胶体及表面化学知识点整理

合集下载

表面化学和胶体化学汇总

表面化学和胶体化学汇总
提问:表面Gibbs自由能、比表面Gibbs自由能、 表面张力三者的概念、单位是否相同? 如何表示? 固体表面有过剩的Gibbs自由能吗?它与 液体的有何不同?
§3 弯曲表面的特性 一、弯曲液面下的附加压强 1.液面的曲率 2.弯曲液面的附加压强
p0 p0 A B
p0 ps
A
B A B p = p0 - ps
dG =-SdT +Vdp +σdAs+Σidni
G A s U A T , p ,ni s H A S ,V ,ni s A A S , p ,ni s T ,V ,ni
2. 界面现象和表面现象: 在相的界面上发生的行为 。 如: 露珠为球形 微小液滴易蒸发 水在毛细管中会自动上升 3. 比表面A0
A 或 Ao 单位(量纲):面积· 质量-1 m 6l2 6 例如:有边长为 l 的立方体, A0 3 l l 60 l 分割成边长为 的小立方体,A0 ' 10 A0 l 10
平衡 自动
表面积不能改变时, dGs = Asdσ ≤0 , 平衡
σ减小为自动过程,吸附,润湿等表面过程。
自动
比表面Gibbs自由能和表面张力的比较 比表面Gibbs自由能 符号 数值 表面张力
σ
相等
σ
量纲
单位 J.m-2
相通
N.m-1
标量
强度性质
矢量
要点: 1) 表面分子所受到不对称力场 ——表面张力 2) 一切减小 σ,As 的过程为自动过程
积分:

GT ,P ,ni
0
dGT , P,ni dAs Wr '

胶体界面化学知识点总结

胶体界面化学知识点总结

胶体界面化学知识点总结胶体界面化学是研究在胶体系统中发生的化学现象和过程的科学,它涉及到界面的性质、结构和变化等方面。

胶体界面化学的研究对理解胶体系统的基本特性和应用具有重要的意义。

下面将对胶体界面化学的相关知识点进行总结。

一、胶体概念胶体是由两种或两种以上的相组成的复合系统,其中一个相是固体,另一个或另一些是液相或气相。

这些相都是微观分散的,且不易被重力沉淀的稳定性。

胶体是一种介于溶液和悬浮液之间的分散系统,在胶体中,含有微粒的相称为分散相,微粒与溶剂形成的相称为连续相。

胶体颗粒的尺寸一般在1-1000nm之间。

根据分散相的性质不同,胶体又可以分为溶胶、凝胶和乳胶等。

二、胶体稳定性胶体的稳定性是指其分散相维持分散状态的能力。

胶体稳定性与表面活性剂的类型和浓度、电解质的存在和浓度、电荷作用、范德华力等因素有关。

当表面活性剂存在时,会在分散相的表面形成一层物理吸附膜来减少表面能,改变表面性质,从而稳定胶体。

电解质的存在可以中和分散相表面的电荷,减少静电斥力,使胶体不稳定。

电荷作用和范德华力也会影响胶体的稳定性。

了解这些因素对胶体稳定性的影响对于胶体的应用和制备具有重要的意义。

三、界面活性剂界面活性剂是一类具有分子结构中同时含有亲水性和疏水性基团的化合物,它们在液体界面上降低表面张力,促进液体的分散和乳化,并有较强的渗透性和复合物形成性。

