最新物理化学课件(天大第五版)10胶体化学
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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。
物理 化学 第一章 课件
(3) 量的数值
特定单位表示的数值，量与单位的比值。{A}= A/[A]。在图、表中常用到。 如 T/K =300。图中横坐标表示为x/[x], 如 T/K; 纵坐标 y/[y], 如 p/kPa。
20
图1.1.2 300 K下N2, He, CH4的 pVm-p 等温线
21
0.2.2 对数中的物理量 lnA 或 logA
0 绪 论
0.1 课程简介
0.1.1 什么是物理化学
化学：无机化学 有机化学 物理化学 分析化学 （高分子化学）
物理化学是化学的理论基础，是用物理的原理和方法来 研究化学中最基本的规律和理论，所研究的是普遍适用于各 个化学分支的理论问题——理论化学（化学中的哲学）。 研究化学变化中的普遍规律，不管是有机还是无机，化 学变化及相关的物理变化都是物理化学研究的对象。
作业/考题中若有 1 mol, 25℃，常数如π，e，二分之一等..., 约 定有效数字位数为无限多位。
24
第1章 气体的pVT关系
• 物质的聚集状态 气体、液体、固体。
宏观性质：p, V, T,ρ, U…
p, V, T 物理意义明确，易于测量
状态方程 联系 p, V, T 之间关系的方程。
液体和固体，其体积随压力和温度的变化很小，常 忽略不计；气体在改变压力和温度时，其体积会发生较 大变化，通常只讨论气体的状态方程。
物理化学
溶 液 化 学
9
0.1.3 本课程 物理化学B 的主要内容
绪论 气体的 pVT 关系 热力学第一定律 热力学第二定律 多组分系统热力学 化学平衡 相平衡 电化学 界面现象 化学动力学
胶体化学
10
0.1.4 关于本课程
最新物理化学课件(天大第五版)动力学例题PPT文档共33页
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
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26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
最新物理化学课件(天大第五版)动力学 例题
•
6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
•பைடு நூலகம்
7、心急吃不了热汤圆。
•
8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
•
9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
•
10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
2024版天津大学物理化学课件103
103•课程介绍与背景•热力学基础•相平衡与相图目录•化学平衡与反应速率•电化学基础与应用•表面现象与胶体化学•总结回顾与拓展延伸课程介绍与背景物理化学在化学、化工、材料、能源、环境等领域具有广泛的应用。
掌握物理化学的基本概念和原理，对于理解化学现象的本质和设计新的化学过程具有重要意义。
物理化学是研究物质的物理现象和化学变化之间关系的科学。
物理化学定义及重要性天津大学物理化学课程特色强调基础理论与实验技能的结合，注重培养学生的实验能力和创新精神。
采用先进的教学方法和手段，如多媒体教学、网络教学等，提高教学效果。
结合科研和工程实践，引入前沿领域的研究成果和案例，拓宽学生视野。
课件103内容概述123热力学基础热力学系统及其分类孤立系统开放系统封闭系统热力学能热力学第一定律的表述热力学第一定律的数学表达式热力学第二定律的表述01热力学第二定律的数学表达式02热力学第二定律的意义03相平衡与相图相平衡条件及相律相平衡条件相律单组分系统只含有一个组分的系统称为单组分系统。
如水、乙醇等纯净物都是单组分系统。
相图表示单组分系统的相图通常以温度T和压力p为坐标，表示不同温度和压力下单组分物质的存在状态及相变情况。
相变过程在单组分系统中，随着温度和压力的变化，物质会发生固-液、液-气、固-气等相变过程。
这些相变过程在相图上表现为不同的曲线和区域。
多组分系统含有两个或两个以上组分的系统称为多组分系统。
如溶液、合金等都是多组分系统。
相图表示多组分系统的相图通常以各组分的摩尔分数为坐标，表示不同组成和条件下多组分物质的存在状态及相变情况。
