[理学]第三章 胶体溶液及表面现象
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第二章 表面现象和胶体溶液
高分子溶液
二、高分子化合物溶液的特性
（三）高分子化合物溶液的黏度大
高分子化合物溶液有大的黏度是因为高分子化合物有 线状或分枝状结构，在溶液中能牵引介质使得其运动 困难。 影响高分子黏度的因素有：
1.浓度、2.压力 、3.温度 、4.时间
第三节
高分子溶液
三、高分子化合物对溶胶的保护作用
在溶胶中加入一定量的高分子溶液，能显著地提高溶 胶对电解质的稳定性，这种现象称为高分子溶液对溶胶 的保护作用。
第二节
溶胶
一、溶胶的性质
（三）溶胶的电学性质
1.电泳 这种在外电场作用下，胶体粒子在分散介质 中定向移动的现象称为电泳。
第二节
溶胶
一、溶胶的性质
（三）溶胶的电学性质
2.胶粒带电的原因 带电原因大致有两方面，即胶核 的选择性吸附和表面分子的解离。
（1）胶核的选择性吸附 选择性地吸附分散体系中与其组 成结构相似的离子作为稳定剂，以降低其较高的表面能， 并带上相应的电荷。 （2）胶核表面分子的离解 表面分子会发生部分解离， 把与粒子组成相似的离子吸附到表面上使胶粒带电。
学习小结 学习小结
4. 高分子溶液也属于胶体分散系，是均相的稳定体系 ，聚沉时需大量电解质才能破坏其水合膜。高分子化 合物分子量大，粘度大，具有链状结构，易吸附在胶 粒的表面，对溶胶既有保护作用又有敏化作用。
第二节
溶胶
三、溶胶的稳定性和聚沉 使溶胶聚沉的主要方法有： 2.加入带相反电荷的溶胶 带相反电荷的两种胶体 溶液互相混合时，由于胶粒带的电荷相反，彼此吸 引而互相中和，从而发生聚沉。
3.加热 许多胶体溶液在加热时都能发生聚沉，这 是因为加热增加了胶粒运动速度和粒子间的碰撞机 会，同时降低了胶粒的吸附能力，削弱了胶粒的溶 剂化作用，使胶粒聚沉。
基础化学第三章
高度分散的多相性和热力学不稳定性既是胶体系统的主要特征，又 是产生其它现象的依据。
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第三章 溶液与胶体
基础化学
二、表面现象 表面现象：在任何两相界面上产生的物理化学现象总称为表面现象。
界面：在多相系统中，任意两相间的接触面。 表面：若其中一相为气体，这种界面通常称为表面。
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第三章 溶液与胶体
基础化学
沸点升高值与溶液中溶质的质量摩尔浓度的关系为
式中Kb为沸点升高常数，它只与溶剂的本性有关。bB为溶质的质量摩 尔浓度。 从式(3-8)可以看出，溶液的沸点升高只与溶质的质量摩尔浓度有关， 而与溶质的本性无关。 常见溶剂的沸点Tb及Kb和凝固点Tf及Kf
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第三章 溶液与胶体
基础化学
式中，k为比例常数，说明蒸气压下降只与一定量溶剂中所含溶质 的微粒数有关，而与溶质的本性无关。 应当指出：若溶质不挥发，pA即为溶液的蒸气压；若溶质挥发，pA 则为溶剂A在气相中的分压。 溶液的蒸气压下降原理具有实际意义。如CaCl2、P2O5以及浓H2SO4 等可用作干燥剂的原因就是由于这些物质表面吸收水蒸气后形成了溶 液，其蒸气压比空气中水蒸气压要低。因此，将陆续吸收水蒸气，直 至由于溶液变稀，蒸气压回升与空气的水蒸气相等，从而建立起液-气 平衡为止。
溶液浓度的表示方法
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第三章 溶液与胶体
基础化学
三、摩尔分数 摩尔分数：物质B的物质的量nB除以混合物的物质的量 Σni，用符 i 号xB表示，即
无机化学 胶体溶液【医疗资料】
优秀课件
6
(2) 动力学性质 A. 布朗运动
在超显微镜下观察溶胶时，可看到胶体粒子不断地 上下往来作不规则运动， 这种运动称为Brown运动。
Brown运动实质上是溶胶粒子本身热运动和分散介 质对它不断撞击的总结果。
优秀课件
7
胶粒越小、温度越高、介质黏度越低，Brown运动
越激烈。
Brown运动使胶粒具有一定能量，可以克服重力
的照片哦。
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5
当光线射入粗分散系时，主要发生反射现象， 光线无法透过，可观察到体系呈现浑浊不透明；
当光线射入溶胶时，发生散射现象，在光线的 垂直方向可观察到一条明亮的的光柱；