界面活性剂的主要作用包括降低表面张力、增加分散性、稳定胶体、乳化和分散。

根据亲水性基团的不同,界面活性剂可以分为阴离子、阳离子、非离子和两性离子界面活性剂。

界面活性剂的选择和使用对于控制胶体的稳定性和调控乳液、泡沫等具有重要的作用。

四、胶体的表面性质胶体的表面性质是指胶体颗粒的表面具有的润湿性、黏附性、表面能等物理化学性质。

胶体颗粒的表面性质与界面活性剂的类型和浓度、电解质的存在和浓度、溶剂的性质等有关。

表面性质的研究对于控制胶体的稳定性、界面活性剂的选择和应用有着重要的意义。

物理化学各章概念总结、公式总结电子版1 表面化学与胶体

物理化学各章概念总结、公式总结电子版1  表面化学与胶体

第8章 表面化学与胶体8.1 重要概念和规律1.比表面能与表面张力物质的表面是指约几个分子厚度的一层。

由于表面两侧分子作用力不同,所以在表面上存在一个不对称力场,即处在表面上的分子都受到一个指向体相内部的合力,从而使表面分子具有比内部分子更多的能量。

单位表面上的分子比同样数量的内部分子多出的能量称为比表面能(也称比表面Gibbs函数)。

表面张力是在表面上的相邻两部分之间单位长度上的相互牵引力,它总是作用在表面上,并且促使表面积缩小。

表面张力与比表面能都是表面上不对称力场的宏观表现,即二者是相通的,它们都是表面不对称力场的度量。

它们是两个物理意义不同,单位不同,但数值相同,量纲相同的物理量。

2.具有巨大界面积的系统是热力学不稳定系统物质表面所多余出的能量γA称表面能(亦叫表面Gibbs函数),它是系统Gibbs函数的一部分,表面积A越大,系统的G值越高。

所以在热力学上这种系统是不稳定的。

根据热力学第二定律,在一定温度和压力下,为了使G值减少,系统总是自发地通过以下两种(或其中的一种)方式降低表面能γA:①在一定条件下使表面积最小。

例如液滴呈球形,液面呈平面;②降低表面张力。

例如溶液自发地将其中能使表面张力降低的物质相对浓集到表面上(即溶液的表面吸附),而固体表面则从其外部把气体或溶质的分子吸附到表面上,从而改变表面结构,致使表面张力降低。

3.润湿与铺展的区别润湿和铺展是两种与固—液界面有关的界面过程。

两者虽有联系,但意义不同。

润湿是液体表面与固体表面相互接触的过程1因此所发生的变化是由固—液界面取代了原来的液体表面和固体表面。

润湿程度通常用接触角表示,它反映液、固两个表面的亲密程度。

当θ值最小(θ=0o)时,润湿程度最大,称完全润湿。

铺展是指将液体滴洒在固体表面上时,液滴自动在表面上展开并形成一层液膜的过程,因此所发生的变化是由固—液界面和液体表面取代原来的固体表面。

铺展的判据是上述过程的∆G:若∆G<0,则能发生铺展;若∆G≥0,则不能铺展。

上海大学胶体与表面化学考试知识点

上海大学胶体与表面化学考试知识点

1、胶体的基本特性特有的分散程度;粒子大小在1nm~100nm之间多相不均匀性:在超级显微镜下可观察到分散相与分散介质间存在界面。

热力学不稳定性;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。

2、胶体制备的条件:分散相在介质中的溶解度须极小必须有稳定剂存在3、胶体分散相粒子大小分类分子分散系统胶体分散系统粗分散系统二、1、动力学性质布朗运动、扩散、沉降光学性质是其高度分散性与不均匀性的反映电学性质主要指胶体系统的电动现象丁达尔实质:胶体中分散质微粒散射出来的光超显微镜下得到的信息(1)可以测定球状胶粒的平均半径。

(2)间接推测胶粒的形状和不对称性。

例如,球状粒子不闪光,不对称的粒子在向光面变化时有闪光现象。

(3)判断粒子分散均匀的程度。

粒子大小不同,散射光的强度也不同。

(4)观察胶粒的布朗运动、电泳、沉降和凝聚等现象观察到胶粒发出的散射光,可观察布朗运动电泳沉降凝聚,只能确定质点存在和位置(光亮点),只能推测不能看到大小和形状2、胶体制备的条件溶解度稳定剂3、溶胶的净化渗析法、超过滤法4、纳米颗粒粒径在1-100之间纳米颗粒的特性与粒子尺寸紧密相关,许多特性可表现在表面效应和体积效应两方面。

5、布朗运动使胶粒克服重力的影响,6、I反比于波长λ的四次方7、溶胶产生各种颜色的原因;溶胶中的质点对可见光产生选择性吸收。

溶胶对光吸收显示特定波长的补色不吸收显示散射光的颜色agcl&agbr光透过浅红垂直淡蓝雾里黄灯减散,入射白光散射光中蓝紫色光散射最强天蓝是太阳散射光,早傍晚红色是透射光有宇散射作用8、9、胶粒带电原因:吸附、电离、同晶置换(晶格取代)、摩擦带电。

