第七章 溶胶
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。
溶胶的定义
溶胶的定义溶胶是一种常见的物质状态，它在我们的日常生活中随处可见。
溶胶是由固体微粒或液滴悬浮在液体或气体中形成的，是一种均匀的混合物。
溶胶的形成是通过溶解、悬浮或化学反应等过程实现的。
溶胶的形成离不开溶剂的存在。
溶剂是指能够溶解或扩散其他物质的介质。
在溶胶中，溶剂起到分散固体微粒或液滴的作用。
常见的溶剂有水、酒精、乙醚等。
溶剂的选择通常取决于所需溶解物质的性质以及实际应用的要求。
溶胶的形成过程可以通过物理或化学方法实现。
物理方法包括溶解和悬浮，而化学方法则涉及化学反应。
溶解是指将固体溶质溶解到液体溶剂中，形成均匀的溶液。
悬浮是指将固体微粒悬浮在液体或气体中，形成悬浮液或气溶胶。
溶解过程是溶胶形成的基础。
当溶质的颗粒与溶剂的颗粒相互作用时，溶质的颗粒会逐渐从固态转变为溶解态，并均匀分布在溶剂中。
这种过程是一个动态平衡的过程，溶质的颗粒在溶解和重新结晶之间不断转换，直至达到饱和溶解度。
悬浮是溶胶形成的另一种方式。
当固体微粒的密度大于溶剂时，固体微粒会沉积在底部。
但是，通过搅拌或加热等外部作用力，固体微粒可以悬浮在溶剂中。
这种悬浮状态下的溶胶具有一定的稳定性，可以长时间存在。
化学反应也可以产生溶胶。
当两种或多种物质发生化学反应时，产生的产物可以形成溶胶。
例如，当酸和碱反应产生盐时，盐会溶解在水中形成溶胶。
这种溶胶在化学反应后形成，并且具有新的化学性质。
溶胶在科学研究和工业生产中具有广泛的应用。
在科学研究中，溶胶可以用作实验材料，用于分析和测试。
在工业生产中，溶胶可以用于制备纳米材料、涂料、墨水等。
此外，溶胶还可以用于药物传递、环境治理等方面。
溶胶是由固体微粒或液滴悬浮在液体或气体中形成的均匀混合物。
它的形成离不开溶剂的存在，可以通过溶解、悬浮或化学反应等方式实现。
溶胶在科学研究和工业生产中具有广泛的应用，对于我们的生活和社会发展有着重要的意义。
溶胶实验讲义
溶胶的制备、纯化及稳定性研究1. 实验目的(1) 了解制备胶体的不同方法，学会制备Fe(OH)3溶胶。
(2) 实验观察胶体的电泳现象，掌握电泳法测定胶体电动电势的技术。
(3) 探讨不同外加电压、电泳时间、溶胶浓度、辅助液的pH 值等因素对Fe(OH)3溶胶电动电势测定的影响。
(4) 探讨不同电解质对所制备Fe(OH)3溶胶的聚沉值,掌握通过聚沉值判断溶胶荷电性质的方法。
2. 实验原理胶体现象无论在工农业生产中还是在日常生活中，都是常见的问题。
为了了解胶体现象，进而掌握其变化规律，进行胶体的制备及性质研究实验很有必要。
溶胶的制备方法可分为分散法和凝聚法。
分散法是用适当方法把较大的物质颗粒变为胶体大小的质点，如机械法，电弧法，超声波法，胶溶法等；凝聚法是先制成难溶物的分子(或离子)的过饱和溶液，再使之相互结合成胶体粒子而得到溶胶，如物质蒸汽凝结法、变换分散介质法、化学反应法等。
Fe(OH)3溶胶的制备就是采用化学反应法使生成物呈过饱和状态，然后粒子再结合成溶胶。
在胶体分散系统中，由于胶体本身电离，或胶体从分散介质中有选择地吸附一定量的离子，使胶粒带有一定量的电荷。
显然，在胶粒四周的分散介质中，存在电量相同而符号相反的对应离子。
荷电的胶粒与分散介质间的电位差，称为ξ电位。
在外加电场的作用下，荷电的胶粒与分散介质间会发生相对运动。
胶粒向正极或负极（视胶粒荷负电或正电而定）移动的现象，称为电泳。
同一胶粒在同一电场中的移动速度由ξ电位的大小而定，所以ξ电位也称为电动电位。
测定ξ电位，对研究胶体系统的稳定性具有很大意义。
溶胶的聚集稳定性与胶体的ξ电位大小有关，对一般溶胶，ξ电位愈小，溶胶的聚集稳定性愈差，当ξ电位等于零时，溶胶的聚集稳定性最差。
所以，无论制备胶体或破坏胶体，都需要了解所研究胶体的ξ电位。
