10-第十章 胶体化学

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原因分析： 原因分析： 可见光波长λ＝ 可见光波长 ＝400～700nm ～
紫外光波长:400nm以下；红外光波长大于760nm.
粗分散体系a>>λ可见光 （反射光） 反射光） 粗分散体系 (散射光） 散射光） 胶体体系 a< λ可见光 散射光 a<< λ可见光 (透射光） 透射光） 真溶液 透射光 应用：利用丁达尔效应原理制出了超显微镜。 应用：利用丁达尔效应原理制出了超显微镜。 丁达尔效应原理制出了超显微镜
图10－20（b) 胶团公式 － （ 负溶胶； 正溶胶） 上： AgI负溶胶；下：AgI正溶胶） 负溶胶 正溶胶
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胶核 胶粒 胶团
图10－20c .AgI负溶胶的胶团结构及示意图 － 负溶胶的胶团结构及示意图 过量， （KI过量，作为为稳定剂） 过量 作为为稳定剂）
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例如： 云
牛奶
珍珠
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2.分散系统的分类
⑴按分散相粒子的大小分
a(n
m) <1 1~ 100 类型 真溶液 胶 大分子化 体 合物溶液 分 溶胶 散 系 统 分散相 离子， 离子， 小分子 大分子 胶粒 性质 均相，稳定， 均相，稳定，扩散快 均相，稳定， 均相，稳定，扩散慢 举例 食盐水溶 液 蛋白质溶 液
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4.沉降与沉降平衡 4.沉降与沉降平衡
沉降——重力场作用 颗粒↓ 重力场作用， ⑴沉降——重力场作用，颗粒↓沉积 ⑵沉降平衡—— 分散相粒子本身的重力使 沉降平衡 粒子沉降； 粒子沉降；而介质的粘度及布朗运动引起的 扩散作用阻止粒子下沉； 扩散作用阻止粒子下沉；两种作用相当时达 到平衡。 到平衡。 沉降平衡是一个动态平衡 沉降速度＝扩散速度）。 （沉降速度＝扩散速度）。
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AgNO 3 + KI → AgI + KNO 3
NO3Ag + NO3Ag + Ag +
NO3-
（AgI）m ）
NO3图10－20a AgI正溶胶的胶团结构及示意图 － 正溶胶的胶团结构及示意图
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过量，作为稳定剂） （AgNO3过量，作为稳定剂）
Ag +
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2.布朗运动——热运动的体现 ——热运动的体现
（胶粒在分散介质中总是进行着无规则的永不停息的热运动）。 胶粒在分散介质中总是进行着无规则的永不停息的热运动）。
图10-16
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布朗运动(a)
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产生布朗运动的原因是分散介 质分子对胶粒撞击的结果。 质分子对胶粒撞击的结果。受介质 分子的热运动的撞击，在某一瞬间， 分子的热运动的撞击，在某一瞬间， 它所受的来自各个方向的撞击力不 会互相抵销，如图所示， 会互相抵销，如图所示，加上粒子 自身的热运动。因而，它在不同的 自身的热运动。因而， 时刻以不同速度、 时刻以不同速度、不同方向作无规 则运动。 则运动。
图10-16布朗运动
(b)
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3.扩散 浓度扩散（ 低浓） 3.扩散——浓度扩散（高浓 低浓） 浓度扩散 高浓→低浓
溶胶粒子的布朗运动会引起溶胶中分散相粒 子的扩散作用。 子的扩散作用。 所谓扩散， 所谓扩散，是指溶胶粒子从高浓度区向低浓 度区定向迁移现象， 度区定向迁移现象， 扩散的推动力是浓度梯度。 扩散的推动力是浓度梯度。即胶粒从高浓度 处向低浓度处扩散是自发的。 处向低浓度处扩散是自发的。
胶粒的形状（不一定都是球形）
例如：（1）聚苯乙烯胶乳是球形质点 （2） V2O5 溶胶是带状的质点 （3） Fe(OH)3 溶胶是丝状的质点
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图10.20d
胶粒的形状
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§10.4 溶胶的稳定性和聚沉
1.溶胶的稳定性 1.溶胶的稳定性
布朗运动， ⑴动力学稳定性——布朗运动，扩散作用，使胶粒均 动力学稳定性 布朗运动 扩散作用， 匀分布不下沉。 匀分布不下沉。 胶粒带电的稳定作用——ζ电位的存在 电位的存在， ⑵胶粒带电的稳定作用——ζ电位的存在，使胶粒带 双电层之间存在电性斥力（ 电，双电层之间存在电性斥力（将阻止两个相邻胶 粒的聚结）。 粒的聚结）。 溶剂化的稳定作用——双电层中的反离子都是水化 ⑶溶剂化的稳定作用 双电层中的反离子都是水化 离子，形成水化层，水化层有定向排列结构， 离子，形成水化层，水化层有定向排列结构，有弹 性力，可防止胶粒相互间的碰撞挤压而引起的聚沉。 性力，可防止胶粒相互间的碰撞挤压而引起的聚沉。 上述中，后两点尤为重要。 上述中，后两点尤为重要。
