物质的分散体系

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兰州大学物理化学课件第十三章胶体分散体系

3.粗分散体系当分散相粒子大于10-7m,目测是混浊不均匀体系，放置后会沉淀或分层，如黄河水
一般以比表面积的大小来表示分散体系分散程度的大小分散度（比表面积：单位体积的物质具有的表面积）
S S0 V
显然，分散程度越高，比表面积越大
4 3 分散相呈球体 V r S 4 r 2 3
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
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。
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
用这两种方法直接制出的粒子称为原级粒子。视具体制备条件不同，这些粒子又可以聚集成较大的次级粒子通常所制备的溶胶中粒子的大小不是均一的，是一个多级分散体系
分散法
(1)研磨法：用机械粉碎的方法（球磨机，胶体磨等）将固体磨细这种方法适用于脆而易碎的物质，对于柔韧性的物质必须先硬化后再粉碎。例如，将废轮胎粉碎，先用液氮处理，硬化后再研磨
布朗运动的存在是胶体能够稳定存在的原因。因胶粒不会安定的停留在某一位置上，胶粒就不会因重力而聚沉。但布朗运动也有可能使胶粒相互碰撞而聚集二.扩散胶粒也有热运动，因此也具有扩散和渗透压。只是溶胶的浓度较稀，这种现象很不显著由于分子的热运动和胶粒的布朗运动，可以观察到胶粒从高浓区向低浓区迁移的现象，这就是胶粒的扩散作用
2.亲液溶胶（分散相与分散介质之间有亲和力的溶胶）如高分子化合物溶液，分子半径落在胶体粒子范围内的大分子溶解在合适的溶剂中，形成分子分散的真溶液。一旦将溶剂蒸发，大分子化合物凝聚，再加入溶剂，又可形成溶胶，亲液溶胶是热力学上稳定、可逆的体系

无机及分析化学01-分散体系

低分子或离子分散系
分散质粒子直径/nm ＜1
（小分子、离子或原子）
分散系
真溶液: 食盐水高分子溶液: 血液溶胶: AgI溶胶
主要特征
均相，稳定，扩散快，颗粒能透过半透膜。均相，稳定，扩散慢，颗粒不能透过半透膜，粘度大。
1～100 胶体分散系
（为大分子或分子的小聚集体）
单相体系
分散系的分类
第3 页
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1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.1.1 何谓分散系？
由一种或几种物质分散在另一种物质中所形成的体系。分散质（相）（dispersion phase)被分散的物质分散剂（dispersed medium）起分散作用的物质
分散在分散剂中所形成的分散系。
溶液
低分子或离子分散系
溶液属于分散体系，是一种特殊的分散体系
特征：均相，稳定，扩散快，颗粒能透过半透膜
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1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.2.2 溶液组成的量度方法
1）物质的量及其单位（1）物质的量：表示物质所含基本单元数目多少的物理量，用符号“n”表示。
m( B ) w( B ) m(液)
例2
注意：溶质的质量和溶液的质量单位必须相同质量分数也可以用百分数表示，即质量百分数或质量百分百浓度。
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1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6
溶液组成的量度方法 1.2.2 （5）其他表示方法 ①体积分数 φ(B):

无机及分析化学之分散体系

c(B) n(B) / V
②质量摩尔浓度 b(B)
mol ·dm-3 (mol·L-1)
Mol ·kg-1
与温度无关。在极稀的水溶液中
c(B) ≈ b(B) 在数值上
2/3/2023
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③摩尔分数 xi
xA
nA nA nB
3) Raoult (拉乌尔) 定理
★ 经验定律，只适用于难挥发非电解质的稀溶液
p
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纯水
0.1mol·kg-1
在一定温度下，
0.2mol·kg-1 稀溶液的蒸气压与溶
液中溶剂的摩尔分数
成正比.
p p *xA
T
Inorganic & Analytical Chemistry
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• 离解度（解离度、电解度、电离度）
• 电解质稀溶液的依数性
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电解质溶液，或者浓度较大的溶液也与非电解质稀溶液一样具有溶液蒸气压下降、沸点上升、凝固点下降和深头压等性质。
但是
稀溶液定律所表达的一些依数性与溶液浓度的定量关系不适用与浓溶液和电解质溶液。
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参考答案； ∵ 1. C粒子(C6H6O6)=0.10mol.dm-3
2. c粒子(CaCl2)=0.15 mol.dm-3 3. c粒子(Na3PO4)=0.13 mol.dm-3 4. c粒子(KNO3)=0.20 mol.dm-3 ∴ 凝固点下降高低顺序为4﹥2﹥3﹥1 凝固点由高到低顺序为1、3、2、4

