胶体化学
化学竞赛初赛辅导讲稿胶体。
分散相和连续相。
胶体的形成和破坏。
胶体的分类。
胶粒的基本结构。
表面活性剂及胶体性质.1 表面张力与表面活性剂（A）表面活性剂定义：低浓度时能显著降低表面张力的物质。
什么是表面张力？请看物质有缩小表面积的倾向。
或者说有一种力使表面积缩小。
PPT结构：亲水性的极性基因，亲油性的非极性基团(B)增溶作用对依数性的影响（C）乳化作用蛋白质微乳分离技术水水包油5～100nm 油包水3-6nm（例1）.(7553A) 乳状液是由哪个分散体系组成? (A) 两种互不相溶的液体(B) 固体加液体(C) 两种互溶的液体(D) 多种互溶的液体（例2）. (7556 O/W) 乳状液有O/W型和W/O型, 牛奶是一种乳状液, 它能被水稀释, 所以它属于________型。
（例3）(7007增溶) 苯不溶于水而能较好地溶于肥皂水是由于肥皂的______________ 作用。
（D）蛋白质分离技术蛋白质微乳分离技术基本原理表面活性剂油包水微乳蛋白质等电点例4蛋白质微乳分离技术有两种蛋白质：蛋白质分子量等电点pI 溶菌酶14500 11.1核糖核酸酶13700 7.8蛋白质微乳分离技术水水包油5～100nm 油包水3-6nm蛋白质微乳分离技术蛋白质微乳分离技术 蛋白质等电点（两性的性质）蛋白质微乳分离技术练习15. AOT是表面活性剂，其学名是丁二酸二（-2-乙基）已酯磺酸钠。
（1）AOT属下列表面活性剂中哪一种类型？（A）非离子型（B）阴离子型（C）阳离子型（D）两性型（2）将50mmol·dm－3的AOT水溶液与异辛烷以1∶2的体积比混合后，AOT在异辛烷（有机相）中形成胶束萃取体系，请画出在有机相里形成的胶团模型。
（3）利用上述AOT胶束体系，可通过萃取法分离蛋白质。
现有一水溶液含有下列蛋白质：序号蛋白质分子量等电点PIA 溶菌酶14500 11.1B 核糖核酸13700 7.8酶C 血红蛋白64500 6.7D 半血清蛋白 68000 4.9Eα-淀粉酶 24000 4.7 F 胰蛋白酶 238000.5调节溶液0.5<pH<4.7，研究结果发现只有三种蛋白质被萃取到胶束中去，请写出它们的序号。
（4）设计一最少步骤的分离框图，最终三种被分离的蛋白质均在水相中，或者将蛋白质序号逐步填入下述方框，带箭头的横线填写分离条件，如pH 值范围，O 代表含胶束体系的有机相，W 代表水相。
（W ）（O ）（O ）（O ）<pH<<pH<pH（W ）（W ）【ABE, E,AB B,A A】2 疏液溶胶 PPT（A）、疏液溶胶与亲液溶胶（B）、疏液溶胶形成的条件分散介质、分散相、稳定剂浓度适当的生成难溶物的反应、凝胶（浓）、稀（胶体）（C）、胶体性质：动力性质、流变性质、光学性质、电动力性质3 光散射 PPTTyndall现象（例5）.(7305D,G) (1)超显微镜在胶体研究中起过重要作用，它的研制利用的原理是：( )(A) 光的反射 (B) 光的折射(C) 光的透射 (D) 光的散射(2)超显微镜观察到的是： ( )(E) 粒子的实像 (F) 粒子的虚像 (G) 乳光 (H) 透过光 4 带电的胶粒（A ）、电动现象：电泳、电渗、证明胶粒是带电的。