当光线射入真溶液，光几乎全部透过，整个溶 液是透明的。
Tyndall 效 应 是 溶 胶 的 特 征 ， 可用来区分三类分散系。
优秀课件
9
(3) 电学性质
+
在溶胶内插入两个电极接 通直流电源后，可观察到 胶体粒子的定向移动。这 种在外电场作用下，分散 质粒子在分散剂中的定向 移动称为电泳。
优秀课件
漏斗
-
电极
Fe(OH)3 溶胶， 带正电 U形管
10
Fe(OH)3溶胶的电泳现象
优秀课件
11
通过电泳实验，可以证
明胶粒是带电的，电泳的
胶粒与溶液中的分散剂接触时，表面分子发生 解离，有一种离子进入溶液，而使胶粒带电。
例如，硅酸溶胶的胶粒是由很多硅酸分子 (xSiO2·yH2O) 缩合而成，胶粒表面的 H2SiO3 分 子发生解离，使硅胶粒子带负电。
H2 SiO3
H SiO3 H
优秀课件
14
3. 胶团结构 以Fe(OH)3溶胶为例
理学胶体溶液及表面现象
当半径大于5 m，Brown运动消失。
6
液体分子对胶体粒子的碰撞
7
光学性质（丁达尔现象） 英国物理学家丁达尔(1820～1893年) 发现 一束会聚的强光胶体垂直方向看到一
条发亮的光柱。
8
原理：
光线照射到物体表面时，可能产生两种情况： （1）颗粒的直径远远大于入射光的波长:
此时入射光被完全反射，不出现丁达尔效应； （2）物质的颗粒直径比入射波长小: 则发生光的散射作用而出现丁达尔现象。
胶核
吸附层 扩散层（带正电）
胶粒（带负电）
胶团（电中性） 17
四 溶胶的稳定性和聚沉
溶胶的稳定性 布朗运动 胶粒带电 水化膜
溶胶的聚沉 加入电解质 加入带相反电荷的溶胶 加热
18
注意：胶体的聚沉是不可逆的。 加入电解质聚沉的原因：加入电解质后，吸 附层的反离子增多， 胶粒所带电荷大大减少， 排斥力减弱，使胶粒合并成大颗粒而聚沉。
因为溶胶的粒子直径在1-100 nm，而一般可见光的波长 范围在400 -760 nm，所以可见光通过溶胶时便产生明显 的散射作用。
9
丁达尔现象实例
胶体：云、雾、烟尘
分散剂：空气 分散质：微小的尘埃或液滴
10
电学性质
直流电
电泳—在外电场作用下， 分散质粒子在分散介质 中定向移动的现象
Fe(OH)3 电泳管示意图
[ （AgI )m • n Ag+ • ( n -x ) NO3- ] x+ • x NO3-
胶核 电位离子 反离子
反离子
吸附层
扩散层
胶粒（带正电）
胶团
16
胶团结构
以AgI为例：
AgNO3 + KI = AgI +KNO3 当KI 过量时， 胶粒带负电，胶团结构如下：
6
液体分子对胶体粒子的碰撞
7
光学性质（丁达尔现象） 英国物理学家丁达尔(1820～1893年) 发现 一束会聚的强光胶体垂直方向看到一
条发亮的光柱。
8
原理：
光线照射到物体表面时，可能产生两种情况： （1）颗粒的直径远远大于入射光的波长:
此时入射光被完全反射，不出现丁达尔效应； （2）物质的颗粒直径比入射波长小: 则发生光的散射作用而出现丁达尔现象。
胶核
吸附层 扩散层（带正电）
胶粒（带负电）
胶团（电中性） 17
四 溶胶的稳定性和聚沉
溶胶的稳定性 布朗运动 胶粒带电 水化膜
溶胶的聚沉 加入电解质 加入带相反电荷的溶胶 加热
18
注意：胶体的聚沉是不可逆的。 加入电解质聚沉的原因：加入电解质后，吸 附层的反离子增多， 胶粒所带电荷大大减少， 排斥力减弱，使胶粒合并成大颗粒而聚沉。
因为溶胶的粒子直径在1-100 nm，而一般可见光的波长 范围在400 -760 nm，所以可见光通过溶胶时便产生明显 的散射作用。
9
丁达尔现象实例
胶体：云、雾、烟尘
分散剂：空气 分散质：微小的尘埃或液滴
10
电学性质
直流电
电泳—在外电场作用下， 分散质粒子在分散介质 中定向移动的现象
Fe(OH)3 电泳管示意图
[ （AgI )m • n Ag+ • ( n -x ) NO3- ] x+ • x NO3-
胶核 电位离子 反离子
反离子
吸附层
扩散层
胶粒（带正电）
胶团
16
胶团结构
以AgI为例：
AgNO3 + KI = AgI +KNO3 当KI 过量时， 胶粒带负电，胶团结构如下：
【精品课件】胶体溶液和表面现象
胶体粒子带电的主要原因：
吸附作用 固体吸附剂优先选择吸附与它组成相关的 离子，或者能够在固体表面上形成难电离或难 溶解物质的离子。“相似相吸原理”
例如：Fe(OH)3胶体粒子很容易吸附与它结 构相似的FeO+离子，而带正电荷。 [Fe(OH)3]m·nFeO+
FeO+ FeO+ FeO+
FeO+
3、电学性质——电泳
直流电
电泳管示意图