普通化学

= mB × 100% mA + mB
• 式中, ωB为溶质的质量分数，单位为1；mB为溶质的质
量，SI单位为μg、mg、kg等；m为溶液的质量，SI单位为kg；
• 稀溶液中，通常用每kg溶液中所含溶质的mg数表示，单位为mg·kg-1，表示痕量组分的浓度时，采用每kg溶液中所含溶质的μg表示，单位为μg·kg-1。
100.27
-0.93
0.5mol·kg -1尿素水溶液 100.24
-0.94
ρ 20℃ / (g·cm-3) 0.9982 1.0687 1.0012
1
2.3.1 溶液里的蒸汽压下降（lowering of the vapor pressure of the solvent）
(1) 溶液蒸汽压下降实验
b2
=
3.00g 60.0g ⋅ mol −1
×
1000gH 2O 100gH 2O
=
0.500mol ⋅ kg−1
两种溶液中水的摩尔分数相同：
xH2 0
=
55.5 55.5 + 0.5
=
0.991
所以，两种溶液的蒸汽压均为：p=2.33 kPa×0.991=2.31 kPa
只要溶液的质量摩尔浓度相同，其蒸汽压也相同.
而且彼此呈现分子（或离子）状态分布者均称为
溶液。
溶
气态溶液(空气)
溶质
液
液态溶液：(酸、碱) 溶剂
固态溶液 (合金)
1
1、溶液的一般概念
■分子分散系 ■单相 ■按聚集状态：气态溶液、液态溶液、固态溶液
2、溶解过程与溶液的形成
溶质均匀分散于溶剂中的过程——溶解 ■分散质：溶质；分散剂：溶剂 ■是个既有化学变化，又有物理变化的复杂过程 ■常伴随：颜色变化，体积变化，能量变化

2-第四章微粒分散体系

微粒分散体系的特殊性能：
①微粒分散体系首先是多相体系，分散相与分散介质之间存在着相界面，因而会出现大量的表面现象； ②随分散相微粒直径的减少，微粒比表面积显著增大，使微粒具有相对较高的表面自由能，所以它是热力学不稳定体系，因此，微粒分散体系具有容易絮凝、聚结、沉降的趋势， ③粒径更小的分散体系（胶体分散体系）还具有明显的布朗运动、丁铎尔现象、电泳等性质。 Nhomakorabea

注射大于50m的微粒，可使微粒分别被截留在肠、肝、肾等相应部位。
第三节

微粒分散体系的物理稳定性
微粒分散体系的物理稳定性直接关系到微粒给药系统的应用。在宏观上，微粒分散体系的物理稳定性可表现为微粒粒径的变化，微粒的絮凝、聚结、沉降、乳析和分层等等。一、热力学稳定性二、动力学稳定性三、絮凝与反絮凝
第二节
微粒分散系的主要性质和特点
一、微粒大小与测定方法

微粒大小是微粒分散体系的重要参数，对其体内外的性能有重要的影响。微粒大小完全均一的体系称为单分散体系；微粒大小不均一的体系称为多分散体系。绝大多数微粒分散体系为多分散体系。常用平均粒径来描述粒子大小。常用的粒径表示方法：几何学粒径、比表面粒径、有效粒径等。微粒大小的测定方法有光学显微镜法、电子显微镜法、激光散射法、库尔特计数法、Stokes 沉降法、吸附法等。
微粒分散体系在药剂学的重要意义：
①由于粒径小，有助于提高药物的溶解速度及溶解度，有利于提高难溶性药物的生物利用度； ②有利于提高药物微粒在分散介质中的分散性与稳定性； ③具有不同大小的微粒分散体系在体内分布上具有一定的选择性，如一定大小的微粒给药后容易被单核吞噬细胞系统吞噬； ④微囊、微球等微粒分散体系一般具有明显的缓释作用，可以延长药物在体内的作用时间，减少剂量，降低毒副作用； ⑤还可以改善药物在体内外的稳定性。