相变过程在多组分系统中，随着组成和条件的变化，物质会发生液-液分相、固溶体析出等复杂的相变过程。
这些相变过程在相图上表现为不同的区域和界线。
化学平衡与反应速率化学反应的方向和限度化学反应的方向根据热力学第二定律，化学反应总是向着体系总能量降低的方向进行，即向着生成更稳定产物的方向进行。
物理化学：第十二章 胶体化学(2)
van der Waals 吸引力：EA -1/x2 双电层引起的静电斥力：ER ae-x
总作用势能：E = ER + EA
粒子的平动能＝(3/2) RT <Emax时，溶胶稳定; >Emax时，溶胶不稳定
ER 势 能
E
Emax
0
x
第二最小值
EA 第一最小值
EA曲线的形状由粒子本性决定，不受电解质影响； ER曲线的形状、位置强烈地受电解质浓度的影响。 电解质浓度对胶体粒子势能的影响：
2. 扩散双电层理论
常用名词： 双电层： 质点表面电荷与周围介质中的反离子
构成的电层；
表面电势0：带电质点表面与液体的电势差： 电势： 固、液两相发生相对运动的边界处与液
体内部的电势差。
1) 亥姆霍兹平板电容器模型
0
1879年，亥姆霍兹 首先提出在固液两相之 间的界面上形成双电层 的概念。
0
x
电泳或电渗实验证明：溶胶的分散质和分散 介质都带电，且所带的电性是不同的。
在电泳实验中，当溶胶粒子向负极迁移时，说 明胶粒带正电，此溶胶称为正溶胶；当溶胶粒子向 正极迁移时，说明胶粒带负电，此溶胶称为负溶胶
在电渗实验中，则正好相反。当介质向负极迁移 时，说明胶粒带负电，此溶胶称为负溶胶；当介质向 正极迁移时，说明胶粒带正电，此溶胶称为正溶胶。
本体之间的电势差
Stern 模型：固定 层＋扩散层
固体表面 Stern面 滑动面
电势
0
0
--- 热力学电势，固体 表面与溶液本体的电
势差与溶液中电位离
子的浓度有关。
---- Stern电势。 Stern面与溶液本体的
电势差
距离
---- 电动电势（Zata电 势）滑动面与溶液本 体的电势差其值取决 于可动层的厚度
总作用势能：E = ER + EA
粒子的平动能＝(3/2) RT <Emax时，溶胶稳定; >Emax时，溶胶不稳定
ER 势 能
E
Emax
0
x
第二最小值
EA 第一最小值
EA曲线的形状由粒子本性决定，不受电解质影响； ER曲线的形状、位置强烈地受电解质浓度的影响。 电解质浓度对胶体粒子势能的影响：
2. 扩散双电层理论
常用名词： 双电层： 质点表面电荷与周围介质中的反离子
构成的电层；
表面电势0：带电质点表面与液体的电势差： 电势： 固、液两相发生相对运动的边界处与液
体内部的电势差。
1) 亥姆霍兹平板电容器模型
0
1879年，亥姆霍兹 首先提出在固液两相之 间的界面上形成双电层 的概念。
0
x
电泳或电渗实验证明：溶胶的分散质和分散 介质都带电，且所带的电性是不同的。
在电泳实验中，当溶胶粒子向负极迁移时，说 明胶粒带正电，此溶胶称为正溶胶；当溶胶粒子向 正极迁移时，说明胶粒带负电，此溶胶称为负溶胶
在电渗实验中，则正好相反。当介质向负极迁移 时，说明胶粒带负电，此溶胶称为负溶胶；当介质向 正极迁移时，说明胶粒带正电，此溶胶称为正溶胶。
本体之间的电势差
Stern 模型：固定 层＋扩散层
固体表面 Stern面 滑动面
电势
0
0
--- 热力学电势，固体 表面与溶液本体的电
势差与溶液中电位离
子的浓度有关。
---- Stern电势。 Stern面与溶液本体的
电势差
距离
---- 电动电势（Zata电 势）滑动面与溶液本 体的电势差其值取决 于可动层的厚度
物理化学12章胶体化学
（2）按分散相和介质聚集状态分类
1.液溶胶
将液体作为分散介质所形成的溶胶。当分散 相为不同状态时，则形成不同的液溶胶：
A.液-固溶胶 如油漆，AgI溶胶 B.液-液溶胶 如牛奶，石油原油等乳状液 C.液-气溶胶 如泡沫
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2020/12/19
（2）按分散相和介质聚集状态分类
2.固溶胶 将固体作为分散介质所形成的溶胶。当分散相为
不同状态时，则形成不同的固溶胶：
A.固-固溶胶 如有色玻璃，不完全互溶的合金
B.固-液溶胶 C.固-气溶胶
如珍珠，某些宝石 如泡沫塑料，沸石分子筛
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2020/12/19
（2）按分散相和介质聚集状态分类
3.气溶胶
将气体作为分散介质所形成的溶胶。当分散相为 固体或液体时，形成气-固或气-液溶胶，但没有 气-气溶胶，因为不同的气体混合后是单相均一 体系，不属于胶体范围.