10、胶团结构:一定量难溶物分子聚结成中心称为胶核、然后胶核选择性的吸附稳定剂中的一种离子,形成紧密吸附层;由于正、负电荷相吸,在紧密层外形成反号离子的包围圈,从而形成了带与紧密层相同电荷的胶粒;胶粒与扩散层中的反号离子,形成一个电中性的胶团。

表面及胶体化学知识点归纳

表面及胶体化学知识点归纳

胶体: 指具有高度分散的分散体系(亦是研究对象),分散相可以是一相和多相,粒子大小通常为10-7~10-9m之间.胶体的研究内容:表面现象、分散体系、高分子溶液。

表面能δ:恒温恒压下,可逆地增加单位表面积,环境对体系所做的功,单位J·m-2。

表面张力δ:单位长度液体表面的收缩力,单位N·m-1(或mN·m-1)l aplace方程:球面,则R1=R2=R,ΔP=2σR 柱面,则R1=R,R2=∞,ΔP=σ/R 球形气泡,且R1=R2=RΔP=4σ/R表面过剩:界面相与体相的浓度差。

接触角:固液气三相交点处作气液界面的切线,此切线与固液交界线之间的夹角θ。

Gibbs吸附公式:(双组分体系)固体表面张力:新产生的两个固体表面的表面应力之和的一半。

固体表面能:指产生一平方厘米新表面所消耗的等温可逆功。

Laugmuir理论:假设被吸附分子间无作用力,因而分子脱附不受周围分子的影响。

只有碰撞在空间表面的分子才有可能被吸附(单分子层吸附)。

固体表面是均匀的,各处吸附能相同。

BET理论的基本假设:①固体表面是均匀的,同层分子(横向)间没有相互作用,分子在吸附和脱附时不受周围同层分子的影响。

②物理吸附中,固体表面与吸附质之间有范德华力,被吸附分子间也有范德华力,即吸附是多分子层的。

影响溶液中吸附的因素:吸附剂:溶质、溶剂三者极性的影响;温度:溶液吸附也是放热过程,一般T上升,吸附下降;溶解度:吸附与溶解相反,溶解度越小,越易被吸附;同系物的吸附规律一般随C-H链的增长吸附有规律的增加和减少。

Trube规则;吸附剂的孔隙大小;吸附剂的表面化学性质,同一类吸附剂由于制备条件不同,表面活性相差很大,吸附性能也会有很大差异;混合溶剂的影响,色谱法中使用混合溶剂,洗提效果比单纯溶剂好,若自极性相同的混合溶剂中吸附第三组份,等温线界于两单等温线之间;若自极性不相同的混合溶剂中吸附第三组份,吸附量比任何单一溶剂中少,混合溶剂极性一致或不一致情况不同;多种溶质的混合溶液;9、盐的影响,盐的存在通过影响溶质的活度系数、溶解度、溶质的电离平衡而影响吸附。

胶体化学复习资料

胶体化学复习资料

胶体化学复习资料名词解释表面张力:液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力。

表面能:物质的表面具有表面张力σ,在恒温恒压下可逆地增大表面积dA,则需功σdA,因为所需的功等于物系自由能的增加,且这一增加是由于物系的表面积增大所致,故称为表面自由能或表面能。

