胶体和界面化学1-6

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界面化学与胶体科学

界面化学与胶体科学

界面化学与胶体科学界面化学与胶体科学是一门研究物质在界面上行为的学科,它广泛应用于化学、材料科学、生物技术等领域。

本文将介绍界面化学与胶体科学的基本概念、研究内容和应用前景。

一、界面化学的基本概念界面化学是研究物质在两相界面上相互作用和传递的学科。

在界面上,不同相的物质会发生各种各样的相互作用,如分子间的吸附、扩散、电荷转移等,这些过程决定了物质在界面上的性质。

界面化学研究的对象包括气液、液液、固液等各种界面。

二、胶体科学的基本概念胶体科学研究的是胶体系统,即由两种或多种物质组成的具有连续介质性质的复相系统。

胶体系统的一个重要特点是存在着分子大小在1纳米到1微米范围内的颗粒。

胶体科学主要研究胶体颗粒的形成、性质和应用。

三、界面化学与胶体科学的关系界面化学和胶体科学在很大程度上是相互关联的。

在胶体系统中,胶体颗粒会与界面相互作用,界面化学的理论和方法可以解释胶体系统中的界面现象;而界面化学的研究成果也为胶体科学提供了理论基础和实验手段。

可以说,界面化学为胶体科学提供了基本的原理和方法。

四、界面化学与胶体科学的研究内容界面化学与胶体科学的研究内容包括以下几个方面:1. 界面活性剂:界面活性剂是一类能够在两相界面上降低表面张力的物质,常见的有表面活性剂、胶体活性剂等。

界面活性剂的分子结构和特性对其在胶体系统中的应用起着重要的影响。

2. 胶体颗粒的合成和表征:胶体颗粒的形成方法多种多样,包括化学合成、物理法合成等。

同时,通过各种手段对胶体颗粒进行表征,如粒径分布、形态特征等,可以了解其性质和应用潜力。

3. 界面现象的研究:界面现象是界面化学与胶体科学的核心内容之一。

界面上的吸附、扩散、分离等过程都是界面现象,研究这些现象可以揭示胶体系统的宏观性质。

4. 胶体的应用:胶体科学的研究成果在材料科学、化学、生物技术等领域具有广泛的应用前景。

例如,通过调控胶体颗粒的形态和结构,可以制备新型的材料,如纳米颗粒、胶体晶体等。

胶体与界面化学

胶体与界面化学

第一章 胶体和界面简介
❖因而许多人把这一年视为胶体化学正式成为一门 独立学科的一年。接着Freundlich(弗罗因德利希) 和Zsigmondy(席格蒙迪)先后出版了他们的名著 《毛细管化学》(1909)和《胶体化学》(1902)。
1915年Wolfgang Ostwald称胶体和界面科学内容
为 “被忽视尺寸的世界”。是一种边缘科学的领域
第一章 胶界普遍存在的现象。二者密不可分。 因此对胶体和界面现象的研究是物理化学基本原 理的拓展和应用。从历史角度看,界面化学是胶 体化学的一个最重要的分支,随着科学的发展, 现今界面化学已独立成一门科学,有关“界面现 象”或“胶体与界面现象”的专著在国内外已有 多种版本。本课程主要介绍与界面现象和胶体有 关的物理化学原理及应用。它包括各种相界面和 表面活性剂胶体的相关特性和理论。
这些成品及其制作过程都与胶体化学密切相关。 1809年,俄国化学家Scheele(舍勒)发现了土粒的 电泳现象;1829年英国植物学家Brown(布朗)观 察到花粉的布朗运动。此后,许多人相继制备了各 种溶胶,并研究了它们的性质。
胶体化学作为一门学科来说,它的历史比较一致的 看法是从1861年开始的,创始人是英国科学家
胶体与界面化学
第一章 胶体和界面简介
一、胶体和界面化学的发展简史 胶体化学是物理化学的一部分,和物理化学又紧 密相关,近年来发展成为一门专门的学科,与生 产和生活实际联系之紧密和应用之广泛是化学学 科中任一分支不能比拟的。北京大学的戴乐荣专 门写文章论述了胶体化学的重要性。物理化学和 胶体化学式属于同一范畴。二者的区分在于研究 的对象不同,物理化学主要研究大块相和分子、 离子分散体系,而胶体化学研究的对象,其质点 大小在10-6-10-7cm范围内的高度分散的体系,因 此将物理化学和胶体化学联系起来,对物质全部 分散态的研究才能完成。