（B ）、胶团结构 PPT[]++-⋅--x K K )x n (nI )AgI (x 1m（例6）(7205B) 在稀的砷酸溶液中，通入 H 2S以制备硫化砷溶胶 (As 2S 3)，该溶胶的稳定剂是n x )x n (=+-H2S，则其胶团结构式是：( )(A) [(As2S3)m·n H+,(n-x)HS-]x-·x HS-(B) [(As2S3)m·n HS-,(n-x)H+]x-·x H+（例7）. (7201D) 对于AgI 的水溶胶，当以KI 为稳定剂时，其结构式可以写成：[(AgI)m·n I-,(n-x)K+]x-·x K+，则被称为胶粒的是指：（）(A) (AgI)m·n I-(B) (AgI)m(C) [(AgI)m·n I-,(n-x)K+]x-·x K+(D) [(AgI)m·n I-,(n-x)K+]x-*（C）、如何判据胶粒的电性实验：电泳、电渗……规则：法杨斯规则 被吸附的离子总是那些在固态粒子中原有的或相似的离子，有时也能和表面的某些原子形成难溶化合物经验规律：+-+==+H 2SiO SiO H O H SiO 233222 带正电的胶粒有Cd ,Cr ,Al ,Fe ……等氢氧化物带负电的胶粒有Hg ,Pb ,Cu ,As ,Sb 等的硫化物；,Ag ,SnO ,SiO 22……等胶粒（例8）. (7354B) 将含 0.012 mol.dm -3 NaCl 和0.02 mol ·dm -3 KCl 的溶液（各1.0dm 3）和100dm 3 0.005 mol.dm -3的 AgNO 3液混合制备的溶胶，其胶粒在外电场的作用下电泳的方向是:( )(A) 向正极移动(B) 向负极移动(C) 不作定向运动(D) 静止不动5 胶团的双电层结构双电层：平板双电层，扩散双电层，切动面。
等电点6 胶体稳定性（A）胶体的聚沉及保护：聚沉试验聚沉值（最低浓度），聚沉能力。
（B）电解质的作用：（1）舒采-哈迪规则：起聚沉作用的主要是反号离子限制：不相干电解质例9(7453D)对于有过量的KI 存在的AgI 溶胶，下列电解质中聚沉能力最强者是：( )(A) NaCl (B) K3[Fe(CN)6](C) MgSO4(D) FeCl3（例10）(7366大.小) 对带正电的溶胶，NaCl 比AlCl3的聚沉能力。
对带负电的溶胶，Na2SO4比NaCl 的聚沉能力。
（2）与胶体电性同号的离子起稳定作用，大或价高的作用大。
（3）有机离子比任何无机离子聚沉能力都强。
（例11）(7458C) 下列四种电解质KCl，Na2SO4，MgSO4，K3[Fe(CN)6] ，对Fe2O3溶胶的聚沉能力大小次序为：( )(A) KCl＞Na2SO4 ＞MgSO4 ＞K3[Fe(CN)6](B) K3[Fe(CN)6] ＞MgSO4 ＞Na2SO4 ＞KCl(C) K3[Fe(CN)6] ＞Na2SO4 ＞MgSO4＞KCl(D) Na2SO4 ＞K3[Fe(CN)6] ＞KCl＞MgSO4胶粒：正？负？反号离子价？同号离子价？（例12）. (7481C) 对亚铁氰化铜负溶胶而言, 电解质KCl, CaCl2, K2SO4,CaSO4的聚沉能力顺序为：( )(A) KCl > CaCl2 > K2SO4 > CaSO4(B) CaSO4 > CaCl2 > K2SO4 > KCl(C) CaCl2 > CaSO4 > KCl > K2SO4(D) K2SO4 > CaSO4 > CaCl2 > KCl（例13）.(7478) 已知二氧化硅溶胶形成过程中存在下列反应：SiO2＋H2O ─→H2SiO3─→SiO32-＋2H+试写出胶团结构式(标明胶核,胶粒及胶团), 指出二氧化硅溶胶的电泳方向。
