级的粒子是由许多离子或分子聚结而成,结构复杂,有的保持了该难溶盐的原有晶体结构,而且粒子大小不一,与介质之间有明显的相界面,比表面很大。,(3)热力学不稳定性,因为粒子小,比表面大,表面自由能高,是热力学不稳定体系,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。,溶胶的制备,制备溶胶必须使分散相粒子的大小落在胶体分散体系的范围之内,并加入适当的稳定剂。制备方法大致可分为两类:,(1)分散法 用机械、化学等方法使固体的粒子变小。,(2)凝聚法 使分子或离子聚结成胶粒,第二节 溶胶的制备与净化 Preparation & Purification of Sols,溶胶的制备-研磨法,1.研磨法 用机械粉碎的方法将固体磨细。,这种方法适用于脆而易碎的物质,对
4、于柔韧性的物质必须先硬化后再粉碎。例如,将废轮胎粉碎,先用液氮处理,硬化后再研磨。,胶体磨的形式很多,其分散能力因构造和转速的不同而不同。,转速约每分钟1万2万转。,A为空心转轴,与C盘相连,向一个方向旋转,B盘向另一方向旋转。,分散相、分散介质和稳定剂从空心轴A处加入,从C盘与B盘的狭缝中飞出,用两盘之间的应切力将固体粉碎,可得1000 nm左右的粒子。,盘式胶体磨,溶胶的制备-胶溶法,胶溶法又称解胶法,仅仅是将新鲜的凝聚胶粒重新分散在介质中形成溶胶,并加入适当的稳定剂。,这种稳定剂又称胶溶剂。根据胶核所能吸附的离子而选用合适的电解质作胶溶剂。,这种方法一般用在化学凝聚法制溶胶时,为了将多余的电解质离子去掉,先将胶粒过滤,洗涤,然后尽快分散在含有胶溶剂的介质中,形成溶胶。,2.胶溶法,例如:,溶胶的制备-超声分散法,3.超声分散法,这种方法目前只用来制备乳状液。,如图所示,将分散相和分散介质两种不混溶的液体放在样品管4中。样品管固定在变压器油浴中。,在两个电极上通入高频电流,使电极中间的石英片发生机械振荡,使管中的两个液相均匀地混合成乳状液。,溶胶的制备-电弧法,电弧法主要用于制备金
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