胶体与界面化学的基本概念和应用

胶体与界面化学的基本概念和应用

胶体与界面化学的基本概念和应用胶体与界面化学是一个跨学科的领域,它研究的是界面和介质之间的相互作用,涉及到物理学、化学、材料科学和生物学等多个学科。

在工业、生产和科研中,胶体与界面化学的应用十分广泛。

本文将介绍胶体与界面化学的基本概念和应用。

一、胶体的基本概念胶体是由两种或两种以上的物质所组成的分散体系,其中一种物质是连续的相,另外一种物质是弥散的相。

胶体的具体形态非常复杂,可以是膏状、凝胶状甚至是液体状等。

胶体分为溶胶、凝胶和气溶胶三种类型。

溶胶是由纳米尺度的粒子组成的分散体系,其中的纳米粒子可以任意分散在连续相中。

这种溶胶被广泛应用于纳米材料制备、生物医学、电子学和环境治理等领域。

凝胶是由粒子或聚合物所组成的网络结构,可以吸收水分使得凝胶体积膨胀。

这种凝胶广泛应用于医药、生物医学和环保等领域。

气溶胶是由气态物质组成的胶体,其中气体是弥散的相,液滴或固体微粒是连续相。

这种物质特征可以用于制备高分辨率材料和催化剂等。

二、表面活性剂表面活性剂是一种介于水和油之间的物质,具有分散和乳化作用。

分散作用是指表面活性剂可以将水性物质分散到水中,或将油性物质分散到油中。

乳化作用则指它能够将油性物质微细地分散在水中,形成乳液。

表面活性剂由亲水性头基和亲疏水性尾基组成。

头基能够与水分子发生氢键作用,而尾基则是由长链烷基或烷基芳基等组成的,可以与油性物质相容。

三、胶体稳定剂胶体稳定剂是一种能够控制胶体性质和稳定分散体系的物质。

它可以防止分散体系中的胶体粒子聚集或沉淀,从而使之保持稳定。

胶体稳定剂的作用可以分为物理和化学两类。

物理作用包括分散、粉化、重聚和聚集等一系列过程。

而化学作用则指的是它们能够与物体发生化学反应,产生光学、电学、化学和生物学等方面的变化。

四、应用胶体与界面化学的应用广泛,包括药物传递、润滑剂、工业催化剂、化妆品等。

以下是此领域中的一些具有代表性的应用。

1. 药物传递胶体化学可以有效地用于制备药物载体。

胶体界面熟记公式

胶体界面熟记公式

《胶体与界面化学》常用公式1. 比表面积(S0):S0 = s/m or S0= s/v2。

表面能σ=(δG /δA)T,P3. Laplace方程4。

Kelvin公式凸液面5.油滴在水中的溶解度6.Gibbs 表面吸附公式液—液界面:气—液界面:7..润湿方程粘附功:(1—74a)浸湿功:(1-75a)铺展系数:(1—76a)8. Clausius—Clapeyron方程式ngmiur吸附等温式10。

Freundlich 吸附等温式11..Henry 吸附等温式θ=H p12..二常数BET吸附等温式13.。

吸附剂在稀溶液中的吸附量:14。

布朗运动位移公式15。

Fick第一定律第二定律16.爱因斯坦扩散定律17。

斯托克斯球体阻力:f球=6πηr,18. 等效圆球阻力系数:19。

粒子溶剂化效应:20.Stokes球形粒子沉降速度方程式21.沉降系数比22.由沉降系数比S和扩散系数D, 求粒子的摩尔质量M的公式:23.沉降-扩散平衡方程式24.大分子的稀溶液渗透压:25.德拜-尤格尔近似方程:(Ψ0<25。

7mv,距固体表面为x处的电位分布)26. 扩散双电层的厚度27. Hückel电泳淌度公式(球形粒子κa<0。

1)28斯莫鲁霍夫斯基(Smoluchowski)电泳淌度公式(κa>100)29. 粒子表面上的ξ电位:30.HLB值的计算1、基数法:适用于阴离子型和非离子型表面活性剂。