当溶胶中分别加入NaCl, MgCl2, K3PO4时, 哪种物质的聚沉值最小? [答] [(SiO2)m·n SiO32-·2(n-x)H+]2x-·2 x H+└──┘胶核└───────────┘胶粒整个是胶团。
胶粒带负电, 电泳向正极。
MgCl2聚沉值最小,依次为NaCl,K3PO4。
（例14）. (7474) 混合等体积的0.08 mol·dm-3 KI 和0.1 mol·dm-3 AgNO3溶液所得的溶胶。
(1) 试写出胶团结构式(2) 指明电泳方向(3) 比较MgSO4，Na2SO4，CaCl2电解质对溶胶聚沉能力的大小。
[答] (1) ｛[(AgI)m.n Ag+],(n-x)NO-｝x+·x NO3-3(2) 往负极移动(3) 聚沉能力Na2SO4> MgSO4> CaCl2（C ）、正负号不同的胶体有相互聚析作用 2012-2-16③上一内容④下一内容 回主目录 返回明矾净水原理：KAl （SO 4）2.12H 20 == K ++ Al 3++ 2SO 42-+12 H 2OH 20 H ++ OH -Al 3++ 3OH -Al （OH ）3不同胶体的相互作用我国某些农村仍用明矾净水，（1） 请写出明矾的化学式（1分） （2） 一般天然水中常含有HCO 3－，请写出明矾水解方程式（2分）（3）请用胶体化学原理解释明矾净水的的原理是：（2分）（1）KAl(SO4) 2·12H2O（2）KAl(SO4) 2·12H2O → K+ + Al3+ + 2SO42－+12H2O Al3+ + 3HCO3－→ Al(OH) 3 ＋CO2第一式写否不影响得分（3）明矾水解所得产物Al(OH) 3为胶体，该胶粒带正电，天然水中杂质以硅胶为代表，该胶粒带负电，正负电性不同的胶体有相互聚沉作用从而达到净水的作用4、物理因素β射线、辐射、加热5、高分子凝结剂，敏化与保护2012-2-16③上一内容④下一内容 回主目录 返回不同胶体的相互作用例15(7469) 墨汁是一种胶体分散体系，在制作时，往往要加入一定量的阿拉伯胶（一种大分子物）作稳定剂，这主要是因为 。
纳米材料的特殊性质和制备纳米粒子纳米1nm＝10－9m十亿分之一米氢原子半径的27倍，头发直径的十万分之一(一)基本理论(2)什么是“小尺度效应和表面效应”?•表面效应指物质高度分散，比表面和比表面能与同种大块物质相比产生显著(～107倍)的变化，给物理性质、热力学性质、动力学性质带来显著影响。
•小尺度效应指由于颗粒尺寸变小而引起的宏观物理及化学性质的变化。
•一．热学性能二．力学性能•三．电磁性能四. 光学性能•五. 化学反应性能碳纳米管的独特结构与性能1.金属性和半导体性2.高机械强度：大于钢100倍，1/6重量3.高长径比: 103数量级4.高比表面: 400-500m2/g5.化学惰性厚度只有0.34纳米的石墨烯。
这种新材料太薄了,以至于把20万片薄膜叠加到一起,也只有一根头发丝那么粗。
石墨烯比钻石还强硬,强度比世界上最好的钢铁还高100倍!研究人员称,“太空电梯”的最大障碍之一,就是如何制造出一根从地面连向太空卫星、长达3.7万公里并且足够强韧的缆线,而石墨烯”完全适合用来制造太空电梯缆线。
物理化学第七章
粗分散物系
>10-7m
混浊泥水，牛 奶，豆浆
3、胶体四大特征：（同溶液相比较）