电泳管中:
Fe(OH)3溶胶向负 极移动，说明 Fe(OH)3 溶胶中分散质粒子带 正电荷。As2S3向正极 移动， As2S3溶胶中分 散质带负电荷。
电泳： 在电场中，分散质粒子作定向移动，称为电泳。
胶粒带正电荷称为正溶胶,一般金属氢氧化物 的溶胶即为正溶胶。 胶粒带负电荷称为负溶胶,如：土壤、硫化物 、硅酸、金、银、硫等溶胶。
要掌握
三价离子>>二价离子>>一价离子
如：对于As2S3溶胶（负溶胶）的聚沉能力
AlCl3>CaCl2>NaCl
对于Fe(OH)3溶胶（正溶胶）的聚沉能力
K3[Fe(CN)6] >K2SO4>KCl
要掌握
要掌握
练习： 1. 将20ml 0.1mol / L的AgNO3与10ml
0.1mol / L的KI溶液混合。下列电解质中，对 AgI溶胶聚沉能力最强的是（ ）。
1、高分子化合物的分子量可达几百万，长 度可达几百纳米，但截面积只 相当于一个普 通分子大小。 2、是单个分子分散的单相体系，是真溶液， 溶解过程是自动的，也是可逆的，是热力学 的稳定体系。
3、无丁达尔效应因为高分子化合物分子中含 有大量的亲水基团(-OH， -COOH、-NH2 )， 溶剂化作用强，溶质与溶剂间无界面。
《溶液和胶体》课件
详细描述
由于溶液具有均一性和稳定性，因此广泛应 用于化工、医药等领域。例如，药物需要溶 解在溶剂中才能被人体吸收利用。而胶体由 于其独特的性质，在涂料、胶黏剂等领域有 广泛应用，例如涂料的颜料分散需要使用胶 体。
04 实验：观察溶液和胶体的区别
实验目的
掌握溶液和胶体的基 本概念和性质。
培养实验操作能力和 观察力。
分别取少量硫酸铜溶液 和明矾溶液于两个试管 中，用玻璃棒搅拌，观 察它们的颜色、透明度 和均匀性。记录实验现 象。
将少量氢氧化铁胶体倒 入另一个试管中，用玻 璃棒轻轻搅拌，观察其 颜色、透明度和均匀性 。与溶液进行对比，记 录实验现象。
将观察到的溶液和胶体 的实验现象进行比较， 分析它们之间的区别。
实验结束后，清洗并整 理实验器具，确保实验 室的整洁。
05 总结
本课重点
01
02
03
04
溶液的概念、特征和分 类
溶解度的概念、影响因 素和表示方法
胶体的概念、分类和性 质
溶液和胶体的制备方法
本课难点
溶液的依数性及其应用 胶体的稳定性及其影响因素
溶液和胶体的应用和实例分析
学习建议
深入理解溶液和胶体的概念和 性质，掌握其制备方法，了解 其应用实例。
学会观察溶液和胶体 的区别，加深对溶液 和胶体的理解。
实验材料
01
硫酸铜溶液
02
明矾溶液
03
氢氧化铁胶体
04
烧杯
实验材料
试管 滤纸
玻璃棒 胶头滴管
实验步骤
1. 准备实验材料
2. 观察溶液
3. 观察胶体
4. 比较实验结果
5. 清理实验器具
按照实验要求，准备好 所需的硫酸铜溶液、明 矾溶液、氢氧化铁胶体 以及实验器具。
胶体与表面化学课程大纲及重点
胶体与表面化学第一章绪论（2学时）1.1胶体的概念什么是胶体，胶体的分类1.2胶体化学发展简史1.3胶体化学的研究对象表面现象，疏液胶体，缔合胶体，高分子溶液。
重点：胶体、分散系统、分散相、分散介质的概念。
难点：胶体与表面化学在矿物加工工程中的作用及意义。
教学方法建议：启发式教学，引导学生对胶体及表面化学的兴趣。
第二章胶体与纳米材料制备（4学时）2.1胶体的制备胶体制备的条件和方法，凝聚法原理。
2.2胶体的净化渗析、渗透和反渗透。
2.3单分散溶胶单分散溶胶的定义及制备方法。
2.4胶体晶体胶体晶体的定义及制备方法2.5纳米粒子的制备什么是纳米材料，纳米粒子的特性及制备方法重点：胶体的制备、溶胶的净化、胶体晶体的制备。
难点：胶体制备机理。
教学方法建议：用多媒体教学，注重理论联系实际。
第三章胶体系统的基本性质（8学时）3.1溶胶的运动性质扩散、布朗运动、沉降、渗透压和Donnan平衡。
3.2溶胶的光学性质丁道尔效应和溶胶的颜色。
3.3溶胶的电学性质电动现象、双电层结构模型和电动电势（。
电势）3.4溶胶系统的流变性质剪切速度越切应力，牛顿公式，层流与湍流，稀胶体溶液的黏度。
3.5胶体的稳定性溶胶的稳定性、DLVO理论、溶胶的聚沉、高聚物稳定胶体体系理论。
3.6显微镜及其对胶体粒子大小和形状的测定显微镜的类型及基本作用重点：沉降、渗透压、电泳、电渗、。
电势的计算、双电层结构模型、DLVO理论、溶胶的聚沉。
难点：双电层结构模型。
教学方法建议：多媒体教学和板书教学相结合。
第四章表面张力、毛细作用与润湿作用（6学时）4.1表面张力和表面能净吸力和表面张力的概念、影响表面张力的因素、液体表面张力和固体表面张力的测定方法。