接触角:在固、液、气三相接触达到平衡时,三相接触周边的任一点上,液气界面切线与固体表面间形成的并包含液体的夹角。

高能表面/低能表面:按照不同物体表面的比表面能大小不同,把比表面能大于0.1J/m2的表面称为高能表面,把比表面能小于0.1J/m2的表面称为低能表面。

PS版上空白部分的氧化铝膜,比表面能约为0.7J/m2,属于高能表面。

PS版上图文部分的重氮感光树脂层,比表面能约为0.03~0.04J/m2,属于低能表面。

润湿作用:润湿作用通常是指液体在固体表面上附着的现象。

固体表面的一种流体被另一种流体所取代的过程。

铺展:液体在另外一种不互溶的液体表面自动展开成膜的过程。

吸附热:吸附过程产生的热效应。

在吸附过程中,气体分子移向固体表面,其分子运动速度会大大降低,因此释放出热量。

物理吸附的吸附热等于吸附质的凝缩热与湿润热之和。

表面活性剂:具有固定的亲水亲油基团,在溶液的表面能定向排列,并能使表面张力显著下降的物质。

浊点:油类、清漆等液体样品在标准状态下冷却至开始出现混浊的温度为其浊点。

非离子型表面活性剂,在水溶液中的浓度随温度上升而降低在升至一定温度值时出现浑浊,经放置或离心可得到两个液相,这个温度被称之为该表面活性剂的浊点。

kraft点:阴离子表面活性剂一般在低温下溶解困难,随着水溶液浓度上升,溶解度达到极限时,就会析出水合的活性剂。

但是,当水溶液温度上升到一定值时,由于胶束溶解,溶解度会急剧增大,这时的温度称为临界胶束溶解温度,即Kraft点。

HLB值:表面活性剂为具有亲水基团和亲油基团的两亲分子,表面活性剂分子中亲水基和亲油基之间的大小和力量平衡程度的量,定义为表面活性剂的亲水亲油平衡值。

胶体与表面面化学

一、溶胶的胶团结构:1胶粒的结构比较复杂,首先有一定量的难溶物分子聚结形成胶粒的中心称为胶核2胶核选择性的吸附稳定剂中的一种离子,形成紧密的吸附层,由于正负电荷相吸,在紧密层外形成反号离子包围层,从而形成了带有紧密层相同电荷的胶粒3胶粒与扩散层中反号离子形成一个胶团。

二、双电层理论:当固体与液体接触时,可以是固体从溶液中选择性吸附某种离子,也可以是固体分子本身发生电离作用而使离子进入溶液,以致使固液两相分别带有不同符号的电荷,在界面上形成了双电层的结构。

1平板型模型2扩散双电层模型3stem模型。

三、溶胶的聚沉:溶胶的稳定具有条件的,一旦稳定条件被破坏,溶胶中的粒子就合并,长大,最后从介质中沉出。

影响因素:电解质、加热、辐射、溶胶本身。

聚沉值:能引起某一溶胶发生明显聚沉所需加电解质的最小浓度。

四、胶凝:一定浓度的溶胶或大分子化合物的真溶液在放置过程中自动形成胶凝的过程。

性质:1所有新形成的凝胶都含有大量液体,95%以上2凝胶有一定几何外形。

显示出固定的力学性质3由固液两相组成,具有液体的某些性质,不仅分散相是连续的,分散介质也连续。

分类:1弹性凝胶(明胶、琼脂)2非弹性(SiO2、TiO2、V2O5、Fe2O3)。

形成条件:1降低溶解度,使被分散的物质从溶液中以胶体分散状态析出2析出的质点既不沉降也不自由行动,而是构成骨架,通过整个溶液形成连续的网状结构。

形成方法:1改变温度2转化溶剂3加入电解质4化学反应。

不溶物形成凝胶的条件:1在产生不溶物的同时生成大量小晶粒2晶粒的形状以不对称为好,有利于搭成骨架。

五、膨胀:凝胶在液体或蒸汽中吸收液体和蒸汽使自身体积或重量增加的现象。

机理:一阶段:溶剂化层:溶剂分子很快出入凝胶中,与凝胶分子相互作用形成溶剂化层。

特征:1液体蒸汽压很低2体积收缩3热效应4熵值降低。

二阶段:溶剂分子的渗透和吸收。

六、硅酸铝凝胶制备(共沉淀法):酸性硫酸铝溶液+水玻璃溶液——硅铝溶胶—硅铝凝胶小球—老化—铝盐活化a—水洗—表面活性剂浸渍b—干燥—烘焙。

胶体与表面化学期末复习资料(老马押题小组出品)

第一章绪论1.相:体系中物理化学性质完全相同的均匀部分;2.界面:相与相之间的交界面;3.表面:一相为气相的界面;4.比表面:单位体积或重量的物质所具有的总表面积;5.胶体化学:研究胶体体系的科学;6.表面化学:研究发生在物质表面或界面上的物理化学现象的一门学科;7.胶体:粒子大小1~100nm ,热力学不稳定,动力学稳定,扩散速度慢,不发生渗析,能通过滤纸,在超显微镜下可见;8.胶体分类:按分散介质可分为“气、液、固溶胶”。

