胶体分散系
名词解释胶体分散系
名词解释胶体分散系是什么
胶体（Colloid）又称胶状分散体（colloidaldispersion）是一种较均匀混合物，在胶体中含有两种不同状态的物质，一种分散相，另一种连续相。
分散质的一部分是由微小的粒子或液滴所组成，分散质粒子直径在1~100nm之间的分散系是胶体；胶体是一种分散质粒子直径介于粗分散体系和溶液之间的一类分散体系，这是一种高度分散的多相不均匀体系。
分散系：由一种(或几种)物质的微粒(分子、离子或分子集合体等)分布在另一种物质中而形成的混合物。
如溶液、胶体、悬浊液和乳浊液等。
在分散系中，被分散成微粒的物质称“分散质”，也称“分散相”；微粒能在其中分散的物质称“分散剂”，也称“分散介质”。
按分散质和分散剂的状态不同，可分成以下几类：固体分散在气体中的，如烟；固体分散在液体中的，如碘酒；固体分散在固体中的，如有色玻璃等。
9第九章 胶体分散系
医学化学
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二、高分子化合物溶液的性质
•
高分子化合物溶液中，溶质和溶剂有较强的亲和力 ，两者之间有没有界面存在，属均相分散系。由于 在高分子溶液中，分散质粒子已进入胶体范围（1100nm），因此，高分子化合物溶液也被列入胶体 体系。它具有胶体体系的某些性质，如扩散速度小 ，分散质粒子不能透过半透膜等，但同时也具有自 己的特征。
•
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C:溶剂化的稳定作用 溶胶的吸附层和扩散层的离子都是水化的（如为非 水溶剂，则是溶剂化的），在水化膜保护下，胶粒 较难因碰撞聚集变大而聚沉。水化膜越厚，胶粒就 越稳定。 (2)溶胶的聚沉 胶体具有巨大的表面积，体系界面能高，胶粒间的 碰撞有使其自发聚集的趋势。减弱或消除胶粒的电 荷，可以促使胶粒聚集成较大的颗粒，这个过程称 为凝聚，当分散相粒子增大到布朗运动克服不了的 重力的作用时，最后从介质中沉淀析出的现象称聚 沉。
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Fe(OH)3胶粒包括胶核（设为m个Fe(OH)3分子组 成）和吸附层。胶粒和扩散层合称为胶团，胶团 分散在介质中乃是胶体体系。
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2. 溶胶的稳定与沉降
（1）影响溶胶稳定性的因素 • A:溶胶动力稳定因素 • Brown 运动：溶胶的胶粒的直径很小，Brown 运动 剧烈，能克服重力引起的沉降作用。 • B：溶胶的电学稳定作用 同一种溶胶的胶粒带有相同电荷，当彼此接近时， 由于静电作用相互排斥而分开。胶粒荷电量越多， 胶粒之间静电斥力就越大，溶胶就越稳定。胶粒带 电是大多数溶胶能稳定存在的主要原因。
第09章 胶体分散系.
第一节 分散系概述
一、分散系(dispersed system)
一种或几种物质分散在另一种物质中所形 成的系统称为分散系统，简称分散系。 其中： 被分散的物质称为分散相(dispersed phase)
一、溶胶的基本性质
(一) 溶胶的光学性质——Tyndall 现象
在暗室内用一束光线照射溶胶时，在侧面可以 看到一个发亮的光柱的现象。
Tyndall 现象
Tyndall现象产生的原因：光的散射
光的散射 d >>λ
反射
d <<λ d 略小于λ 或接近于λ
通过
散射
可见光波长：400 ~ 760nm
胶体粒径：1 ~ 100nm
2. 溶胶的相互聚沉 若将两种带相反电荷的溶胶相互混合，则会发生 聚沉，称为相互聚沉现象。 明矾净水作用
天然水中胶态的悬浮物大多带负电，明矾在水中 水解产生的Al(OH)3溶胶带正电，它们相互聚沉而 使水净化。
- + FeO+
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
（二）溶胶的聚沉
1. 电解质的聚沉作用
Fe(OH)3溶胶
Al2(SO4)3溶液
聚沉(coagulation)
1. 电解质的聚沉作用
NaCl
Na+ + Cl-
临界聚沉浓度:使一定量 的溶胶在一定时间内完 全聚沉所需电解质的最 小浓度，又称聚沉值。
聚沉能力:是临界聚沉浓度的倒数。 电解质聚沉值 ，聚沉能力
Fe(OH)3 + HCl
FeOCl