4.2液-液界面张力Anntonff规则、Good-Girifalco公式、Fowkes理论和液-液界面张力的测定。
4.3毛细作用与Laplace公式和Kelvin公式毛细作用，Laplace公式和Kelvin公式的应用，曲界面两侧的压力差及与曲率半径的关系，毛细管上升或下降现象，弯曲液面上的饱和蒸气压。
胶体表面化学
胶体表面化学胶体表面化学是研究胶体溶液中表面现象的一门学科。
胶体溶液由两种或两种以上的物质组成，其中一种物质以微粒形式分散在另一种物质中，形成胶体颗粒。
胶体溶液的特点是颗粒的尺寸介于溶液和悬浮液之间，具有较大的比表面积。
胶体表面化学研究的是胶体颗粒表面的性质和胶体溶液中发生的表面现象。
在胶体溶液中，胶体颗粒表面与溶液之间存在着相互作用，这些相互作用决定了胶体溶液的稳定性和性质。
胶体表面化学主要研究以下几个方面的内容。
一、胶体颗粒的表面性质：胶体颗粒表面的性质对胶体溶液的稳定性和流变性质具有重要影响。
胶体颗粒表面的电荷、化学性质和吸附层的形成与胶体溶液的性质息息相关。
例如，胶体颗粒表面的电荷会影响胶体颗粒之间的静电排斥力，进而影响胶体溶液的稳定性。
胶体颗粒表面的化学性质决定了胶体颗粒与其他物质的相互作用，如溶剂的吸附和溶质的吸附等。
二、胶体溶液中的界面活性剂：界面活性剂是一类能够在液体表面降低表面张力并形成胶体的物质。
在胶体溶液中，界面活性剂常用于调控胶体颗粒的表面性质和胶体溶液的稳定性。
界面活性剂分子在胶体颗粒表面吸附形成吸附层，可以改变胶体颗粒之间的相互作用力，使胶体溶液更加稳定。
此外，界面活性剂还可以通过胶体颗粒表面的电荷调控胶体溶液的流变性质，如黏度和流动性等。
三、胶体溶液中的胶束：胶束是由界面活性剂分子在溶液中自组装形成的一种微观结构。
在胶体溶液中，当界面活性剂的浓度超过临界胶束浓度时，界面活性剂分子会自发地聚集形成胶束。
胶束是由亲水头基团和疏水尾基团组成，可以在溶液中稳定分散的胶体颗粒。
胶束的形成对于胶体溶液的稳定性和流变性质具有重要影响。
四、胶体溶液中的胶体凝聚：胶体溶液中的胶体颗粒由于表面相互作用力的存在，会发生凝聚现象。
胶体凝聚是指胶体颗粒之间的相互吸引作用导致胶体颗粒的聚集和沉降。
胶体凝聚的程度取决于胶体颗粒的表面性质、溶液的物理化学条件以及其他添加剂的存在。
胶体凝聚对于胶体溶液的稳定性具有负面影响，会导致胶体溶液失去分散性和流动性。
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注意：胶体的聚沉是不可逆的。
加入电解质聚沉的原因：加入电解质后，吸 附层的反离子增多， 胶粒所带电荷大大减少， 排斥力减弱，使胶粒合并成大颗粒而聚沉。
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聚沉能力主要取决于能引起溶胶聚沉的反离子
电荷数（即化合价数），离子带电荷越高，其 聚沉能力越强 要掌握
如：对于As2S3溶胶（负溶胶）的聚沉能力 AlCl3>CaCl2>NaCl 对于Fe(OH)3溶胶（正溶胶）的聚沉能力 K3[Fe(CN)6] >K2SO4>KCl
电泳管示意图
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胶粒带正电荷称为正溶胶,一般金属氢氧化 物的溶胶即为正溶胶。
胶粒带负电荷称为负溶胶,如：土壤、硫化
物、硅酸等溶胶。
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胶体粒子带电的主要原因：
吸附作用 固体吸附剂优先选择吸附与它组成相关的 离子，或者能够在固体表面上形成难电离或难 溶解物质的离子 “相似相吸原理”
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FeO+ FeO+ FeO+
[(AgI )m • n Ag+ • (n - x ) NO3- ] x＋ • x NO3胶粒带正电，向阴极移动。
3）第三只烧杯中溶胶胶团结构为
[(AgI )m • n I- • (n - x ) Na+] x- • x Na+ 胶粒带负胶时，三支烧杯盛有25mL， 0.016mol· dm－3的AgNO3 溶液，分别加入 0.005moL· dm－3的NaI溶液60mL，80mL和
100mL．
1)三种不同加入量的烧杯中各有什么现象?
2) 溶胶中加入直流电压，胶体粒子如何运动?
31