第二章胶体的制备1.胶体制备的一般条件:①分散相在介质中的溶解度必须极小,反应物浓度很稀,生成难溶物晶体颗粒很小,不具备长大条件;②必须有稳定剂存在;2.胶体制备方法:(一)分散法①机械分散法:适用于脆而易碎的物质,对于柔韧性物质必须先硬化再粉碎。

②电分散法:将金属做成两个电极,浸在水中,盛水的盘子放在冷浴中。

在水中加入少量氢氧化钠做稳定剂。

制备时在两电极上施加100V 左右的直流电,调节电极间距离,使之发出电火花,这时表面金属蒸发,是分散过程,接着金属蒸汽立即被水冷却而凝聚成凝胶。

③超声波分散法:将分散相和分散介质两种不混溶的液体放在样品管中,样品管固定在变压器油浴中。

在两电极上通入高频电流,使电极中间的石英片发生机械震荡,使样品管中的两个液相均匀地混合成乳状液。

④溶胶分散法:新生成的沉淀中加入电解质或改变体系温度而形成溶胶体系。

(二)凝聚法:用物理方法或化学反应使分子、离子狙击成胶体粒子的方法。

(1)物理凝聚:将蒸汽状态或溶解状态的物质凝聚成胶体状态的方法。

①蒸汽骤冷法;②更换溶剂法;(2)化学凝聚:通过各种化学反应使生成物呈过饱和状态。

使初生成的难溶物微粒结合成胶粒,在少量稳定剂存在的条件下形成溶胶。

3.溶胶的净化方法(一)粗粒子:过滤、沉降、离心;(二)电解质:渗析、电渗析、超过滤、渗透与反渗透4.单分散溶胶定义:溶胶粒子的尺寸、形状、结构都相同的溶胶体系;5.单分散溶胶制备理论(LaMer )控制溶质的过饱和浓度,使之略高于成核浓度,爆发式成核。

土壤胶体表面化学考研知识点总结

土壤胶体表面化学考研知识点总结●土壤胶体的表面类型与构造●土壤胶体:一般将半径 d<0.001mm(即1 μm)的球形颗粒称为胶体(土壤粘粒又称为土壤胶粒)。

●❗❗❗胶粒基本构造:胶核与双电层●❗❗❗三类表面●硅氧烷型表面(硅氧片的表面):2∶1型粘粒(蒙脱石、蛭石)的上、下两面;1∶1型粘粒(高岭石)1/2面。

是非极性的疏水表面。

●水合氧化物型表面:羟基化表面(R-OH);水合氧化物型表面是极性的亲水表面。

电荷来源为表面-OH基质子的缔合(-OH2+)或解离(-OH→-O- + H+)。

产生的电荷为可变电荷。

●有机物型表面:腐质物质为主的表面,表面羧基(—COOH)、酚羟基(R-OH)、氨基(—NH2)、醌基、醛基、甲氧基等活性基团。

解离 H+ 或缔合H+ 产生表面电荷。

产生的电荷为可变电荷。

●土壤胶体表面性质●土壤胶体的表面积●❗比表面 (specific surface) :单位重量(体积)物体的总表面积。

物体颗粒愈细小,表面积愈大。

●非结晶型氧化物比表面积比结晶型大很多。

●土壤胶体表面电荷●❗❗❗❗❗种类●永久电荷:起源于矿物晶格内部离子的同晶置换,具有的电荷就不受外界环境(如pH、电解质浓度等)影响。

●可变电荷:1)水合氧化物型表面对质子的缔合和解离。

2)土壤有机质表面的可变电荷可来自羧基、氨基、酚羟基等功能团的质子化或解离。

●土壤电荷数量●一般用每千克物质吸附离子的厘摩尔数[cmol (+) /kg]表示●❗❗阳离子交换量CEC ,即土壤净负电荷的数量,非恒值,随pH变化●土壤胶体对阳离子的吸附与交换●吸附●定义:根据物理化学的反应,溶质在溶液中呈不均一的分布状态,溶液表面层中的浓度与其内部不同的现象称为吸附作用。