分散体系分散相物质分散于分散介质中所形成的微不均匀体系

分散体系：分散相物质分散于分散介质中所形成的微不均匀体系胶体分散体系：高度分散的分散体系，分散相颗粒大小通常为1nm~1μm 粗分散体系：分散相颗粒大小> 1μm 憎液胶体(lyophobic colloids)——溶胶热力学不稳定亲液胶体(lyophilic colloids)——大分子溶液缔合胶体(association colloids)——胶束等热力学稳定数均直径-显微镜法面均直径-吸附实验体均直径-密度测量 dA / dn →多分散度数均分子质量-渗透压法重均分子质量-光散射法 Z 均分子质量-沉降平衡法 Mw /Mn →多分散度胶体纳米粒子的特性表面效应 – 表面原子占大多数量子尺寸效应 - (1)金属费米能级附近的电子能级由准连续能级变为离散能级的现象；(2)半导体出现不连续的价带与导带能级并且二者间能隙变宽的现象。

小尺寸效应 - 随纳米粒子粒径减小，熔点降低，临界超导温度升高、磁有序态向磁无序态转变、等离子共振吸收峰发生移动、声子谱发生改变、构成的纳米块材力学性能改善宏观量子隧道效应、介电限域效应等得到稳定憎液胶体的条件：(1)分散相在介质中的溶解度很小 (2)有稳定剂存在制备方法：分散法：将大块物质分割为胶体粒子——用于制备粗分散体系1 机械研磨2 超声分散法 - 广泛用于制备乳状液3 电分散法 - 用于制备金属溶胶4 胶溶法 - 使新生成的胶体聚沉物重新转化为溶胶凝聚法使分子或离子凝聚成胶体大小的粒子—用于制备胶体分散体系1 物理法 - 更换溶剂或改变温度使胶体粒子析出2 化学法 - 利用复分解、水解、氧化还原等反应形成不溶化合物凝聚法制备溶胶原理：胶体粒子的形成分为两个阶段：晶核形成与晶体生长溶胶的纯化：渗析、超过滤单分散胶体的制备：均匀沉淀法 -要求稀溶液和较长反应时间（强制水解、沉淀剂受控释放、金属配合物分解或还原、醇盐水解法）双注入沉淀法能够迅速合成相对较高浓度的均匀胶体凝胶-溶胶转化法 - 首先形成一个前体凝胶骨架，再以其作为反应介质和反应离子源转化成为致密的胶体粒子。

分散系和溶液

nB 1 质量摩尔浓度 bB mol kg mA
ppm和ppb浓度(用于极稀的溶液)
1mg 溶质 1 g 溶质 1ppm 1pp b 1kg 溶液 1kg 溶液
摩尔分数
ni xi ni
无纲量
例1
在100 mL水中，溶解17.1 g蔗糖（分子式为C12H22O11)，溶液的密度为1.063 8 g · -1， mL 求蔗糖的物质的量浓度，质量摩尔浓度，摩尔分数各是多少？
As2S3: + Fe(OH)3: +
– 带负电负溶胶
– 带正电正溶胶
电学性质(2) ---电渗
在外电场下，使溶胶粒子不动，分散剂定向移动的现象为电渗。
电渗示意图
吸附作用
分散度与比表面
－－－把物质分散成细小微粒的程度称为分散度。比表
面是指单位体积物质所具有的表面积。把一定大小的物质分割得越小，则分散度越高，比表面也越大。
p*
V p K p b( B )
p
nB nB xB nA nB nA
nB * b p Vp p 55.6 nA
*
思考题
一杯纯水和一杯溶液放入一个密闭的容器中会产生怎样的现象？
二、溶液的沸点升高
沸腾与沸点
pT = p外 T:液体的沸点(Tb) 正常沸点
液体沸腾
101.325 kPa
饱和蒸气压：蒸发、冷凝速度相等，气相、液相达到平衡液相上方气体的压力叫饱和蒸气压
同种液体蒸气压随温度如何变化？
不同液体蒸气压与什么有关？
若在纯溶剂中加入少量难挥发非电解质（如葡萄糖)：
拉乌尔定律
p p xA
*
xA 1 xB