①聚结不稳定性（热不稳自发聚沉）②多相不均匀性 聚结不稳定性 ②多相不均匀性（一相分散 于另一相，有相界面）③高分散性 ③高分散性（颗粒大小及胶团量不相同） 结构组成不确定性（受添加剂或添加物影响） ④结构组成不确定性 （真溶液：热稳，均相物系，组成，结构，分子量恒定） 4、胶体化学研究内容：表面现象，分散物系及高分子溶液 5、表面：物体处于真空或与本身饱和蒸气达平衡的面。 6、界面：物体与空气或其他物体相接触的面（存在于两相之间 几个nm厚度薄层） 7、表面现象（Surface phenomenon）：凡物质处于凝聚状态时， 其界面上发生的一切物理化学现象。（包括s-g,s-l,l-g,ss,l-l等统称表面）严格讲为界面现象，如：毛细现象，润湿 作用，液体过热，蒸气过饱和，吸附作用等统称界面现象 AS Sο (Interface phenomenon)。
（1）按分散相和分散介质的聚集状态分类
分散相 分散介质 名称 气 泡沫 液 液 乳状液 固 悬浮体，溶液胶 气 液 固 固溶胶 固 气 液 气 气溶胶 固
实例 肥皂泡沫 牛奶 泥浆，金溶胶 浮石，泡沫玻璃 珍珠，某些矿石 某些合金 雾 烟
（2）按分散相的分散度分类
类型 低分子 分散物系 分散相粒子半 径 <10-9m 分散相 原子 离子,小分子 性质 均相，热力学稳定物 系，扩散快，能透过 半透膜，形成真溶液 均相，热力学稳定物 系，扩散慢，不能透 过半透膜，形成真溶 液 举例 NaCI、蔗糖的 水溶液，混合 气体等 聚乙烯醇水溶 液
之一)：当毛细管插入润湿性液体水中时，管内液面呈凹面, △P背向 液面，使液体受到向上提升力而沿管内壁上升,当液柱产生的静压 力ρgh=△P时达平衡停止移动；反之，当毛细管插入非润湿性液体 汞中时产生管内凸液面，因△P向下,使管内液面下降至ρgh=△P 达平衡时停止，此为毛细现象。
关于胶体化学的几个基本概念
一、概述1．关于胶体化学的几个基本概念(1）相和相界面相是指那些物质的物理性质和化学性质都完全相同的均匀部分。
体系中有两个或两个以上的相，称为多相体。
相与相之间的接触面称为相接面。
(2) 分散相与分散介质在多相分散体系中，被分散的物质叫做分散相。
包围分散相的另一相，称为分散介质。
例如，水基钻井液中，粘土颗粒分散在水中，粘土为分散相，水为分散介质。
(3)分散度和比表面分散度是某一分散程度的量度，通常用分散相颗粒平均直径或长度的倒数来表示。
如果用D表示分散度，用a表示颗粒的平均直径或长度，则分散度可表示为D＝1／a。
比表面是物质分散度的另一种量度，其数值等于全部分散相颗粒的总面积与总质量(或总体积)之比。
如果用S代表总表面积，用V表示总体积，用m表示总质量，则比表面可表示为：＝S／V (m-1) (2-2)S比或 S＝S／m (m-1／kg) (2-3)比物质的颗粒愈小，分散度愈高，比表面愈大，界面能与界面性质就会发生惊人的变化。
所有颗粒分散体系的共性是具有极大的比表(界)面。
按分散度不同，可将分散体系分为细分散体系与粗分散体系。
胶体实际上是细分散体系，其分散相的比表面≥104 m2／kg，其颗粒长度在1 nm～1 μm 之间。
悬浮体则属于粗分散体系，其比表面大致不超过104m2／kg分散相的颗粒直径在1～40／μm之间。
钻井液是复杂的胶体分散体系。
水基钻井液基本上是溶胶和悬浮体的混合物，本书中统称为胶体分散体系。
(4)吸附作用物质在两相界面上自动浓集(界面浓度大于内部浓度)的现象，称为吸附。
被吸附的物质称为吸附质，吸附吸附质的物质称为吸附剂。