Fe(OH)3
第五章 胶体
一价负离子(对正溶胶)聚沉能力：
F- ﹥Cl- ﹥Br- ﹥I -﹥CNS-
(3)一些有机物离子具有非常强的聚沉能 力。特别是一些表面活性剂(脂肪酸盐)和聚酰 胺类化合物的离子,能有效地破坏溶胶使之聚 沉,这可能是有机物离子能被胶核强烈吸附的 缘故。 2.溶胶的相互聚沉：带相反电荷的溶胶有 相互聚沉能力。例如，用明矾净水*。
2.表面自由能(surface free energy) 任何两相的界面分子与其相内分子所处状况
不同,它们的能量也不同（图5-1）。 等温等压下的表面能称为表面自由能。 系统表面自由能和表面积的关系为
气相
液相
图5-1 液体内部及表层分子 受力情况示意图
dG表=dS (13.1) S ---系统表面积， ---比表面自由能，简称 比表面能（specific surface energy) 若dG表＜0，则dS＜0， 即：表面积缩小过程是自发过程。 故：液体呈球形是自发过程。 此结论对固体物质(dS＜0)同样适用*。 高度分散的溶胶比表面大，所以表面能也大， 它们有自动聚积成大的颗粒而减小表面积的趋势， 称为聚结不稳定。 是热力学不稳定体系。
沸腾 FeCl 3 +3H 2 O F e(O H ) 3 +3H C l
部分Fe(OH)3与HCl作用：
Fe (O H ) 3 + H C l
Fe O C l+ 3 H 2 O
FeOCl
FeO +Cl
+
考点突破：分散系、胶体
考点三：分散系、胶体[记牢主干知识]1．分散系1含义：把一种或多种物质分散在另一种或多种物质中所得到的体系。
2分类把分散系分为溶液、胶体和浊液的标准是分散质粒子的直径大小。
3三种分散系的比较分散系溶液胶体浊液分散质粒子单个小分子或离子高分子或多分子集合体巨大数目的分子集合体分散质粒子的直径性外观均一、透均一不均一、不稳定不稳定能能不能能不能不能1常见的胶体：烟、云、雾、AgI水溶胶、烟水晶、有色玻璃等。
2胶体的性质①丁达尔效应：当一束光通过胶体时，形成一条光亮的“通路”，这是胶体粒子对光线散射造成的。
利用丁达尔效应是区别溶液和胶体的一种常用物理方法。
②介稳性：胶体的稳定性介于溶液与浊液之间，在一定条件下能稳定存在，属于介稳体系，但改变条件就有可能发生聚沉。
③聚沉：加热、加入电解质或加入与胶体粒子带相反电荷的胶体等均能使胶体粒子聚集成为较大的颗粒，从而形成沉淀从分散剂中析出。
[练通基础小题]一、基础知识全面练1．判断正误正确的打“√”，错误的打“×”。
1FeOH3胶体无色、透明、能产生丁达尔现象×2浓氨水中滴加FeCl3饱和溶液可制得FeOH3胶体×3稀豆浆、硅酸、氯化铁溶液均为胶体×4明矾水解时产生具有吸附性的胶体粒子，可作漂白剂×5沸水中滴加适量饱和FeCl3溶液，形成带电的胶体，导电能力增强×6“血液透析”利用了胶体的性质√7葡萄糖注射液不能产生丁达尔现象，不属于胶体√8向污水中投入明矾，生成能凝聚悬浮物的胶体：Al3＋＋3H2O AlOH3胶体＋3H＋√2．往FeOH3胶体中逐滴加入稀硫酸至过量，实验过程中可能观察到哪些现象试分析其原因。
提示：先出现红褐色沉淀，然后沉淀又完全溶解。
原因是加入稀H2SO4后，FeOH3胶体发生聚沉而产生红褐色沉淀，随后H2SO4与FeOH3发生反应，使沉淀溶解。
二、常考题点分组练题点一胶体的性质与制备1．下列关于溶液和胶体的说法正确的是A．蔗糖溶液、淀粉溶液属于溶液，烟、雾属于胶体B．溶液和胶体的本质区别是后者具有丁达尔效应，而前者无此现象C．制备FeOH3胶体的方法是将饱和FeCl3溶液滴加到沸水中煮沸至溶液呈褐色D．利用过滤的方法能将FeOH3胶体从FeCl3溶液中分离出来解析：选C A项，淀粉溶液属于胶体；B项，丁达尔效应是胶体的性质而不是胶体和溶液的本质区别；D项，胶粒也能透过滤纸，二者不能用过滤方法分离，而用渗析法分离。
第5章 胶体
被分散的物质称为分散相(dispersed phase)或分 散质，而容纳分散相的连续介质称为分散介质 (dispersed medium)或分散剂。
按照分散相粒子的大小，可以把分散系分为真溶 液、胶体分散系和粗分散系。表5-2
分散相 粒子 大小
分散系 真溶液
分散相的 粒子组成
低分子， 离子
胶粒（分子， 原子或离子 聚集体）
如:As2S3溶胶加热至沸,析出淡黄色沉淀。
4.高分子物质对溶胶的保护作用和敏化作用 在溶胶中加入一定量的高分子，能显著提高溶 胶的稳定性，这种现象称为高分子对溶胶的保护作