答：1) 第一只烧杯中AgNO3过量，第二只烧 杯中AgNO3与 NaI物质的量相等，第三只烧杯 中 NaI过量。因此第一只烧杯和第三只烧杯生 成AgI溶胶，第二只烧杯生成AgI沉淀。 2) 第一只烧杯中溶胶胶团结构为
6
Brown运动的本质
1905年和1906年爱因斯坦（Einstein)和斯莫鲁 霍夫斯基（Smoluchowski)分别阐述了Brown运动的 本质。
认为Brown运动是分散介质分子以不同大小和不同 方向的力对胶体粒子不断撞击而产生的，由于受到 的力不平衡，所以连续以不同方向、不同速度作不 规则运动。随着粒子增大，撞击的次数增多，而作 用力抵消的可能性亦大。 当半径大于5 m，Brown运动消失。
FeO+
FeO+
FeO+
FeO+
FeO+
分散质 [Fe(OH)3]m
FeO+ FeO+ FeO+
FeO+ FeO+
FeO+ FeO+
FeO+ FeO+
Fe(OH)3胶核吸附电位离子的示意图
15
三 溶胶粒子的结构─胶团（电中性）
1.固体粒子(AgI)m称为胶核，由于吸附而带电； 2.稳定剂KI存在:由于静电作用，反离子被吸引在带 电胶核的周围，形成吸附层，在电场的作用下，吸 附层随胶核运动；即胶粒在运动； 胶核 3.由于热运动，部分反离子
人们称微粒的这种运动为布朗运动。
4
布朗运动示意图
5
Brown运动(Brownian motion)
1903年发明了超显微镜，为研究布朗运动 提供了物质条件。 用超显微镜可以观察到溶胶粒子不断地作 不规则“之”字形的运动，从而能够测出在一 定时间内粒子的平均位移。
通过大量观察，得出结论：粒子越小，布 朗运动越激烈。其运动激烈的程度不随时间而 改变，但随温度的升高而增加。
表面能（表面张力）的物质称为表面活性剂。
乳化剂是一种表面活性物质。 从分子结构来看，其特点是具有双亲基团 的物质：亲水基：如-OH,-COOH,-NH2,-SO3H 等，是极性部分，溶于水；憎水基(亲油性)如 烷基、苯基等，是非极性部分，溶于油。
26
亲油基
亲水基
27
肥皂是最常见的表面活性物质，它是硬脂酸的
第三章 胶体溶液和表面现象
§3.1 溶胶
§3.2 高分子化合物溶液
§3.3 表面现象
1
§3.1
溶胶
分散系：一种或几种物质以细小颗粒分散 在另一种物质中所形成的体系。
分散质（分散相）：被分散的物质
分散系 分散介质（分散剂）：容纳分散质的物 质
2
一 分散系的分类
分散系
分子或离子分散系 （真溶液） d <1 nm
7
液体分子对胶体粒子的碰撞
8
光学性质（丁达尔现象） 英国物理学家丁达尔(1820～1893年) 发现 一束会聚的强光胶体垂直方向看到一
条发亮的光柱。
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原理：
光线照射到物体表面时，可能产生两种情况： （1）颗粒的直径远远大于入射光的波长: 此时入射光被完全反射，不出现丁达尔效应； （2）物质的颗粒直径比入射波长小: 则发生光的散射作用而出现丁达尔现象。
分散在紧密层外，形成扩 散层。 吸附层 4.溶胶带正电或负电是指胶粒， 整个胶团为电中性 扩散层
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胶团结构
以AgI为例： AgNO3 + KI = AgI +KNO3
当AgNO3 过量时， 胶粒带正电荷，胶团结构 如下： [ （AgI )m • n Ag+ • ( n -x ) NO3- ] x+ • x NO3胶核 电位离子 吸附层 胶粒（带正电） 胶团
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§3.2 、高分子化合物溶液
高分子化合物通常是指相对分子质量在 104以上的化合物。
高分子化合物对溶胶的保护作用：
保护作用： 例： Fe(OH)3溶胶，加入白明胶（高分子 化合物溶液）后再加电解质不易聚沉。 为了让墨水稳定、长时间不聚沉，常常加入 明胶或阿拉伯胶起保护作用
23
§3.3、表面现象
胶体分散系 1< d < 100 nm
粗分散系 d > 100 nm
（溶胶and高分子溶液） （悬浊液and乳浊液）
3
二 溶胶的性质
动力学性质 (Brownian motion)
1827 年植物学家布朗（Brown)用显
微镜观察到悬浮在液面上的花粉粉 末不断地作不规则的运动。 后来又发现许多其它物质如煤、 化石、 金属等的粉末也都有类似的现象。
因为溶胶的粒子直径在1-100 nm，而一般可见光的波长 范围在400 -760 nm，所以可见光通过溶胶时便产生明显 的散射作用。