原则上，任何一种胶体的电动现象(电泳、电渗、液流电位、沉降电位)都可以用来测定ξ电位，但用电泳法来测定更方便。
溶胶的制备和性质实验操作方法
溶胶的制备及性质一．实验目的1.熟悉用凝聚法制备溶胶的操作；2.了解溶胶的光学性质和电学性质；3.了解电解质对溶胶的凝结作用及高分子溶液对溶胶的保护作用等。
二．实验原理1.溶胶的定义及其特征胶粒直径为1~100 nm，扩散慢，不能透过半透膜，动力学稳定性强，具高度分散性，多相性和聚结不稳定性等特征。
2.溶胶的制备方法溶胶的制备方法有分散法和凝聚法。
以氢氧化铁溶胶的制备为例：取150 mL 蒸馏水，置于300 mL烧杯中，先煮沸2 min，用刻度吸管移去10%FeCl3溶液30 mL，逐滴加入沸水中，并不断搅拌，继续煮沸3 min，得到棕红色Fe(OH)3溶胶，其结构式为：{m[Fe(OH)3]•nFeO+•(n-x)Cl-}x+•xCl-。
3.溶胶的净化制成的溶胶常含有其他杂质，影响胶体的性质，故必须净化。
溶胶的净化是根据离子或分子可以通过半透膜而胶粒不能透过半透膜的特性进行的。
本实验采用的透析袋。
4.溶胶的电学性质以电泳现象为例，在外加电场作用下，溶胶粒子在分散介质中定向移动的现象称为电泳。
通过电泳可以测知溶胶粒子所带电荷的符号，亦可以测定溶胶的ζ电位。
其原理是：式中K为与胶粒形状有关的常数（球形为5.4×1010 V2•S2•kg-1•m-1，棒状粒子为3.6×1010 V2•S2•kg-1•m-1，η为分散介质的粘度（Pa•s），ε为分散介质的相对介电常数，E为加于电泳测定管二端的电压（V），l为两电极之间的距离（m），d 为电泳管中胶体溶液界面在t时间（s）内移动的距离（m），E/l表示两电极间场强，d/t表示电泳速度（m•s-1）。
式中d、t、E和l均可由实验测得。
5.溶胶的光学性质用一束会聚光线通过溶胶，在光前进方向的侧面可看到光柱，这一现象称为丁达尔现象，可用于鉴别胶体。
6.电解质的聚沉作用和高分子溶液的保护作用电解质中与胶粒所带相反电荷的离子可引起溶胶的聚沉。
气溶胶力学第7章气溶胶粒子的扩散与沉降-2022年学习资料
二-关于布朗运动引起的气溶胶粒子在“壁”上的沉降有-很大的实际意义。这里所说的“壁”是指气溶胶粒子所接-触 固体及液体表面。我们可以认为：只要气溶胶粒子与-“壁”接触，粒子就粘在其上。这样，确定粒子在“壁”-在静止 质中气溶胶粒子-上沉降的速度，可以归结为计算一定分布状态的粒子到达-一直边界的概率。-的扩散沉降-在大多数 况下，以粒子的浓度表示更方便一些。这-时和壁相碰撞粒子的浓度等于零。我们可以用扩散理论来解-决很多实际问题 -一平面源-在x=O处存在一平面源的扩散物质，对扩散系数D为常-数的一维情况，可以应用式7-4-来描述，即 Ot
考虑一体积微元，令其各边平行相应的坐标轴，而长-边分别为2dx,2dy,2dz。微元体的中心在Px,y,z ，-这里扩散物质的浓度为C,ABCD和A'B'C'D'二面垂直x轴，-如图7-1所示。那么穿过平面ABCD 入微元体的扩散物质-为：-4dydzF,-oF:dx-Ox-同理，穿过A'B'C'D面流出微元体的扩散物质 ：-4dydzF--那么对于这两个面在微元体中扩散物质的增量为：-OF-8dxdydz-8x-对于其它相应 面，我们分别得到：-OF,-Oy-Oz
式7-15中左面的乘积nv是单位时间内通过单位面积-的粒子的数量，即式7-1中的F,所以-kTC-D-3π dp-7-16-式7-16是气溶胶粒子扩散系数的斯托克斯-爱因斯-坦公式。或者写为：-D=kTB-7-17 式中B一粒子的迁移率。-扩散系数D随温度的增高而增大，与粒径大小成反比，其-大小可表征扩散运动的强弱。粒径 扩散系数的影响见表7--1。