用。
图5-7 高分子物质对溶胶保护作用（a） 和敏化作用（b）示意图
三、气溶胶（aerosol）
气溶胶：由极小的固体或液体粒子悬浮在气体 介质中所形成的分散系统。 例如：烟、粉尘、雾等。 预防医学中很重视气溶胶问题。在工农业生产
性
质*
小于
1nm
1~ 100 nm
均相，能透过半透膜， 热力学稳定
胶 体 分 散 系
溶胶
高分子 溶液 缔合 胶体
非均相，不能透过半透 膜，热力学不稳定
均相，不能透过半透膜， 热力学稳定，透明
高分子
胶束
粗粒子*
均相，不能透过半透膜， 热力学稳定，透明
非均相，不能透过半透 膜，热力学不稳定
大于 100 nm
－水合双电层，水合双电层犹如一层弹性膜，阻碍
了胶粒间相互碰撞，使胶粒彼此隔开，不易聚集。
水合膜越厚，胶粒越稳定。 3.布朗运动也是溶胶稳定因素之一。
(四)溶胶的聚沉现象
当溶胶的稳定因素遭到破坏，胶粒碰撞时合并
变大，胶粒就从介质中析出而下沉，称为聚沉
第05章胶体
颗粒越大、越多；折光率相差越大散射越强。
（二）动力学性质——Brownian movement
1 Brownian movement：显微镜下可见胶体粒 子作不断改变速度和方向的无规则运动
颗粒越小， 温度越高， 布朗运动 越剧烈。
布朗运动 并不是胶 体特有的 性质。
2 扩散与沉降平衡 当溶胶中的胶粒存在浓度差时，胶粒从浓度 大的区域向浓度小的区域迁移，这种现象叫 扩散。
（一）溶胶的光学性质
当一束强光透过胶体时，可以看到一条光亮的 通路，这种现象叫做丁达尔现象。
用这种方法可以区别溶液和胶体。
产生原因：当颗粒大小d小于入射光波长入时 ，光环绕颗粒除入射光方向外，还向各方向散 射，即每个颗粒又作为一个光源，向各方向发 射光，散射出来的光称乳光。
产生条件： ①颗粒大小合适，d<λ（1-100nm之间） ②分散相折光率(n1)与分散介质折光率（n2）不 同。
氨基酸的 带电状态和在电场中的状况： 等电点
pH = pI pH < pI pH > pI
净电荷为零 带正电荷 带负电荷
在电场中不移动
在电场中移向负极
在电场中移向正 极
4 蛋白质在等电点时的性质
5 溶解度、黏度、渗透压、膨胀性最小 三 高分子溶液稳定性的破坏
加入高浓度无机盐，使蛋白质沉淀析出叫盐析。 实质是使蛋白质脱水，破坏水化膜，而析出。 盐析与溶胶聚沉不同： ①盐析用量大，聚沉用量少 ②盐析时正、负离子均起作用，聚沉时只与胶 粒电性相反的离子起作用。 ③除去电介质，蛋白质可以重新溶解即具可逆 性，而溶胶聚沉是不可逆的。
在胶体溶液中加入电解质，迫使一部分反离子 进入吸附层，使扩散层变薄，当电解质浓度加 大时，扩散层厚度可趋于零，在电场中不泳动
分散系及胶体
现象：一束光通过胶体时，从侧面可观察到胶体里 产生一条光亮的“通路”。 由于胶体粒子对光线散射形成的光亮“通路”的 现象，称为丁达尔现象（效应）．
原因：胶粒直径大小小于可见光的波长,胶粒对光有 散射作用；而溶液分散质的粒子太小，不发生散射。 应用：1.鉴别胶体和溶液。 2.能证明胶体粒子的大小范围
（溶液）
日常生活中常见的分散系
分散质
气 液
分散剂
气 气
气
实例
空气 云、雾、水蒸 气 烟、灰尘 泡沫、汽水、盐酸 牛奶、白酒、果汁 糖水、食盐水 泡沫塑料 珍珠（包藏着水的碳酸钙） 有色玻璃、合金
固
气 液 固 气 液 固
液 液 液 固 固 固
溶液
外观 均一透明
胶体
均一透明 1nm~100nm
浊液
不均一、不 透明 >100nm
红褐色
FeCl3溶液中存在微弱的水解,生成极少量的Fe(OH)3 , 加热, 加大水解程度, 使Fe(OH)3聚集成较大颗粒 ——胶体 注意： a. 水加热至沸腾 b.逐滴加入饱和的FeCl3溶液 c.继续煮沸至溶液呈红褐色，停止加热
条件：饱和FeCl3溶液、沸水
４、胶体的性质
丁达尔现象(光学性质)
烟 分分 散散 剂质 ：： 空灰 气尘 （颗 气粒 ）（ 固 ）
盐酸 分分 散散 剂质 ：： 水氯 （化 液氢 ）气 体 （ 气 ）
酒
分分 散散 剂质 ：： 水酒 （精 液（ ）液 ）
彩色玻璃 分分 散散 剂质 ：： 玻氧 璃化 （亚 固铜 ）（ 固 ）
气溶胶
晨雾
烟
白云
固溶胶
烟 水 晶
有 色 玻 璃
5、胶体的应用：
（1）静电除尘 （2）土壤的保肥 （3）石膏制豆腐 （4）明矾净水原理 （5）江河入口处形成三角洲 ……