●阳离子的静电吸附●土壤胶体一般带有大量负电荷●通过静电力(库仑力)使土壤胶体表面能从土壤溶液中吸附阳离子,在胶体表面形成扩散双电层(完全解离,自由移动)●被吸附的阳离子一般都可以被溶液中另一种阳离子交换而从胶体表面解吸●❗❗阳离子静电吸附的速度、数量和强度决定因素●表面负电荷愈多,吸附的阳离子数量就愈多●离子的价态愈高,受胶体的吸持力愈大,吸附能力愈强●同价的离子,离子半径愈大,水化半径愈小,吸附强度愈大●阳离子的交换●定义:交换性阳离子发生交换吸附的反应●作用特点●快速的可逆反应,容易达到动态平衡●遵循等价交换的原则●符合质量作用定律●❗❗阳离子交换量的影响因素●胶体的类型含腐殖质和2:1型粘土矿物较多的土壤,其阳离子交换量较大,而含高岭石和氧化物较多的土壤,其阳离子交换量较小。

胶体与表面化学知识点整理-图文

胶体与表面化学知识点整理-图文第一章胶体的制备和性质一、什么是胶体?1.胶体体系的重要特点之一是具有很大的表面积。

通常规定胶体颗粒的大小为1-100nm(直径)2.胶体是物质以一定分散程度存在的一种特殊状态,而不是一种特殊物质,不是物质的本性。

胶体化学研究对象是溶胶(也称憎液溶胶)和高分子溶液(也称亲液溶胶)。

气溶胶:云雾,青烟、高空灰尘液溶胶:泡沫,乳状液,金溶胶、墨汁、牙膏固溶胶:泡沫塑料、沸石、冰淇淋,珍珠、水凝胶、红宝石、合金二、溶胶的制备与净化1.溶胶制备的一般条件:(1)分散相在介质中的溶解度必须极小(2)必须有稳定剂存在2.胶体的制备方法:(1)分散法:研磨法:用机械粉碎的方法将固体磨细(产品细度1-74μm)胶溶法(解胶法):仅仅是将新鲜的凝聚胶粒重新分散在介质中形成溶胶,并加入适当的稳定剂。

(目前制备纳米材料和超微细粉的方法)超声波分散法:让分散介质动起来。

主要用来制备乳状液(即分散介质是液体的体系)。

好处是不与溶液接触。

④电弧法:用于制备金属水溶胶。

金溶胶多用于美容。

(2)凝聚法:化学凝聚法物理凝聚法:A、更换溶剂法(溶解度是减小的):利用物质在不同容剂中的溶解度的显著差别,制备溶胶,而且两种溶剂要能完全互溶。

(与萃取区别)B、蒸汽骤冷法:制备碱金属的苯溶胶。

3.溶胶的净化:简单渗析法,电渗析,超过滤法三.溶胶的运动性质1.扩散:胶粒从高浓度向低浓度迁移的现象,此过程为自发过程根本原因在于存在化学位。

dmdcDAdtd某,此为Fick第一扩散定律,式中dm/dt表示单位时间通过截面A扩散的物质数量,D为扩散系数,单位为m/,D越大,质点的扩散能力越大。

扩散系数D与质点在介质中运动时阻力系数f之间的关系为:D为气体常数)若颗粒为球形,阻力系数f=6r(式中,为介质的黏度,r为质点的半径)故D2RT(NA为阿伏加德罗常数;RNAfRT1,此式即为Eintein第一扩散公式NA6r浓度梯度越大,质点扩散越快;就质点而言,半径越小,扩散能力越强,扩散速度越快。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