表面现象及分散体系

表面现象及分散体系
https://
REPORTING
• 表面现象概述 • 分散体系概述 • 表面现象与分散体系的关系 • 分散体系的稳定性 • 分散体系的制备与表征 • 表面现象及分散体系的未来发展
目录
PART 01
表面现象概述
REPORTING
WENKU DESIGN
减小粒子粒径和优化粒径分布，可以增加体系的稳定性。
调节粒子表面电性
改变分散介质性质
通过电泳、离子交换等方法调节粒子表面电荷性质和分布，以增强体系的稳定性。
选择合适的分散介质，调整其性质如黏度、表面张力等，也可以提高体系的稳定性。
PART 05
分散体系的制备与表征
REPORTING
WENKU DESIGN
THANKS
感谢观看
REPORTING
https://
PART 06
表面现象及分散体系的未来发展
REPORTING
WENKU DESIGN
表面现象及分散体系的研究现状
表面活性剂在分散体系中的应用研究
表面活性剂能够降低界面张力，提高分散体系的稳定性，是重要的分散剂。目前，研究者们正在研究如何通过改变表面活性剂的分子结构和性质，提高其在不同分散体系中的性能。
要点二
生物医学领域的应用
表面现象及分散体系在生物医学领域具有广泛的应用前景，如药物传递、基因治疗、组织工程等。未来，研究者们将致力于开发具有生物相容性和功能性的表面现象及分散体系，为生物医学领域的发展提供支持。
要点三
环境治理方面的应用
表面现象及分散体系在环境治理方面也有重要的应用价值，如水处理、土壤修复等。未来，研究者们将探索如何利用表面现象及分散体系处理环境问题，实现环境友好和可持续发展。

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物质的分散体系
教学设计
第二课时
【复习提问】什么是电离？
【新授内容】课时强弱电解质
一、电解质和非电解质
电解质：
非电解质：
注意：描述的对象：
条件：
化合物本身电离
【引入】电解质溶液可以导电，那么等体积、等浓度的不同种电解质溶液的导电性是否相同？
【演示实验】电解质溶液的导电性比较
观察实验现象：
原因：
结论：
【讨论】1、电解质溶液为什么可以导电？食盐晶体能否导电？为什么？
电解质溶液的导电性强弱由什么因素决定？
同体积、同浓度的不同电解质溶液在相同条件下的导电
性强弱与什么因素有关？
二、强弱电解质
强电解质：
弱电解质：
各类化合物的电离情况：
离子化合物：
共价化合物：
【结论】强酸、强碱和大部分盐是完全电离的，属于强电解质。

电解质和非电解质的比较
项目电解质非电解质
定义
物质种类
举例
导电实质
强、弱电解质的比较
项目强电解质弱电解质
定义在水溶液中完全电离的电解质在溶液中不能完全电离的电解质
化合物类别
电离程度
溶液中微粒的种类
电离方程式
【练习】1、下列物质中哪些是电解质？哪些是非电解质？
明矾，No2，cl2，Fe，乙醇，HF，Hclo4，NH4No3，NaHco3，Al3，NH3•co2，Al2o3，Agcl，BaSo4，氯水。

下列叙述是否正确？为什么？
无水硫酸铜不导电，而胆矾中含结晶水，所以胆矾可以导电。

强电解质由于完全电离，溶液的导电性一定强。

〔思考〕下列说法是否正确？
强电解质的导电能力一定强？弱电解质的导电能力一定弱？
溶解度小的物质导电能力一定弱，溶解度大的物质导电能力一定强？
〔学生回答，分析〕
〔板书〕三、电解质溶液的导电性问题
导电的原因：溶液中有自由移动的离子
导电性强弱：取决于溶液中自由移动离子的浓度。

与电解质的强弱和溶解度皆无关。

四、电离方程式的书写
①强用“＝”，弱用“”
②多元弱酸分步写，多元弱碱一步写
③强酸酸式盐完全电离，弱酸酸式盐完全电离产生两种离子。

④复盐完全电离出多种离子
⑤注意配平
常见的强电解质和弱电解质
强电解质：强酸、强碱和大部分盐，如：
弱电解质：HF、Hclo、H2co3、H2So3、H2S、H3Po4、NH3•H2o、cH3cooH、Fe3、cu2、Al3、Pb2等。

【练习】写出下列物质的电离方程式
H2So4，ca2
caco3，NaHSo4
HF，Hclo
H2S，H2So3
H3Po4，NaHco3
NH3•H2o，Al3
【小结】
【布置作业】
课后小结。