按吸附的作用力性质不同，可将吸附分为物理吸附和化学吸附两类。
仅由范德华引力引起的吸附，是物理吸附。
这类吸附一般无选择性，吸附热较小，容易脱附。
若吸附质与吸附剂之间的作用力为化学键力，这类吸附叫化学吸附。
化学吸附具有选择性，吸附热较大，不易脱附。
2．沉降与沉降平衡钻井液中的粘土粒子，在重力场的作用下会沉降。
物化 第十二章 胶体化学
二、 胶体系统的分类
1、按胶体溶液的稳定性可分为两类 憎液溶胶：难溶物分散在介质中，有很大 的相界面，易聚沉，是热力学上不稳定、 不可逆体系。 亲液溶胶： 大分子分散在合适的溶剂中， 是热力学稳定、可逆体系。
2、按分散相和分散介质的聚集状态可分为
气溶胶、液溶胶和固溶胶三大类
分散介质 分散相 气 液 液 固 气 液 固 气 液 固 名 称 实 例
固
(液 )气 溶 胶 (固 )气 溶 胶 (气 )液 溶 胶 -泡 沫 (液 )液 溶 胶 -乳 状 液 (固 )液 溶 胶 -悬 浮 液 (气 )固 溶 胶 (液 )固 溶 胶 (固 )固 溶 胶
云、雾、油烟 烟尘、粉尘 肥皂泡沫 牛奶、含水原油 AgI 溶 胶 、 油 墨 泡沫塑料 珍珠、蛋白石 有色玻璃、合金
热力学不稳定性 ：胶核粒子有互相聚集而降低 其表面积的趋势
因为粒子小，比表面大，表面自由能高，是热力 学不稳定体系，有自发降低表面自由能的趋势，即小 粒子会自动聚结成大粒子。
四、胶体的特征
动力稳定性强 散射作用明显 扩散速度慢 渗透压低 不能通过半透膜
五、胶体系统的制备与净化
1、胶体系统的制备
沉降平衡时粒子的高度分布公式
通过沉降速率的测定求算粒子半径
利用在超离心力场中的沉降平衡测定胶团或大分子物质的摩尔质量
14-4 胶体系统的电学性质
1、电动现象
电泳、电渗、沉降电势和流动电势统称为
溶胶的电动现象。
电泳是带电的胶粒在电场作用下作定向移动
若在多孔膜（或毛细管）的两端施加一 定电压，液体将通过多孔膜而定向流动，这 种现象称为电渗。
( z 1)cRT
唐南平衡(Donnan)
NazP NaCl
胶体化学(物化重难点)
电势的值小于热力学电势且受外加电解质的影响很大；决定胶粒电泳速度的物理量是
电势，而不是热力学电势；向溶胶中加入电解质，可改变 电势，但对热力学电势无影响；
电势等于零的状态称为等电态，在等电态，扩散层厚度为零，胶粒不带电，在电场作用
下，无电泳现象。 10.2.7 胶团结构 溶胶的胶团结构分为胶核、 胶粒及胶团三个层次。 以AgCl溶胶为例， 当用KCl与AgNO 3 制备AgCl溶胶时，胶粒和胶团的组成、结构与KCl和AgNO 3 相对用量有关，若AgNO 3 过量， 则胶粒与胶团结构如图 2，即 胶体粒子 滑动面
10.2.1 胶体定义：分散相粒子在某维上的线度为 1 nm～100nm 时的高分散系统称为胶 体。按分散相粒子线度分类：分子分散系统（真溶液，如乙醇水溶液） 、胶体分散系统（如 碘化银溶胶） 、粗分散系统（如牛奶） 。 10.2.2 按胶体系统稳定性分类 憎液溶胶： 分散相不能溶于分散介质中所形成的胶体系统。 对于由金属及难溶于水的卤 化物、硫化物或氢氧化物等在水中形成的胶体称憎液溶胶（简称为胶体） 。憎液溶胶的粒子 均是由数目众多的分子构成，存在着很大的相界面，因此憎液溶胶具有高分散性、多相性以 及热力学不稳定性的特点。如氢氧化铁溶胶、碘化银溶胶等。 形成憎液溶胶的必要条件是： （1）分散相的溶解度要小； （2）必须有稳定剂存在，否则 胶粒易聚结而聚沉。 