计算公式:HLB=∑H–∑L+7 (5-18)2、重量百分数法适用于聚氧乙烯基的非离子型表面活性剂计算公式:(5—19)。

造纸过程的胶体与界面化学

造纸过程的胶体与界面化学

造纸过程的胶体与界面化学造纸术作为中国古代的四大发明之一,对于人类文明的发展起到了重要的推动作用。

如今,随着科技的进步,现代造纸工业已经发展成为一个高度复杂且精细的产业。

在这个过程中,胶体与界面化学发挥着不可忽视的作用。

本文将探讨造纸过程中胶体与界面化学的原理及应用。

一、胶体化学在造纸过程中的应用胶体化学是研究胶体体系的科学,胶体系由胶体颗粒分散在连续介质中形成。

在造纸过程中,纸张的形成就是纤维、填料和其他添加剂在水中形成胶体态的过程。

因此,胶体化学对于纸张的形成和性能具有重要影响。

首先,纤维在造纸过程中是核心原料,其分散和聚集状态直接影响纸张的匀度和强度。

纤维在水中形成胶体分散体系,需要通过胶体化学原理来调控纤维的分散和聚集,以获得理想的纸张结构。

其次,填料和添加剂也是造纸过程中不可或缺的成分。

它们可以改善纸张的光学性能、印刷性能和其他特殊性能。

这些添加剂在纸张中的分散和分布同样受到胶体化学原理的调控。

二、界面化学在造纸过程中的应用界面化学是研究不同相之间界面现象的科学,在造纸过程中涉及到液-液界面、固-液界面等多种界面现象。

这些界面现象对于纸张的性能和加工过程具有重要影响。

在造纸过程中,纤维、填料和其他添加剂需要在水中充分分散,然后经过压榨、干燥等工序形成纸张。

在这个过程中,纤维之间的相互作用、纤维与填料和添加剂之间的相互作用都涉及到界面化学问题。

通过调控这些界面相互作用,可以改善纸张的强度、韧性、吸水性等关键性能指标。

此外,在造纸过程中使用的各种化学品(如助留剂、助滤剂、湿强剂等)也涉及到界面化学问题。

这些化学品需要在纸张形成过程中与纤维、填料等组分发生相互作用,以实现特定的功能。

界面化学原理可以帮助我们理解和调控这些相互作用,从而提高造纸过程的效率和纸张的性能。

三、总结与展望总的来说,胶体与界面化学在造纸过程中发挥着重要作用。

通过深入研究胶体与界面化学原理,我们可以更好地理解和调控造纸过程中的各种物理和化学现象,从而提高纸张的性能和降低生产成本。

界面化学与胶体科学

界面化学与胶体科学

界面化学与胶体科学界面化学与胶体科学涉及研究物质在界面和胶体状态下的性质和现象。

这两个研究领域在化学、物理、材料等多个学科领域中具有重要地位,对于探索物质的微观世界、开发新型材料、改善生产技术等具有重要的理论和应用意义。

一、界面化学界面化学是研究各种相之间分界面的性质和变化规律的学科。

在物质的固态、液态和气态之间,常常存在着一些相互分隔的表面,这些表面即为界面。

例如,液体和固体之间的表面称为固液界面,液体和气体之间的表面称为液气界面。

界面化学主要研究这些表面的结构、性质和相互作用,探讨分子在表面上的吸附、聚集和反应等过程,为理解物质的性质和相互作用提供了重要的理论支持。

二、胶体科学胶体科学是研究胶体和胶体溶液的物理化学性质及其应用的学科。

胶体是一种介于溶液和悬浮液之间的物质状态,其特点是颗粒粒径在1-1000纳米之间。

在胶体状态下,颗粒与溶液之间的相互作用起着至关重要的作用,这些相互作用通常由电荷、疏水性等因素所决定。

胶体科学研究胶体颗粒的形态、结构、稳定性,控制颗粒间相互作用的方法,从而开发出具有特殊性能的新型材料,如纳米颗粒、胶体纳米晶体等。

三、界面化学与胶体科学的应用界面化学和胶体科学在生物医药、材料科学、环境保护、食品工业等领域有着广泛的应用。

例如,通过界面化学的研究,可以改善药物的输送方式,提高药物的生物利用度和疗效;胶体科学的研究有助于开发具有特殊功能的纳米颗粒,用于医学诊断、疗法和组织工程;此外,在油田开发、纳米材料合成、废水处理等方面,界面化学和胶体科学也发挥着重要作用。