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。
胶体磨的形式很多，其分散能力因构造和 转速的不同而不同。
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2020/12/19
1 溶胶的制备--研磨法
盘式胶体磨
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2020/12/19
按分散相粒子的大小分类：
•分子分散体系 •胶体分散体系 •粗分散体系
•液溶胶 按分散相和介质的聚集状态分类： •固溶胶
•气溶胶
•憎液溶胶 按胶体溶液的稳定性分类： •亲液溶胶
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2020/12/19
物理化学教案(天大5版)
吸附热力学与动力学
探讨吸附过程的热力学函数变化及动力学规律，分析影响吸附速率 的因素。
吸附现象的应用
举例说明吸附现象在催化剂、气体分离、污水处理等领域的应用。
胶体化学基础及应用
胶体分散系统与制备
阐述胶体的概念、分类及制备方法，介绍常见胶体分散系统的特 点。
胶体的性质
探讨胶体的光学性质、动力性质及电学性质，分析胶体稳定性的 影响因素。
多组分系统相图
01
02
03
二元系统相图
描述两组分混合物在不同 温度和压力下的相平衡状 态，包括固溶体、共晶、 包晶等区域。
三元系统相图
展示三组分混合物在相平 衡时的组成和温度关系， 通常包括液相、固相和共 晶相等区域。
相图的应用
通过相图可以预测合金的 性能、设计材料组成、控 制工艺条件等。
05
电化学基础
常见物理化学实验方法介绍
热力学实验
包括量热、相平衡、化学平衡 等实验，用于研究物质的热力
学性质和变化规律。
动力学实验
包括反应速率、扩散、电化学 等实验，用于研究化学反应的 动力学过程和机理。
物质结构实验
包括光谱、波谱、X射线衍射等 实验，用于研究物质的结构和 性质。
表面与胶体化学实验
包括表面张力、吸附、胶体等 实验，用于研究物质表面和胶
将化学能转化为电能的装置，由正极、负极、电解质溶液和闭合回路组
成。
02
电解池
通过外加电源使电解质溶液发生氧化还原反应的装置，实现电能向化学
能的转化。
03
原电池与电解池的比较
原电池是自发进行的氧化还原反应，而电解池需要外加电源驱动；原电
池中电子由负极流向正极，电解池中电子由阳极流向阴极。
探讨吸附过程的热力学函数变化及动力学规律，分析影响吸附速率 的因素。
吸附现象的应用
举例说明吸附现象在催化剂、气体分离、污水处理等领域的应用。
胶体化学基础及应用
胶体分散系统与制备
阐述胶体的概念、分类及制备方法，介绍常见胶体分散系统的特 点。
胶体的性质
探讨胶体的光学性质、动力性质及电学性质，分析胶体稳定性的 影响因素。
多组分系统相图
01
02
03
二元系统相图
描述两组分混合物在不同 温度和压力下的相平衡状 态，包括固溶体、共晶、 包晶等区域。
三元系统相图
展示三组分混合物在相平 衡时的组成和温度关系， 通常包括液相、固相和共 晶相等区域。
相图的应用
通过相图可以预测合金的 性能、设计材料组成、控 制工艺条件等。
05
电化学基础
常见物理化学实验方法介绍
热力学实验
包括量热、相平衡、化学平衡 等实验，用于研究物质的热力
学性质和变化规律。
动力学实验
包括反应速率、扩散、电化学 等实验，用于研究化学反应的 动力学过程和机理。
物质结构实验
包括光谱、波谱、X射线衍射等 实验，用于研究物质的结构和 性质。
表面与胶体化学实验
包括表面张力、吸附、胶体等 实验，用于研究物质表面和胶
将化学能转化为电能的装置，由正极、负极、电解质溶液和闭合回路组
成。
02
电解池
通过外加电源使电解质溶液发生氧化还原反应的装置，实现电能向化学
能的转化。
03
原电池与电解池的比较
原电池是自发进行的氧化还原反应，而电解池需要外加电源驱动；原电
池中电子由负极流向正极，电解池中电子由阳极流向阴极。
基础化学课件：第五章 胶体
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分散相粒子 分散系统 分散相粒子
大小
类型
的组成
一般性质
实例
<1nm >100nm
真溶液
低分子或离 子
粗分散系
(乳状液、 悬浮液）
粗粒子
均相；热力学稳定系 统；分散相粒子扩散 快；能透过滤纸和半 透膜；形成真溶液。
NaCl、NaOH、 C6H12O6等的水 溶液。
非均相；热力学不稳 定系统；分散相粒子 扩散慢；不能透过滤 纸和半透膜。
2021年6月24日星期四
第五章 胶体
8
胶体分散系(colloid system)：
1. 非均相的溶胶(sol ) ； 2. 均相的高分子溶液( macromolecular solution ) ； 3. 缔合胶体 ( associated colloid ) 。
胶体的分散相的粒子的大小为1~100 nm，可以是 一些小分子、离子或原子的聚集体，也可以是单个的 大分子。分散介质可以是液体、气体，或是固体。
红宝石玻璃
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胶体是一种高度分散的系统：扩散速度小，不能 透过如羊皮纸一类的半透膜，溶剂蒸发后不结晶，而是 形成无定形胶状物的物质。
任何晶体物质在一定介质中用适当方法也能形成胶 体，扩大了人们对胶体范围的认识。因此，胶体是物质 的一种分散状态的概念，“胶体”的涵义就是高度分散 的意思。
2021年6月24日星期四
2021年6月24日星期四
第五章 胶体
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（三）溶胶的电学性质
2021年6月24日星期四
第五章 胶体
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电泳（electrophoresis）：在外电场作用下，带电胶 粒在介质中定向移动的现象称电泳。
大多数金属硫化物、硅酸、金、银等溶胶向正极迁 移，胶粒带负电，称为负溶胶。