在各向同性的物质中，扩散的数学模型是基于这样-一个假设：即穿过单位截面积的扩散物质的迁移速度与-该面的浓度 度成比例，即-ac-扩散的基本定律-F--D-Ox-7-1-式（7-1称为费克第一扩散定律。这里F一-在单 位时间内通过单位面积的粒子的数量；C一扩散物质的-浓度；D—扩散系数。在某些情况下，D为常数。而在-另一些 况下，D可能是变量。其单位为-。式（7-1-中的负号说明物质向浓度增加的相反方向扩散。-在各向同性介质中， 质扩散的基本微分方程可以从-式7-1中推导出来。
溶胶
性质
特征 光学性质
动力学性质 电学性质
溶胶一般有三个特征：
图1溶胶具有丁达尔效应的光学性质，即用一束光从侧面照射溶胶，在与光路垂直的方向可以清楚地看见一条 发亮的光柱，这种现象称为丁达尔效应，又称丁铎尔(Tyndall)效应，如右图1所示。
丁达尔效应就是光的散射现象，它的产生与分散质离子的大小和入射光的波长有关。当溶质粒子大于入射光 波长，如粗分散系主要发生光的反射，观察不到散射光，所以无丁达尔现象；当溶质粒子小于入射光的波长，如 胶体溶液中溶胶粒子直径为1~100nm，小于可见光波长(400~760nm)，当可见光通过溶胶时，散射现象十分明显。 真溶液中由于分散粒子太小，散射现象很弱。所以丁达尔效应是溶胶独有的光学性质。
由表可见，一价、二价三价无机离子的聚沉能力的差别。电解质的聚沉能力主要由异号离子的价态决定，价 态越高聚沉能力越大。这一规律称为叔尔采—哈迪（Schulze—Hardy）规则。
两种电解质的混合物对溶胶的聚沉的研究指出，两种与溶胶粒子相反电荷的离子对溶胶的聚沉作用有时有加 和性，有时又是相互对抗的。例如，向As2S3负溶胶中加入少量的LiCl后再加入MgCl2使As2S3聚沉，发现这时 MgCl2用量远远大于单独使用MgCl2。说明锂离子和镁离子对于As2S3聚沉作用是彼此对抗的
用各种方法制得的溶胶都会含有一定的电解质分子或离子的杂质。这些杂质会影响溶胶的稳定性，因而需要 净化。一般有两种方法：
透析法：利用溶胶粒子不能透过半透膜的性质，分离出电解质。透析时将溶胶装在透析袋中，并将其放入流 水。长时间后，大部分电解质穿过膜随水流去。可以通过检查膜外流水中的离子来监视透析情况。
图2在超显微镜下观察胶体，可以看到代表溶胶离子的发光点在不断地做不规则运动，这种运动称为布朗运动。 如图2所示
溶胶凝胶ppt课件可修改全文
水解
缩聚
固化
溶液
溶胶
凝胶
凝胶
溶胶凝胶法制备氧化铝粉末实例
凝胶体
干燥后的胶状体
烧结后的纳米氧化铝粉
溶胶—凝胶法
• 溶胶-凝胶法是指一些易水解的金属化合物(无机盐或金属
醇盐)，在饱和条件下，经水解和缩聚等化学反应首先制 得溶胶，继而将溶胶陈化、干燥和固化。
• 根据原料的种类可分有机金属醇盐法和无机盐法两种。
混合 初始原料
搅拌
浓缩
前驱体溶胶
粘性溶胶
纺丝
陶瓷纤维
热处理
干燥
凝胶纤维
溶胶－凝胶制备的Al2O3-YAG纤维
4.复合材料
复合材料
不
复 合 材 料
同 组 分 之 间
的
组 纳成 米和 复结 合构 材不 料同
的
纳 米 复 合 材 料
的 组 分 所 制 备 的
组 成 和 结 构 均 不 同
组 成 的 复 合 材 料
溶胶一凝胶法也存在某些问题：
1.目前所使用的有机化合物原料价格比较昂贵， 有些原料为有机物，对健康有害；
2. 通常整个溶胶－凝胶过程所需时间较长，常 需要几天或儿几周：
3. 凝胶中存在大量微孔，在干燥过程中又将会 逸出许多气体及有机物，并产生收缩。
4.若烧成不够完善,制品中会残留细孔及OH-根或C, 后者使制品带黑色
•
反应可延续进行,直至生成M(OH)n
• 缩聚反应：(OR)n-1M-OH + HO-M(OR)n-1 → (OR)n-1M-O-M(OR)n-1 + H2O
m(OR)n-2 M(OH)2 → [(OR) n-2M-O]m + mH2O
药剂学：第七章 液体制剂的单元操作
阳离子交换树脂： 钠型（稳定）: RSO3- Na+ 氢型：RSO3- H+
阴离子交换树脂： 氢氧型：RN +(CH3)3OH氯型（稳定）： RN +(CH3)3Cl-
当原水含盐高达3000mg/L时,不宜采用离子交换法制备纯化水.