四、结语界面化学与胶体科学对于理解物质的微观结构和相互作用、开发新型材料、解决环境和能源问题具有重要的科学意义和应用价值。

随着科学技术的不断发展,界面化学与胶体科学必将继续推动材料科学、生物医药、能源环境等领域的发展,并为人类社会的可持续发展作出更大的贡献。

胶体与界面化学

胶体与界面化学

生长过程消耗溶质量大,易形成大沉淀。 5、电动现象:①电泳:在外电场的作用下,带电胶粒在介质中定向移动②电渗:外电场作用下,分散介质通过 多孔膜或极细的毛细管而运动。 6、胶体表面电荷的来源:①电离②离子吸附③离子不等量溶解④晶格取代⑤摩擦带电 7、双电层理论:胶核的静电作用把溶液中的反离子吸附到其周围。①表面电势:②Stern 电势:stern 面的电势 ③电动电势:当分散相粒子和液体介质相对运动时,产生的电位差 8、 电势的影响因素:①无机盐浓度②PH③交换性阳离子 9、胶体的稳定性:DLVO 理论:①范得华引力势能②斥力势能 10、影响聚结稳定性的因素:反离子的价数:电解质的聚沉能力与反离子的 6 次方成反比。离子的大小:离子 半径越小,越易靠近颗粒表面,聚沉能力越强 11、空间稳定理论:颗粒表面高聚物的存在,会使颗粒间产生一种新的斥力势能,阻止胶粒聚集,称空间稳定 作用 第五章表面活性剂 1、亲水基:离子头、极性基团、EO 链。亲油基:烷基、PO 链、酯基 2、SAa 简述:I.阴离子 SAa:A:羧酸盐 B:磺酸盐 C:硫酸脂盐 D:磷酸脂盐 II.阳离子 SAaA:季铵盐 B:吡啶盐 9、临界胶团浓度是表面活性剂溶液开始大量形成胶团的浓度 10、同系物中,疏水链长增加,cmc↓ 11、无机盐使离子型 SAa 的 cmc 显著降低(反离子与胶团结合,电性的排斥作用削弱)对非离子型 SAa 的 cmc 影响不如对离子型 SAa 明显,电解质浓度较高时才产生可觉察效应。 12、HLB 值的概念:亲水亲油平衡值 (1)基团数法或基数法:HLB 值是由表面活性剂分子中各种结构基团贡献的总和,则每个基团对 HLB 值的贡献可 用数值表示,此数值称为 HLB 基团数(group number)或基数。 HLB=∑(亲水基团 HLB)-∑(亲油基团 HLB)+7 (2)质量分数法:对聚氧乙烯基的非离子型表面活性剂。计算式为: 亲水基质量 HLB= 20 亲水基质量 亲油基质量 13、Saa 的重要作用:加溶作用、润湿作用、乳化和破乳作用、分散和絮凝作用。