憎液溶胶的制备：分散法包括研磨法、胶溶法（如 Fe(OH)3 溶胶的制备） 、超声分散法、电 弧法； 凝聚法包括化学凝聚法 （如水解反应制氢氧化铁溶胶） 和物理凝聚法 （如更换溶剂法、 蒸气骤冷法等） 。 憎液溶胶的净化：目的是除去对新制备的溶胶的稳定性不利的过多的电解质或其它杂 质。净化的方法主要有渗析法和超过滤法。 亲液溶胶： 半径落在胶体粒子范围内的大分子溶解在合适的溶剂中所形成的系统。 高分 子溶液为亲液溶胶。将溶剂蒸发，大分子化合物凝聚，再加入溶剂，又可形成溶胶。因此，
10胶体化学
NaAuO2是上述方法制得金溶胶的稳定剂，写出该金溶胶
胶团结构的表示式。
解：该金溶胶胶团结构为： {[Au]m nAuO2- (n-x)Na+}x- xNa+
12.11.在Ba(NO3)2溶液中滴加Na2SO4溶液可制备BaSO4溶 胶。分别写出(1) Ba(NO3)2溶液过量，(2) Na2SO4溶液过量 时的胶团结构表示式。 解：(1) Ba(NO3)2溶液过量时，胶团结构为: {[BaSO4]m nBa2+(2n-x)NO3-}x+ xNO3(2) Na2SO4溶液过量时，胶团结构为： {[BaSO4]m nSO42-(2n-x)Na+}x- xNa+
胶核：胶体粒子内由分子、原子或离子
形成的固态微粒
胶团：整个扩散层及其所包围的胶体粒子
构成的电中性的整体
例： AgNO3 + KI AgI + KNO3 KI过量 ：
AgI溶胶吸附I－带负电，K＋为反离子 AgNO3过量： AgI溶胶吸附Ag＋带正电，NO3－为反离子
特点：
(1) 胶 核 ： 首 先 吸附过量的成 核离子，然后 吸附反离子； (2) 胶 团 整 体 为 电中性。
分散系统分类(按分散相与分散介质的聚集状态)： (1) 均相系统(真溶液) 分散相以分子形式溶于分散介质 (2) 多相系统 分散相不溶于分散介质
分散 分散相 介质 气
名称 气溶胶 泡沫 乳状液 液溶胶或悬浮液
实例
液 固
气 液 固 气 液 固
云、雾 烟、尘
肥皂泡沫 牛奶 泥浆、油漆 泡沫塑料 珍珠 有色玻璃
物理化学第十四章胶体化学
一、分散体系的分类
•真溶液 按分散相粒子的大小分类： •胶体分散体系
•粗分散体系 •液溶胶
按胶体溶液的稳定性分类
1.憎液溶胶 胶体化学的主要研究体系 半径在1 nm~100 nm之间的难溶物固体粒子
分散在液体介质中。溶剂与粒子间亲合力弱。
溶剂蒸发后，再加入溶剂无法再形成溶胶。 不可逆体系。
2.亲液溶胶 大分子溶液
溶剂与粒子（大分子 ）间亲合力强。溶剂蒸 发后，产生凝聚，再加入溶剂，又可形成溶胶。 热力学上稳定、可逆的体系。
按分散相和介质的聚集状态分类： •固溶胶 •气溶胶
按胶体溶液的稳定性分类： •憎液溶胶 •亲液溶胶
按分散相粒子的大小分类
1.真溶液（分子分散体系）
分散相与分散介质以分子或离子形式均匀的单 相，热力学稳定。分散相粒子半径小于1 nm。
2.胶体分散体系 分散相粒子半径1 nm~100 nm。高分散的多相 体系，粒子有自动聚集的趋势，热力学不稳定。
A.复分解反应制硫化砷溶胶 2H3AsO3（稀）+ 3H2S →As2S3（溶胶）+6H2O
B.水解反应制氢氧化铁溶胶 FeCl3 +3H2O （热）→ Fe(OH)3 （溶胶）+3HCl
C.氧化还原反应制备硫溶胶 2H2S(稀）+ SO2(g) → 2H2O +3S (溶胶） Na2S2O3 +2HCl → 2NaCl +H2O +SO2 +S (溶胶）