第一节、制药用水的制备
(三)纯化水的处理技术
第一节、制药用水的制备
垂熔玻璃漏斗(芽胞>0.5μm)
第三节 灭菌与无菌操作
微孔滤膜滤器
出液口 内装微孔滤膜 进液口
第三节 灭菌与无菌操作
垂熔玻璃滤器
第三节 灭菌与无菌操作
二、物理灭菌法
c)射线灭菌法 辐射灭菌 不耐热 微波灭菌 不耐热 紫外线灭菌 (紫外线和臭氧)表面/空气/蒸馏水
d)湿热灭菌法 流通蒸汽灭菌 消毒、不耐热制剂 煮沸灭菌 消毒 低温间歇式灭菌 对热敏感制剂 热压灭菌**
第三节 灭菌与无菌操作
二、物理灭菌法
热压灭菌法 耐高温高压
用大于常压的饱和水蒸气进行灭菌的方法。
影响热压灭菌的因素：
➢ 微生物的数量和种类 芽胞>繁殖体>衰老体
➢ 蒸气性质
饱和蒸气(湿、过) 除去空气
➢ 药品稳定性和灭菌时间
➢ 其他
pH环境、介质营养成分
二、物理灭菌法
热压灭菌法
首先开启进气阀对夹套进行加热，待夹套压力上升至 所需压力时，将待灭菌物品整齐排列于格车架上，推入 柜室，关紧柜门并旋紧。将加热蒸气通入柜内，当柜内 温度上升至规定温度，柜内压力应达到相应数值时（如 115.5C、67 kPa），开始记录灭菌时间。到达灭菌时 间后，先关闭蒸气进气阀，打开排气阀，待压力表指针 为零时，即可开启柜门，冷却后取出灭菌物品。
第七章 溶胶
f 6ru
当w ＝f 时，粒子等速下沉
2r g ( 0 ) u 9
2
00-7-28 20
胶粒的摩尔质量
沉降分析就是根据斯托克斯定律求出粒子 半径，进一步计算出胶粒的摩尔质量M
4 3 M r N A 3
00-7-28
21
四、沉降平衡
沉降平衡: 指分散相粒子的扩散速率与沉降速率相等的状态. 沉降与扩散是两个相反的互为竞争的过程,大质量的粒子易于 沉降, 反之易于扩散. 达到沉降平衡以后，溶胶浓度随高度分布的情况可以用高度 分布定律来表示。
As2O3 + 3H2O 2H3AsO3
2H3AsO3 + 3H2S As2S3 + 6H2O 在As2O3的饱和或过饱和的水溶液中, 缓慢通入H2S气体, 即可 生成淡黄色As2S3溶胶. HS－为稳定剂, 胶粒带负电荷.
00-7-28 7
四、均匀胶体的制备
五、溶胶的净化
溶胶的净化: 将溶胶制备过程中引入或产生的过量电解质或其它 杂质除去, 以提高溶胶的稳定性和纯度.