胶体与界面化学

胶体与界面化学

胶体与界面化学胶体和界面化学是化学学科中的两个非常重要的分支,主要研究物质的表面性质和界面现象。

胶体是基于二相(固体-液体、液体-液体、气体-液体、气体-固体)的分散体系,粒径大小在1nm至1μm之间。

而界面是指两种不同物质之间的分界面,如液体表面、气液界面、固液界面等。

胶体在我们的日常生活中经常出现,许多熟悉的物质,例如牛奶、血液、纸张、涂料、乳化油等都是胶体。

从宏观上看,它们呈现出悬浮于溶液中的微小颗粒。

从微观上看,它们是由分散相和连续相构成的,其中分散相是微小的颗粒,而连续相是包含分散相的介质。

分散相和连续相的界面称为胶体界面。

由于分散相和连续相具有不同的物理化学性质,所以胶体系统具有独特的性质和功能。

同时,胶体系统也是许多工业和生命科学应用的基础。

在胶体科学中,胶体的稳定性是一个重要的问题。

胶体的稳定性对于胶体颗粒的协同作用、胶体的转变以及物质交换过程起着重要的作用。

一些常用的稳定性机制包括DLVO理论、生物分子作用力和电场效应等。

DLVO理论是阐述胶体相互作用的基本理论之一,该理论将胶体相互作用分为库仑相互作用和范德华力相互作用,并进一步阐述了胶体的凝聚和稳定机制。

生物分子作用力是通过分子间的特定相互作用来影响胶体的聚集和构型变化,其中最重要的可能是疏水作用和静电相互作用。

电场效应引入背景电场的影响,在胶体交互作用的过程中,背景电场能够影响胶体的相互作用,使之更加复杂。

界面化学是一个研究物质表面性质和表面现象的学科,它广泛应用于化学、物理学、材料科学等不同领域。

界面的性质和现象在许多领域中都是非常重要的,如表面活性剂、液晶、合金材料、催化剂、表面吸附等。

在界面化学中,一个非常重要的概念是表面张力。

表面张力是指液体表面上分子间相互作用力造成的张力。

这种力量会导致液体分子在表面聚集起来,使得表面变为一个弹性值。

表面张力是界面现象中最重要的物理性质之一,它对液滴、泡沫、生物膜等物质的稳定性起着决定性的作用。

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胶体在自然界尤其是生物界普遍存在,应用很广泛。

界面: 是自然界普遍存在的一种可见的存在状态。固固,液-固,液-液,液-气等
第一章 胶体和界面简介
三、胶体和界面的分类

1、Ostwald分类:按分散相质点的大小不同可将 分散体系分成以下三类:
类型 特征 不能穿过滤纸,无扩散能力,不 能穿过渗析膜,在显微镜下可见 能穿过滤纸,稍有扩散能力,不 能穿过渗析膜,在显微镜下不可 见,超显微镜下可见 能穿过滤纸,扩散能力强,能穿 过渗析膜,在显微镜和超显微镜 下均不可见
s-g l-s l-g cos
第一章 胶体和界面简介
1806年,拉普拉斯(place)导出了弯曲 液面两边附加压力与界面张力和曲率半径的关 系.可用该公式解释毛细管现象。
Ps ( 1' 1' ) R1 R2
1869年普里(A.Dapre)研究了润湿和黏附现象,将 黏附功与界面张力联系起来。

固 固
凝胶(固态泡沫)
凝胶(固态乳状液) 凝胶(固态悬浮液)