或：①液溶胶（分散介质为液体） 液溶胶（分散介质为液体） 固溶胶（分散介质为固体） ②固溶胶（分散介质为固体） 气溶胶（分散介质为气体） ③气溶胶（分散介质为气体）
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3.胶体分散系统
的分散系统； ⑴定义：a=1~100nm的分散系统； 定义： 的分散系统 ⑵胶体分散系统的基本特性 多相，高分散度体系； ①多相，高分散度体系； 热力学不稳定（比表面大，表面能大）。 ②热力学不稳定（比表面大，表面能大）。
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§10.3 溶胶的电学性质 和胶团结构
1.电动现象：外电场作用下，分散相与 1.电动现象：外电场作用下， 电动现象
分散介质发生相对位移。 分散介质发生相对位移。 电动现象是胶粒带电的最好证明。 电动现象是胶粒带电的最好证明。 电泳——外电场作用下，分散相粒子移 外电场作用下， ⑴电泳 外电场作用下 向异电电极； 向异电电极； 电渗——外电场作用下，液体介质移动 外电场作用下， ⑵电渗 外电场作用下 通过多孔介质（而分散相保持不动）。 通过多孔介质（而分散相保持不动）。
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⑷胶团结构
胶核——构成胶粒的最基本的物质的分子（原子） 胶核 构成胶粒的最基本的物质的分子（原子） 构成胶粒的最基本的物质的分子 的聚集体； 的聚集体； 胶粒——胶核 紧密层 胶核+紧密层 胶粒 胶核 胶团——胶粒 分散层（整个胶团呈电中性） 胶粒+分散层 胶团 胶粒 分散层（整个胶团呈电中性） 例如： 例如： 因硝酸银过量（作为稳定剂），胶核表面吸附银离 因硝酸银过量（作为稳定剂），胶核表面吸附银离 ）， 子形成正溶胶， 成为反离子， 子形成正溶胶，NO3-成为反离子，其胶团结构如图 10－20 (a) 所示。 所示。 － 也可用胶团公式表示, 也可用胶团公式表示 图10－20（ b) 。 － （ 所示为负溶胶（ 图10－20 (c)所示为负溶胶（碘化钾过量）。 － 所示为负溶胶 碘化钾过量）。
多相，不稳定， 多相，不稳定，扩散慢 Fe(OH)3 溶胶 多相，不稳定， 泥浆， 多相，不稳定，扩散慢 泥浆，牛 奶
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>100 粗分散系统
粗颗粒
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⑵按分散质（分散相）及分散介质的聚集态分类 按分散质（分散相）
分散相 分散介质 通称 气 液 泡沫 液 液 乳状液 液 溶胶或悬 固 浮液 气 固 固体泡沫 液 固 凝胶 固 固 固溶胶 液 气 气溶胶 固 气 悬浮体 举例 肥皂及灭火泡沫 牛奶及含水原油 银溶胶、油墨、 银溶胶、油墨、泥浆 沸石、泡沫玻璃、泡沫金属 沸石、泡沫玻璃、 珍珠 加颜料的塑料 雾 烟、沙尘暴
4. 胶体化学的研究内容
研究胶体分散系统和粗分散系统的组成和破坏 以及它们的物理化学特性。 以及它们的物理化学特性。 ★本章主要研究： 本章主要研究： 本章主要研究 胶体分散系统（大分子化合物溶液、溶胶）， 胶体分散系统（大分子化合物溶液、溶胶）， 或液溶胶。 或液溶胶。
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§10.2 胶体的光学性质 和动力学性质
1.丁达尔效应 1.丁达尔效应
在暗室中，让一束光线通过一透明溶液， 在暗室中，让一束光线通过一透明溶液，从垂直于 光束的方向观察， 光束的方向观察，可以看到溶胶中显出一浑浊发亮 的光柱（乳光）。 的光柱（乳光）。
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光源
透镜
溶胶
丁达尔效应
丁达尔现象的实质是溶胶对光的散射作用。 丁达尔现象的实质是溶胶对光的散射作用。
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从超显微镜可以获得哪些有用信息？ 从超显微镜可以获得哪些有用信息？
可以测定球状胶粒的平均半径。 （1） 可以测定球状胶粒的平均半径。 间接推测胶粒的形状和不对称性。例如， （2） 间接推测胶粒的形状和不对称性。例如，球状 粒子不闪光， 粒子不闪光，不对称的粒子在向光面变化时有 闪光现象。 闪光现象。 判断粒子分散均匀的程度。粒子大小不同， （3） 判断粒子分散均匀的程度。粒子大小不同，散 射光的强度也不同。 射光的强度也不同。 电泳、 （4） 观察胶粒的布朗运动 、电泳、沉降和凝聚等 现象。 现象。
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图（10－19）a 10－19）
2011-层与分散层之间的滑动面的 ⑵ζ电位 电位 紧密层与分散层之间的滑动面的 电位（电动电势）。 电位与电动现象密切 电位（电动电势）。 ζ电位与电动现象密切 相关（只有相对滑动，才能产生ζ电位 电位)。 相关（只有相对滑动，才能产生 电位 。 ζ＝φ－e ＝ － 式中φ－热力学电位；e——紧密层电位降 式中φ－热力学电位；e——紧密层电位降 电解质对ζ电位和双电层厚度的影响 ⑶电解质对 电位和双电层厚度的影响 加进电解质，其中异电离子产生同性相斥， 加进电解质，其中异电离子产生同性相斥， 将溶液中的异电离子挤进紧密层（ 将溶液中的异电离子挤进紧密层（但δ保持不 保持不 ），使得分散层厚度 使得分散层厚度↓， 电位 。（见图 电位↓。（ 变），使得分散层厚度 ，故ζ电位 。（见图 8－19） － ）
第十章
胶体化学