00-7-28 6
凝聚法
例如: (a) 利用FeCl3的水解反应,生成Fe(OH)3溶胶
FeCl3 + 3H2O Fe(OH)3+3HCl
在不断搅拌下, 将FeCl3稀溶液滴入沸腾的水中, 即可生成棕红 色, 透明的Fe(OH)3溶胶. 过量的FeCl3同时又起到稳定剂的作 用, Fe(OH)3的微小晶体选择性地吸附Fe3+离子, 可形成带正电 荷的胶体粒子. (b) 利用As2O3的复分解反应制备硫化砷溶胶:
得
D x / 2t
2
所以从布朗运动的实验值可求出D，进而求出粒子的半径r.
大学化学溶胶教案
课时：2课时教学目标：1. 了解溶胶的定义、分类和特性。
2. 掌握溶胶的制备方法及原理。
3. 理解溶胶的稳定性和老化现象。
4. 分析溶胶在生活中的应用。
教学重点：1. 溶胶的定义、分类和特性。
2. 溶胶的制备方法及原理。
3. 溶胶的稳定性和老化现象。
教学难点：1. 溶胶的制备方法及原理。
2. 溶胶的稳定性和老化现象。
教学过程：一、导入1. 提问：同学们，你们在生活中有没有见过溶胶？比如，雾、乳液、胶体等。
2. 引导学生回忆生活中的溶胶现象，激发学生的学习兴趣。
二、新课讲解1. 溶胶的定义：溶胶是一种分散体系，由分散相和分散介质组成，分散相的粒径在1-1000纳米之间。
2. 溶胶的分类：根据分散相和分散介质的性质，溶胶可分为以下几类：a. 水溶胶：如蛋白质溶液、淀粉溶液等；b. 水溶液溶胶：如硅溶胶、铝溶胶等；c. 有机溶胶：如橡胶、塑料等；d. 无机溶胶：如硅酸、氧化铝等。
3. 溶胶的特性：a. 胶体粒子的布朗运动；b. 丁达尔效应；c. 溶胶的聚沉现象。
4. 溶胶的制备方法及原理：a. 溶解法：将分散相物质溶解于分散介质中；b. 混合法：将分散相和分散介质混合均匀；c. 胶凝法：在溶胶中加入电解质，使溶胶发生聚沉。
5. 溶胶的稳定性和老化现象：a. 溶胶的稳定性：溶胶的稳定性主要取决于分散相和分散介质之间的相互作用；b. 溶胶的老化现象：溶胶在长时间存放过程中，会发生颗粒聚沉、絮凝等现象，导致溶胶性能下降。
三、课堂练习1. 判断题：（1）溶胶的粒径小于1纳米。
（×）（2）溶胶具有丁达尔效应。
（√）（3）溶胶的制备方法有溶解法、混合法、胶凝法等。
（√）2. 简答题：（1）简述溶胶的稳定性与哪些因素有关。
（2）举例说明溶胶在生活中的应用。
四、课堂小结1. 回顾本节课所学内容，强调溶胶的定义、分类、特性、制备方法及稳定性和老化现象。
2. 布置课后作业，要求学生总结本节课所学知识，并查阅相关资料，了解溶胶在生活中的应用。
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湖南中医药大学物理化学教学课件
第四节 溶胶的动力学特征
反渗透现象 附加压力大于渗透压 在分散体系上方所施加 的压力大于渗透压，这 会导致分散体系中的溶 半透膜 剂向纯溶剂中转移，这 种现象称为反渗透现象。 分散体系 纯溶剂
应用： 利用反渗透现象淡化海水制取淡水。
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第四节 溶胶的动力学特征
四、沉降 定义： 分散相在重力作用下的下沉现象。 沉降平衡： 沉降作用 扩散作用 自上而下，浓度逐渐减小 与沉降作用相反
当沉降速度＝扩散速度时，溶液中各部分浓度不再变化， 达到平衡。
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结果： 由上而下，浓度依次升高。
第五节 溶胶的电学性质
一、电动现象 电 泳：在电场力作用下，分散相粒子向一定方向移 动的现象。 电 渗： 在电场力作用下，液体对固定的固体表面电 荷作相对移动的现象。 流动电势：在外力作用下，液体沿着固体表面流动时产 生的电势。 沉降电势：在外力作用下，带电粒子相对于液体介质运 动时产生的电势。
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胶粒靠近时水化层受挤压变形造成弹性机械阻力
第六节 胶体的稳定性
三、溶胶的聚沉 定义： 溶胶分散度降低，分散相颗粒增大，最后从介 质中沉淀析出的现象称为聚沉。 电解质的聚沉作用 少量电解质起稳定作用 大量电解质使溶胶聚沉 聚沉值：使一定量的溶胶在一定时间内完全聚沉所需 电解质的最低浓度。
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对溶胶去聚沉作用的主要是反离子