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丁达尔现象实例
胶体：云、雾、烟尘
分散剂：空气 分散质：微小的尘埃或液滴
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电学性质
直流电
电泳—在外电场作用下， 分散质粒子在分散介质 中定向移动的现象
Fe(OH)3
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反离子
反离子 扩散层
胶团结构
以AgI为例： AgNO3 + KI = AgI +KNO3
当KI 过量时， 胶粒带负电，胶团结构如下：
[(AgI)m nI (n-x) K ]
胶核 吸附层 胶粒（带负电）
-
+ x-
xK
+
扩散层（带正电）
胶团（电中性）
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四 溶胶的稳定性和聚沉
溶胶的稳定性 布朗运动 胶粒带电 水化膜 溶胶的聚沉 加入电解质 加入带相反电荷的溶胶 加热
反离子的价数越高，聚沉能力越强。
29
自测题
【1】由10mL0.05mol· L－3的KCl溶液与 100mL0.002mol· L-3的AgNO3溶液混合制得 的AgCl溶胶，若分别用下列电解质使其聚 沉，则聚沉值的大小次序为（ a．AlCl3＜ZnSO4＜KCl b．KCl＜ZnSO4＜AlCl3 c．ZnSO4＜KCl＜AlCl3 d．KCl＜AlCl3＜ZnSO4
钠盐。 C17H35--COONa。
亲油基 亲水基
在两相间的排列
注：表面活性物质
亲油基
亲水基
如：CH3(CH2)16COONa 乳化剂在水面上定向排列
28
【课后小结】
电解质的阳离子对负溶胶起聚沉作用，
负离子对正溶胶起聚沉作用。
电解质对溶胶的聚沉能力，主要取决于
与胶粒带相反电荷的离子即反离子的价数，
液体或固体表面粒子比内部粒子能量高，多出 的这部分能量称为体系的表面能。由于内外受力不 均匀存在着使液面紧缩的力，称为表面张力。
24
胶体是一种高度分散的多相体系，具 有很大的比表面，因此表面能很大。能量 越高，体系越不稳定，胶体是热力学的不 稳定体系。
25
表面活性剂
表面活性物质：溶于水后能显著降低水的
要掌握
21
要掌握
练习： 1. 将20ml 0.1mol / L的AgNO3与10ml 0.1mol / L的KI溶液混合。下列电解质中，对 AgI溶胶聚沉能力最强的是（ ）。 A. NaCl B. CaCl2 C. K2SO4 D. K3[Fe (CN)6] 2. 将10ml 0.1mol / L的AgNO3与20ml 0.1mol / L的KI溶液混合。下列电解质中，对 AgI溶胶聚沉能力最强的是（ ）。 A. NaCl B. CaSO4 C. KBr D. AlCl3
注意：胶体的聚沉是不可逆的。
加入电解质聚沉的原因：加入电解质后，吸 附层的反离子增多， 胶粒所带电荷大大减少， 排斥力减弱，使胶粒合并成大颗粒而聚沉。
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聚沉能力主要取决于能引起溶胶聚沉的反离子
电荷数（即化合价数），离子带电荷越高，其 聚沉能力越强 要掌握
如：对于As2S3溶胶（负溶胶）的聚沉能力 AlCl3>CaCl2>NaCl 对于Fe(OH)3溶胶（正溶胶）的聚沉能力 K3[Fe(CN)6] >K2SO4>KCl
电泳管示意图
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胶粒带正电荷称为正溶胶,一般金属氢氧化 物的溶胶即为正溶胶。
胶粒带负电荷称为负溶胶,如：土壤、硫化
物、硅酸等溶胶。
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胶体粒子带电的主要原因：
吸附作用 固体吸附剂优先选择吸附与它组成相关的 离子，或者能够在固体表面上形成难电离或难 溶解物质的离子 “相似相吸原理”
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FeO+ FeO+ FeO+
[(AgI )m • n Ag+ • (n - x ) NO3- ] x＋ • x NO3胶粒带正电，向阴极移动。
3）第三只烧杯中溶胶胶团结构为
[(AgI )m • n I- • (n - x ) Na+] x- • x Na+ 胶粒带负胶时，三支烧杯盛有25mL， 0.016mol· dm－3的AgNO3 溶液，分别加入 0.005moL· dm－3的NaI溶液60mL，80mL和