第一章 胶体和界面简介
在Graham(格雷厄姆)之后四十多年,俄国化学 家Benmaph(本麦夫)用200多种物质做试验,证 明无论任何物质都可制成晶体状态也可制成胶体 状态。例如,典型的结晶物质氯化钠在水中形成 真溶液,在酒精中则可形成胶体溶液。因此,晶 体与胶体并不是不同的两类物质,而是物质的两 种不同的存在状态。由扩散慢和不能透过半透膜 这些特性可以推断,胶体溶液小的质点不是以小 分子,而是以大粒子的形式分散在介质中. 被分散的物质——分散相; 另一种物质——分散介质
胶体化学是一门古老而又年轻的科学。
古埃及利用木材浸水膨胀来破裂山岩(界面)
圣经记载奇异的云和雾(气溶胶) 古埃及壁画中工人用一些液体润滑巨大的石块(界面润滑)
希伯来奴隶用黏土造转(胶体)
1777年瑞典化学家做木炭吸附气体的实验(界面吸附)有
史以前,我们的祖先就会制造陶器;汉朝已能利用天然高 聚物纤维造纸;后汉时又发明了墨(分散体系);其它像 做豆腐、面食以及药物的制剂等等在我国都有悠久的历史。
第一章 胶体和界面简介
同胶体化学一样,界面化学也是一门古老而又年轻的 科学。它是研究界面的物理化学规律及体相与表相 的相互影响关系的一门学科。历史上对界面现象的 研究是从力学开始的,十九世纪初形成了界面张力 的概念。最早提出界面张力概念的是 由T.Young 于 1805提出,他指出,体系中两个相接触的均匀流体, 从力学的观点看就象是被一张无限薄的弹性膜所分 开,界面张力则存在于这一弹性膜中。杨还将界面 张力概念推广应用于有固体的体系,导出了联系 气—液、固—液、固—气界面张力与接触角关系的 杨氏方程。
根据实验结果的推断:
◆胶体是一定分散范围内物质存在的一种状态, 而不是物质固有的特性。它的一相或多相以一定 大小(10-7~10-9m)分散于另一连续相中, ◆胶体是高度分散的体系,具有很大的表面积 ◆有扩散慢和不能透过半透膜,推断胶体溶液中的 质点不是以小分子而是以大粒子形式分散在介质 中 ◆胶体粒子在重力场中不沉降或沉降速度极慢, 推断分散质点不会太大,约1nm-1μm
胶体与界面化学
—物理化学专业 魏西莲
第一章 胶体和界面简介
一、胶体和界面化学的发展简史 胶体化学是物理化学的一部分,和物理化学又紧 密相关,近年来发展成为一门专门的学科,与生 产和生活实际联系之紧密和应用之广泛是化学学 科中任一分支不能比拟的。北京大学的戴乐荣专 门写文章论述了胶体化学的重要性。物理化学和 胶体化学式属于同一范畴。二者的区分在于研究 的对象不同,物理化学主要研究大块相和分子、 离子分散体系,而胶体化学研究的对象,其质点 大小在10-6-10-7cm范围内的高度分散的体系,因 此将物理化学和胶体化学联系起来,对物质全部 分散态的研究才能完成。
第一章 胶体和界面简介
现今我们所用的一些名词,如溶胶(sol)、凝胶 (gel)、胶溶(peptization)、渗析(dialysis)、 离浆(syneresis)都是Graham提出的。尽管在这一 时期积累了大量的经验和知识,但胶体化学真正为人 们所重视并获得较大的发展是从1903年开始的。这时 Zsigmondy(奥地利,席格蒙迪)发明了超显微镜, 肯定了溶胶的一个根本问题——体系的多相性,从而 明确了胶体化学是界面化学。1907年,德国化学家 Ostwald(德国,奥斯特瓦尔德)创办了第一个胶体化 学的专门刊物—《胶体化学和工业杂志》.第一章 胶体和界面简介
因而许多人把这一年视为胶体化学正式成为一门
独立学科的一年。接着Freundlich(弗罗因德利希) 和Zsigmondy(席格蒙迪)先后出版了他们的名著 《毛细管化学》(1909)和《胶体化学》(1902)。 1915年Wolfgang Ostwald称胶体和界面科学内容 为 “被忽视尺寸的世界”。是一种边缘科学的领域 近几十年来,由于实验技术的不断发展(像超离心 机、光散色、X射线、多种电子显微镜、红外线以 及各种能谱等的应用),又使胶体和表面化学在微 观研究中跃进了一大步。
第一章 胶体和界面简介
2. 按照分散相和分散介质聚集状态的不同进行分类
分散相 液 固 气 液 固 分散介质 气 气 液 液 液 名称 气-液溶胶 气-固溶胶 泡沫 乳状液、微乳液 溶胶、悬浮液 实例 雾 烟、尘 灭火泡沫 原油、牛奶 金溶胶、油漆、 泥浆 面包/泡沫塑料 珍珠 合金/有色玻璃

液 固
这些成品及其制作过程都与胶体化学密切相关。 1809年,俄国化学家Scheele(舍勒)发现了土粒的 电泳现象;1829年英国植物学家Brown(布朗)观 察到花粉的布朗运动。此后,许多人相继制备了各 种溶胶,并研究了它们的性质。 胶体化学作为一门学科来说,它的历史比较一致的 看法是从1861年开始的,创始人是英国科学家 Thomas Graham(汤姆斯 格雷厄姆) ,他系统研 究过许多物质的扩散速度,并首先提出晶体和胶体 (colloid)的概念,制定了许多名词用来形容他所 发现的事实。
第一章 胶体和界面简介
二、
胶体:
胶体和界面的定义
Ostwald定义:胶体是一种尺寸在 1~100nm以至1000 nm的分散体系。它既不 是大块固体,又不是分子分散的液体,而是 具有两相的微不均匀的分散体系。


