物化下册14章胶体与大分子溶液
169页1、物理化学电子教案第十四章,胶体分散系统和大分子溶液,14.1 胶体和胶体的基本特性,第十四章 胶体分散系统和大分子溶液,14.2 溶胶的制备和净化,14.3 溶胶的动力性质,14.4 溶胶的光学性质,14.5 溶胶的电学性质,14.7 溶胶的稳定性和聚沉作用,14.8 乳胶液,14.9 凝胶,14.10 大分子溶液,14.6 双电层理论和 电势,14.11 Donnan平衡和聚电解质溶液的渗透压,* 14.12 流变学简介,* 14.13 纳米粒子,第十四章 胶体分散系统和大分子溶液,例如:云,牛奶,珍珠,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 (dispersed phase),,另一种物质称为分散介质 (dispersing medium)。,分散相和分散介质,什么是胶体分散系统?,按分散相粒子的大小,通常有三种分散系统,1.分子分散系统,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,分子半径在1 nm 以下 。,2.胶体分散系统,分散相粒子的半径在1 nm100 nm之间,目测是均匀的,但实际是多相不均匀系统。也有的将
2、 1nm 1000 nm之间的粒子归入胶体范畴。,3.粗分散系统,当分散相粒子大于1000 nm,目测是混浊不均匀系统,放置后会沉淀或分层。,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。,所谓宏观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(半径大于1微米),而上限则是无限的。,所谓微观是指上限为原子、分子,而下限则是一个无下限的时空。,在宏观世界与微观世界之间,有一个介观世界,在胶体和表面化学中所涉及的超细微粒,其大小、尺寸在1nm-100nm之间,基本上归属于介观领域。,14.1 胶体和胶体的基本特性,分散系统的分类,根据胶体系统的性质至少可分为两大类:,(1)憎液溶胶,系统具有很大的相界面,很高的表面Gibbs自由能,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成,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,因而是热力学中的不稳定和不可逆系统。,本章主要讨论憎液溶胶,14.1 胶体和胶体的基本特性,分散系统的分类,根据胶体系统的性质至少可分为两大类:,(2)亲液溶胶,大(高)分子化合物的
3、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Tyndall效应等等),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,因而它是热力学中稳定、可逆的系统。,14.1 胶体和胶体的基本特性,分散系统的分类,若根据分散相和分散介质的聚集状态进行分类,1. 液溶胶,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,14.1 胶体和胶体的基本特性,分散系统的分类,若根据分散相和分散介质的聚集状态进行分类,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,14.1 胶体和胶体的基本特性,分散系统的分类,若根据分散相和分散介质的聚集状态进行分类,3. 气溶胶,将气体作为分散介质所形成的溶胶。当分散相为
4、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系统,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,憎液溶胶的特性,(1)特有的分散程度,粒子的大小在1100 nm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)易聚结不稳定性,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。,胶团的结构,形成憎液溶胶的必要条件是:,(1)分散相的溶解度要小;,(2)还必须有稳定剂存在,否则胶粒易聚结而 聚沉。,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聚结形成胶粒的中心,称为胶核;,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,在紧密层外形成反号离子的包围圈,从而形成了带与紧密层相同电荷的胶粒;,胶粒与扩散层中的反号离子,形成
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