100mL．
1)三种不同加入量的烧杯中各有什么现象?
2) 溶胶中加入直流电压，胶体粒子如何运动?
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答：1) 第一只烧杯中AgNO3过量，第二只烧 杯中AgNO3与 NaI物质的量相等，第三只烧杯 中 NaI过量。因此第一只烧杯和第三只烧杯生 成AgI溶胶，第二只烧杯生成AgI沉淀。 2) 第一只烧杯中溶胶胶团结构为
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Brown运动的本质
1905年和1906年爱因斯坦（Einstein)和斯莫鲁 霍夫斯基（Smoluchowski)分别阐述了Brown运动的 本质。
认为Brown运动是分散介质分子以不同大小和不同 方向的力对胶体粒子不断撞击而产生的，由于受到 的力不平衡，所以连续以不同方向、不同速度作不 规则运动。随着粒子增大，撞击的次数增多，而作 用力抵消的可能性亦大。 当半径大于5 m，Brown运动消失。
FeO+
FeO+
FeO+
FeO+
FeO+
分散质 [Fe(OH)3]m
FeO+ FeO+ FeO+
FeO+ FeO+
FeO+ FeO+
FeO+ FeO+
Fe(OH)3胶核吸附电位离子的示意图
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三 溶胶粒子的结构─胶团（电中性）
1.固体粒子(AgI)m称为胶核，由于吸附而带电； 2.稳定剂KI存在:由于静电作用，反离子被吸引在带 电胶核的周围，形成吸附层，在电场的作用下，吸 附层随胶核运动；即胶粒在运动； 胶核 3.由于热运动，部分反离子
人们称微粒的这种运动为布朗运动。
4
布朗运动示意图
5
Brown运动(Brownian motion)
1903年发明了超显微镜，为研究布朗运动 提供了物质条件。 用超显微镜可以观察到溶胶粒子不断地作 不规则“之”字形的运动，从而能够测出在一 定时间内粒子的平均位移。
通过大量观察，得出结论：粒子越小，布 朗运动越激烈。其运动激烈的程度不随时间而 改变，但随温度的升高而增加。
表面能（表面张力）的物质称为表面活性剂。
乳化剂是一种表面活性物质。 从分子结构来看，其特点是具有双亲基团 的物质：亲水基：如-OH,-COOH,-NH2,-SO3H 等，是极性部分，溶于水；憎水基(亲油性)如 烷基、苯基等，是非极性部分，溶于油。
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亲油基
亲水基
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肥皂是最常见的表面活性物质，它是硬脂酸的
第三章 胶体溶液和表面现象
§3.1 溶胶
§3.2 高分子化合物溶液
§3.3 表面现象
1
§3.1
溶胶
分散系：一种或几种物质以细小颗粒分散 在另一种物质中所形成的体系。
分散质（分散相）：被分散的物质
分散系 分散介质（分散剂）：容纳分散质的物 质
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一 分散系的分类
分散系
分子或离子分散系 （真溶液） d <1 nm
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液体分子对胶体粒子的碰撞
8
光学性质（丁达尔现象） 英国物理学家丁达尔(1820～1893年) 发现 一束会聚的强光胶体垂直方向看到一
条发亮的光柱。
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原理：
光线照射到物体表面时，可能产生两种情况： （1）颗粒的直径远远大于入射光的波长: 此时入射光被完全反射，不出现丁达尔效应； （2）物质的颗粒直径比入射波长小: 则发生光的散射作用而出现丁达尔现象。
分散在紧密层外，形成扩 散层。 吸附层 4.溶胶带正电或负电是指胶粒， 整个胶团为电中性 扩散层
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胶团结构
以AgI为例： AgNO3 + KI = AgI +KNO3
当AgNO3 过量时， 胶粒带正电荷，胶团结构 如下： [ （AgI )m • n Ag+ • ( n -x ) NO3- ] x+ • x NO3胶核 电位离子 吸附层 胶粒（带正电） 胶团