高等水化学胶体化学
按胶体分散系统的性质分类
• （2）亲液溶胶 • 半径落在胶体粒子范围内的大分子物质，
溶解在合适的溶剂中形成的溶胶。 • 分散相分子本身的大小已达到胶粒范围，
它的扩散速率小、不能透过半透膜等性质 与胶体系统相似。 • 亲液溶胶是热力学上稳定，可逆的系统。
§12－1 胶体系统的制备与净化
粗分散系统 分散法 胶体系统 凝聚法 分子分散系统
第二章 胶体化学
Chapter 2 Colloidal Chemistry
“胶体”这个名词是英国化学家 Graham于1861年提出的
胶体(colloid)
任一质点,其某个线度 在10-7和10-9m之间即认为 是胶体分散系统
（一）胶体分散系统及其基本性质
胶体是一种分散系统
分散系统：一种或几种物质分散在另一种物质之中 分散相：被分散的物质 （dispersed phase） 分散介质：另一种连续分布的物质
1nm 散慢,不能透过半透膜,有一定 高浓度肥皂水
～100nm 的光散射
溶液
热力学不稳定,但动力学稳 金溶胶、硫溶
1nm 定的多相系统,扩散慢,不能透 胶、牛奶、豆
～100nm
过半透膜,光散射强,在超显微 镜下可以看见
浆、雾、烟、 各种泡沫
>100nm
热力学不稳定,动力学不稳 定的多相系统,扩散慢,不能透 过半透膜,光散射强,在普通显 微镜下可以看见
2
1 cos 2
I0
I ：散射光强度 ；
I0 : 入射光强度；
V ：一个粒子的体积； C ：单位体积中的粒子数；
n : 分散相的折射率； n0：分散介质的折射率；
：散射角（观测方向与入射光方向间夹角）；
表面化学-胶体化学
表面化学-胶体化学表面化学-胶体化学表面化学是研究物质表面的性质和现象的一门学科，而胶体化学则是表面化学的一个重要分支，研究胶体溶液中物质的性质和行为。
胶体化学的研究内容涉及到胶体的形成、稳定性、表面性质、胶体颗粒的相互作用以及胶体溶液的性质等。
本文将介绍表面化学和胶体化学的基本概念、研究方法以及应用领域。
表面化学最早起源于对溶液表面现象的研究，如水的表面张力、液滴的形成和液体的湿润性等。
表面化学研究的对象是固体和液体的界面以及液体和气体的界面，主要涉及到界面上的吸附现象、界面能和界面活性物质等。
固体-液体界面上的吸附现象包括离子吸附、分子吸附和表面电荷等，而液体-气体界面上的吸附现象则涉及到液滴形成和表面张力等。
胶体化学研究的是胶体溶液中胶体颗粒的性质和行为。
胶体是一种介于溶液和悬浮液之间的物质，其特点是颗粒很小，约为1纳米到1微米大小，并且能够在溶液中均匀分散。
胶体的稳定性是胶体化学研究的重要内容，稳定性的源于胶体颗粒表面的电荷，正负电荷的平衡使得颗粒之间相互排斥，从而保持胶体溶液的稳定性。
此外，胶体溶液中还包含着胶体的吸附、吸附剂的选择、界面张力、胶体性质的测定以及胶体与其他物质的相互作用等方面的研究内容。
表面化学和胶体化学的研究方法主要包括物理化学方法和化学方法两种。
物理化学方法包括表面张力测定、界面能测定、电化学方法、X射线衍射、电子显微镜等。
而化学方法包括有机合成、溶胶-凝胶法、聚合法、共沉淀法等多种方法。
表面化学和胶体化学在许多领域中都有重要的应用。
在光学领域中，胶体颗粒可以通过改变其尺寸和组成来调控其光学性质，从而应用于光学传感器、太阳能电池、红外吸收材料等。