第六节 胶体的稳定性
电解质聚沉的规律 ①反离子价数越高，对溶胶的聚沉能力就越强。 ② 同价态的离子聚沉能力相近，符合感胶离子序 H+＞Cs+＞Rb+＞
NH+＞K+＞Na+＞Li+ 4
− − − F－＞ IO3 ＞ H2PO− ＞ BrO3＞Cl－＞ClO3 ＞Br－＞I－＞ CNS− 4
③能与胶粒吸附离子生成难溶物的反离子的聚沉能力特别强 ④同号离子价数越高或离子越大，对溶胶的稳定性就越显著 ⑤不规则聚沉现象
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⑥相互聚沉现象
第六节 胶体的稳定性
大分子化合物的作用 保护作用 在溶胶中加入足够数量的大分子化合物后，大分子化 合物吸附在胶粒表面上，提高了胶粒对分散介质的亲 和力，增加了溶胶的稳定性，这种作用称为大分子化 合物对溶胶的保护作用。 敏化作用 如果加入的大分子化合物的量较少，反而会降低溶胶 的稳定性，甚至发生聚沉，这种现象称为敏化作用。
要原因之一。 要原因之一。
第五节 溶胶的电学性质
三、双电层理论 亥姆霍兹平板双电层模型 溶胶粒子表面带有电荷， 与表面相近的临近液体带 有相反电荷，由于静电吸 引，正负电荷分别平行而 整齐的排列在相界面上， 形成简单平板电容器那样 的双电层结构，两层之间 0 距离
– 体 + – 表 + – 面 +
分散系名称 气溶胶
实例 — 雾 烟， 尘 泡沫 乳状液，原油 金溶胶，氢氧化铁溶胶 泡沫塑料，面包 珍珠 合金、有色玻璃
液
液溶胶
固
固溶胶
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第一节 分散体系分类及其特征
分散介质与分散相间的亲和不同 亲液胶体 蛋白质、明胶
胶体
热力学稳定体系，是真溶液
憎液胶体
金溶胶、硫化砷溶胶
分散体系：一种或几种物质分散在另一种物质中所形成 的体系。 分散相： 被分散的物质。 分散介质：容纳分散相的物质或连续相。 胶体化学：研究胶体体系的科学。 分散体系 大分子溶液 粗分散体系、胶体分散体系
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缔合胶体
第一节 分散体系分类及其特征
一、分散体系的分类 按分散度分 粗分散体系 >10－7m 悬浮液、乳状液
胶核 吸附层
+
−
−
扩散层
胶粒
胶团 在电场力的作用下，胶粒向一个方向移动，扩散层向相 反的方向移动，胶团是电中性的。通常所说的溶胶带电 是指胶粒带有电荷。
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第六节 胶体的稳定性
二、溶胶的稳定性 动力稳定性 溶胶粒子具有强烈的布朗运动
分散度越大，布朗运动越剧烈，胶粒就越不容易聚沉； 介质的粘度越大，越难聚沉。 胶粒带电的稳定性 ζ电势存在，足够大 胶粒靠近时在静电斥力的作用下分开 溶剂化的稳定性 胶粒的溶剂化所形成的水化层 主要因素
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第六节 胶体的稳定性
二、胶体的稳定性理论 粒子间的作用力
范德华引力
静电斥力
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第六节 胶体的稳定性
粒子间的势能曲线 较远时，引力为主， 势能为负
靠近时，斥力为主， 势能为正
继续靠近时，引力剧 烈增大，势能变负
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第八章 胶 体
透不过滤纸，不扩散，一般显微镜下可见 胶体分散体系 10－7～10－9m 溶胶
能透过滤纸，扩散慢，超显微镜下可见 分子分散体系 <10－9m 溶液
能透过滤纸，扩散快，超显微镜下不可见
湖南中医药大学物理化学教学课件
第一节 分散体系分类及其特征
按聚集状态分类
分散相 气 液 固 气 液 固 气 液 固
分散介质 气
抵消，合力会使粒子向某个 方向有个加速度。合力随时 不同，运动方向任意变化， 运动则毫无规则。
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第四节 溶胶的动力学特征
二、扩散 溶胶粒子在介质中由高浓度区自发地向低浓度 区迁移的现象。