将一把泥土放到水中,大粒的泥沙很快下沉,浑浊的细小 土粒受重力的影响最后也沉于容器底部,土中的盐类则 溶解成真溶液.但是,混杂在真溶液中还有一些极为微小 的土壤粒子, 既不下沉,也不溶解,人们把这些即使在显 微镜下也观察不到的微小颗粒称为胶体颗粒,含有胶体 颗粒的体系称为胶体体系. 胶体化学,狭义的说,就是研究这些微小颗粒分散体系的 科学。
粒子 大小 粗分散体系 大于 100nm (悬液、乳液) 胶体分散体系 1~ (溶胶、微乳液) 100nm 分子分散体系 (真溶液) 小于 1nm
说明:
(1)以显微镜下能否看见作为划分胶体分散
体的判据是比较客观的,若以此为标准,胶 体分散体的尺寸应该为1~200nm。 (2)粗分散体系和胶体分散体系均属于胶体 体系。
1861年,英国化学家T. Graham首先提出了“胶 体”这个名词,确立了一门科学。
1902年,发明了超显微镜,首次观察到溶胶中粒 子的运动,证明了溶胶的超微不均匀性; 1902年《胶体化学》一书出版; 1907年,第一本胶体化学杂志《胶体化学和工业 杂志》出版; 1922年,将高分子从胶体中分离出去; 1970年后,胶体化学发展迅速。
Pa 2 M RT ln a p0
在1913—1942年期间,美国科学家兰茂尔(Langmuir)在 界面科学领域做出了杰出的贡献,特别是对吸附、单分子 膜的研究尤为突出。他于1932年获诺贝尔奖,被誉为界面 化学的开拓者。后来有一本专门的杂志《Langmuir
》.
界面化学的统计力学研究是1893年从范德华开始的,范德华 认识到在界面层中密度实际上是连续变化的。他应用了局 部自由能密度的概念,结合范德华方程,并引入半经验修 正,从理论上研究了决定于分子间力的状态方程参数与界 面张力间的关系。50年代以后,界面现象的统计力学研究 经过勃夫(F.Buff)、寇克伍德(Kirkwood)、哈拉西玛 (Harasima)等的研究工作,取得了实质性的进展。
Wa l-g sg ls
界面热力学的奠基人吉布斯(Gibbs)在1878年提出 了界面相厚度为零的吉布斯界面模型,他还导出了联 系吸附量和界面张力随体相浓度变化的普遍关系式即 著名的吉布斯吸附等温式。
d RT i(1) d ln ai
i
1859年,开尔文(Kelvin)将界面扩展时伴随的热效 应与界面张力随温度的变化联系起来。后来,又导出 蒸汽压随界面曲率的变化的方程即著名的开尔文方程
第一章 胶体和界面简介
胶体指的是具有很大比表面的分散体系。 界面现象是自然界普遍存在的现象。二者密不可分。 因此对胶体和界面现象的研究是物理化学基本原 理的拓展和应用。从历史角度看,界面化学是胶 体化学的一个最重要的分支,随着科学的发展, 现今界面化学已独立成一门科学,有关“界面现 象”或“胶体与界面现象”的专著在国内外已有 多种版本。本课程主要介绍与界面现象和胶体有 关的物理化学原理及应用。它包括各种相界面和 表面活性剂胶体的相关特性和理论。
目前有关胶体和界面的杂志
1. Current opinion in colloid & interface science (5.493)
2. Advances in colloid and interface science(5.333) 3. Journal of colloid and interface science (2.443) 4. Colloids and surfaces A-physicochemical and engineering aspects (1.926) 5. Colloids and surfaces B-biointerfaces ( 2.593 ) 6. Surface and interface analysis (1.209) 7. Colloid and polymer science (1.736) 8. Journal of Dispersion Science and Technology (0.65) 9. Colloid journal (0.56) posite interfaces (0.69) 11. Langmuir (4.097) ★国内目前尚无一本正式出版的胶体与界面化学杂志
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