在材料科学领域中，胶体颗粒可以通过自组装形成多孔材料和有序结构，具有较大的比表面积和孔径，被广泛用于催化剂、分离膜和储能材料等。
此外，表面化学和胶体化学还在生物医学、环境污染治理、油水分离、食品加工等领域发挥着重要的作用。
综上所述，表面化学和胶体化学是研究物质表面性质和胶体溶液行为的学科，涉及到物质界面的吸附现象、界面能、表面张力等。
9胶体化学详解
(emulsion)，泡沫
（二）胶体的基本特征 （1）多相(multiphase)性 在胶体系 统中，分散相粒子由众多分子或离子 组成，粒子内部与外部分散介质的许 多物理和化学性质都不相同，所以性 质是不均匀的，因而是多相系统。包 围胶体粒子的界面是相界面。
（一）分散(dispersion)法
直接将大块物质粉碎为小颗粒，并
使之分散于介质中。
机械分散法； 超声波(ultrasonic)
分散法； 电分散法； 胶溶法。
（二）凝聚（agglomeration)法
将分子或离子凝聚成胶体颗粒。
化学凝聚法
通过化学反应（如复分解反应、水解反应、氧化或还原反 应等）使生成物呈过饱和状态，然后粒子再结合成溶胶。
（二）沉降(sedimentation)平衡
当溶胶中颗粒的密度大 于介质时，颗粒在重力场作 用下有向下沉降的趋势；沉 降的结果使底部粒子浓度大 于上部，即造成上下的浓差， 而粒子的扩散将促使浓度趋 于均一。当沉降与扩散达平 衡时，称为沉降平衡；此时， 颗粒浓度自下而上降低，有 一个分布。
沉降平衡中粒子的分布
热力学电势ф0 ：固体表面与溶液本体间的电势差 斯特恩电势фδ :斯特恩面同溶液本体之间的电势差 ξ电势：滑动面与溶液本体之间的电势差
ξ 电势的特点：
ξ 电势的绝对值小于热力学电势 的绝对值ф 0 •ξ 电势是衡量胶粒所带净电荷多 少的物理量； •ξ 电势的符号由胶粒所吸附离子
的电荷决定
•胶粒表面吸附正离子，ξ 电势为 正；胶粒表面吸附负离子，ξ 电 势为负 •少量外加电解质会对ξ 电势产生 很大的影响 •处于等电态的胶体质点不带电
（3）斯特恩双电层模型
11-胶体化学
布朗运动
返回
二、扩散
在有浓度梯度时，胶体粒子因热运动而发生宏观上定向 迁移运动。
三、沉降与沉降平衡
多相分散系统中物质的粒子因受重力作用而下沉的过程 叫沉降。
沉降过程产生浓度梯度，而扩散过程是消除浓度梯度， 当两者达平衡时叫做沉降平衡。 即：沉降速度=扩散速度
a
4
1、电泳
在外电场作用下，胶粒在分散介质中的定向移动。 （胶粒带电、带正电的胶粒移向负极）
+
-
NaOH
Fe(OH)3
电泳速度
∝
粒子带电量、外加电位 梯度 介质的黏度、粒子的大 小
电泳演示
2.电渗：
在多孔膜（或毛细管）两端加电压，液体分散 介质作定向移动。
3.流动电势：
电渗演示
在外力作用下，迫使分散介质通过多孔膜作定向移 动，在多孔膜两端产生的电势差。
4.沉降电势：
分散相粒子在重力场（或离心力场）作用下迅 速移动，产生的电势差。
电泳现象
返回
电渗现象
返回
二、扩散双电层理论 胶粒带电
1、胶粒从溶液中选择性吸附某种离子而带电（Fanjes规则）； 2、胶粒分子本身电离作用使离子进入溶液而带电。
双电层电位：
5
扩散双电层理论
问题提出： 1、液体在远离胶粒的液层是流动的，在胶粒附近不流动？ 2、电位与电极电位有何区别， │ζ│<│ϕ│? 3、电解质为何能影响ζ电位的大小？ 4、 ζ电位的符号不但与固相有关，也与溶液中某种离子过
{[
AgI
]m
nAg
+
⋅ (n
−
x
)
NO
− 3