dn dc = −DA dt dx
扩散速度与浓度梯度成正比。 温度越高，粒子就越容易扩散。 粒子半径和介质粘度越小，粒子就越容易扩散。
【目的要求】 目的要求】
熟悉胶体分散体系的基本特征。 1、熟悉胶体分散体系的基本特征。 了解溶胶的光学性质，熟悉溶胶的动力学性质，掌握电学性质。 2、了解溶胶的光学性质，熟悉溶胶的动力学性质，掌握电学性质。 3、了解溶胶稳定性方面的特点，能判断电解质聚沉能力大小。 了解溶胶稳定性方面的特点，能判断电解质聚沉能力大小。 4、了解乳状液、泡沫和气溶胶的基本性质。 了解乳状液、泡沫和气溶胶的基本性质。 熟悉大分子溶液与溶胶性质的异同。 5、熟悉大分子溶液与溶胶性质的异同。 熟悉大分子平均摩尔质量。 6、熟悉大分子平均摩尔质量。 掌握唐南平衡及其对大分子电解质溶液渗透压的影响。 7、掌握唐南平衡及其对大分子电解质溶液渗透压的影响。 了解大分子溶液的流变性、大分子电解质溶液的特性。 8、了解大分子溶液的流变性、大分子电解质溶液的特性。
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第五节 溶胶的电学性质
二、溶胶粒子表面电荷的来源 电离作用： 溶胶粒子本身有可以离解的基团
吸附作用： 固体表面对正、负离子吸附不等量
晶格取代： 晶格中离子被其他离子取代
摩擦带电： 粒子和介质间的摩擦
在一定条件下， 在一定条件下，胶粒带电是溶胶得以稳定存在的重
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ห้องสมุดไป่ตู้
热力学不稳定体系 溶胶、超微多相分散体系
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第一节 分散体系分类及其特征
二、溶胶的基本特征 分散性 胶体的主要特征。
多相性
超微不均相体系
聚集不稳定性 热力学不稳定体系
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第二节 胶体的制备与净化
一、制备 分散法 将大块固体粉碎到胶体的范围。 研磨法，超声波法，胶溶法，冷冻干燥 法，气流粉碎法 乳化法 凝聚法 自动乳化现象
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第四节 溶胶的动力学特征
三、渗透
渗透压
用只允许溶剂分子通过，不允 许溶质分子通过的半透膜把分 散体系（分子溶液或胶体）与
蔗糖溶液 纯水
纯溶剂隔开时，溶剂分子会通
半透膜
过半透膜向分散体系扩散，引 起液面升高，这种现象称为渗 透。 压力差称为渗透压
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第三节 溶胶的光学性质
二、溶胶的光散射现象
24π νV n − n I= 4 n + 2n λ
3 2 2 2 2 2
2 1 2 1
I0
2
散射光强度与分散相和分散介质的折射率有关，它 们相差越大，光的散射现象就越明显。 散射光强度与粒子体积成正比。 散射光强度与单位体积内的粒子数成正比。 散射光强度与入射光波长的四次方成反比。
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第四节 溶胶的动力学特征
一、布朗运动 1827年，英国植物学家布 朗用显微镜观察发现悬浮 在水面的花粉处于不规则 的运动之中，而且稳定越
在某一瞬间，粒子在各个方
高，粒子的质量和介质的
向上受到的撞击力不能互相
粘度越小，这种无规则的 运动表现得越明显，后来 把这种运动称之为布朗运 动。
固
+ + + +
– – – –
ϕ0
电 势
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相距一个离子大小。
第五节 溶胶的电学性质
古依－查普曼扩散双电层模型 固 反离子（与粒子表面电荷 电性相反的离子）在溶液 中的分布不仅取决于粒子 表面电荷的静电吸引，还 决定于力图使反离子均匀 分布的热运动。这两种作 用达到平衡时，形成扩散 双电层。
+ + + +
ϕ0
– – +– – + –+ – + – – + – +
滑动界面
– – –
ζ1
ζ2
距离
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第六节 胶体的稳定性
一、胶团结构 胶核 胶粒 吸附层