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§3.2 、高分子化合物溶液
高分子化合物通常是指相对分子质量在 104以上的化合物。
高分子化合物对溶胶的保护作用：
保护作用： 例： Fe(OH)3溶胶，加入白明胶（高分子 化合物溶液）后再加电解质不易聚沉。 为了让墨水稳定、长时间不聚沉，常常加入 明胶或阿拉伯胶起保护作用
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§3.3、表面现象
胶体分散系 1< d < 100 nm
粗分散系 d > 100 nm
（溶胶and高分子溶液） （悬浊液and乳浊液）
3
二 溶胶的性质
动力学性质 (Brownian motion)
1827 年植物学家布朗（Brown)用显
微镜观察到悬浮在液面上的花粉粉 末不断地作不规则的运动。 后来又发现许多其它物质如煤、 化石、 金属等的粉末也都有类似的现象。
因为溶胶的粒子直径在1-100 nm，而一般可见光的波长 范围在400 -760 nm，所以可见光通过溶胶时便产生明显 的散射作用。
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丁达尔现象实例
胶体：云、雾、烟尘
分散剂：空气 分散质：微小的尘埃或液滴
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电学性质
直流电
电泳—在外电场作用下， 分散质粒子在分散介质 中定向移动的现象
Fe(OH)3
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反离子
反离子 扩散层
胶团结构
以AgI为例： AgNO3 + KI = AgI +KNO3
当KI 过量时， 胶粒带负电，胶团结构如下：
[(AgI)m nI (n-x) K ]
胶核 吸附层 胶粒（带负电）
-
+ x-
xK
+
扩散层（带正电）
胶团（电中性）
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四 溶胶的稳定性和聚沉
溶胶的稳定性 布朗运动 胶粒带电 水化膜 溶胶的聚沉 加入电解质 加入带相反电荷的溶胶 加热
反离子的价数越高，聚沉能力越强。
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自测题
【1】由10mL0.05mol· L－3的KCl溶液与 100mL0.002mol· L-3的AgNO3溶液混合制得 的AgCl溶胶，若分别用下列电解质使其聚 沉，则聚沉值的大小次序为（ a．AlCl3＜ZnSO4＜KCl b．KCl＜ZnSO4＜AlCl3 c．ZnSO4＜KCl＜AlCl3 d．KCl＜AlCl3＜ZnSO4
钠盐。 C17H35--COONa。
亲油基 亲水基
在两相间的排列
注：表面活性物质
亲油基
亲水基
如：CH3(CH2)16COONa 乳化剂在水面上定向排列
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【课后小结】
电解质的阳离子对负溶胶起聚沉作用，
负离子对正溶胶起聚沉作用。
电解质对溶胶的聚沉能力，主要取决于
与胶粒带相反电荷的离子即反离子的价数，
液体或固体表面粒子比内部粒子能量高，多出 的这部分能量称为体系的表面能。由于内外受力不 均匀存在着使液面紧缩的力，称为表面张力。
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胶体是一种高度分散的多相体系，具 有很大的比表面，因此表面能很大。能量 越高，体系越不稳定，胶体是热力学的不 稳定体系。
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表面活性剂
表面活性物质：溶于水后能显著降低水的
要掌握
21
要掌握
练习： 1. 将20ml 0.1mol / L的AgNO3与10ml 0.1mol / L的KI溶液混合。下列电解质中，对 AgI溶胶聚沉能力最强的是（ ）。 A. NaCl B. CaCl2 C. K2SO4 D. K3[Fe (CN)6] 2. 将10ml 0.1mol / L的AgNO3与20ml 0.1mol / L的KI溶液混合。下列电解质中，对 AgI溶胶聚沉能力最强的是（ ）。 A. NaCl B. CaSO4 C. KBr D. AlCl3