第一章 胶体的制备和性质一、什么是胶体?1.胶体体系的重要特点之一是具有很大的外表积。

通常规定胶体颗粒的大小为1-100nm 〔直径〕2.胶体是物质以一定分散程度存在的一种特殊状态,而不是一种特殊物质,不是物质的本性。

胶体化学研究对象是溶胶〔也称憎液溶胶〕和高分子溶液〔也称亲液溶胶〕。

气溶胶:云雾,青烟、高空灰尘液溶胶:泡沫,乳状液,金溶胶、墨汁、牙膏固溶胶:泡沫塑料、沸石、冰淇淋,珍珠、水凝胶、红宝石、合金 二、溶胶的制备与净化1.溶胶制备的一般条件:〔1〕分散相在介质中的溶解度必须极小〔2〕必须有稳定剂存在2.胶体的制备方法:〔1〕分散法:①研磨法:用机械粉碎的方法将固体磨细〔产品细度1-74μm 〕②胶溶法〔解胶法〕:仅仅是将新鲜的凝聚胶粒重新分散在介质中形成溶胶,并参加 适当的稳定剂。

〔目前制备纳米材料和超微细粉的方法〕③超声波分散法:让分散介质动起来。

主要用来制备乳状液〔即分散介质是液体的体系〕。

好处是不与溶液接触。

④电弧法:用于制备金属水溶胶。

金溶胶多用于美容。

(2)凝聚法:①化学凝聚法②物理凝聚法:A 、更换溶剂法〔溶解度是减小的〕:利用物质在不同容剂中的溶解度的显著差异,制备溶胶,而且两种溶剂要能完全互溶。

〔与萃取区别〕B 、蒸汽骤冷法:制备碱金属的苯溶胶。

3.溶胶的净化:简单渗析法,电渗析,超过滤法 三.溶胶的运动性质1.扩散:胶粒从高浓度向低浓度迁移的现象,此过程为自发过程根本原因在于存在化学位。

d d d d m cDA t x =-,此为Fick 第一扩散定律,式中dm/dt 表示单位时间通过截面A 扩散的物质数量,D为扩散系数,单位为m 2/s ,D 越大,质点的扩散能力越大。

扩散系数D 与质点在介质中运动时阻力系数f 之间的关系为:A RTD N f=〔A N 为阿伏加德罗常数;R 为气体常数〕假设颗粒为球形,阻力系数f =6r πη〔式中,η为介质的黏度,r 为质点的半径〕 故16RT D NA rπη=⨯,此式即为Einstein 第一扩散公式 浓度梯度越大,质点扩散越快;就质点而言,半径越小,扩散能力越强,扩散速度越快。

2.布朗运动:粒子越小布朗运动越剧烈,其运动剧烈的程度不随时间而变,但随温度变化。

本质:分散介质的分子热运动。

现象:分子处于不停的无规那么运动中 半径大于5μm 时布朗运动消失。

由于布朗运动是无规那么的,因此就单个粒子而言,它们向各方向运动的几率是相等的。

在浓度高的区域,单位体积的粒子较周围多,造成该区域“出多进少〞,使浓度降低,这就表现为扩散。

扩散是布朗运动的宏观表现,而布朗运动是扩散的微观根底Einstein 认为,粒子的平均位移x 与粒子半径r 、介质黏度η、温度T 和位移时间t 之间的关系:123A RT t x N r πη⎛⎫= ⎪⎝⎭,此式常称为Einstein-Brown 位移方程。

式中x 是在观察时间t 粒子沿x 轴方向的平均位移;r 为胶粒的半径;η为介质的粘度;A N 为阿伏加德罗常数。

利用此公式可以求粒子的半径,进而可以求粒子的摩尔质量。

3.沉降溶胶是高度分散体系,胶粒一方面受到重力吸引而下降,另一方面由于布朗运动促使浓度趋于均一。

当这两种效应相反的力相等时,粒子的分布到达平衡,粒子的浓度随高度不同有一定的梯度,这种平衡称为沉降平衡。

高度分布定律三、溶胶的光学性质 1.光散射〔1〕丁达尔效应:以一束强光射入溶胶后,在入射光的垂直方向可以看到一道明亮的光带,被称为丁达尔效应光本质是电磁波,当光波作用到介质中小于光波波长的粒子上时,粒子中的电子被迫振动〔其振动频率与入射光波的频率一样〕,成为二次波源,向各个方向发射电磁波,这就是散射光波也就是我们看到的散射光。

丁达尔效应可以认为是胶粒对光的散射作用的宏观表现。

溶胶是多项不均匀体系,在胶粒和介质分子上产生的散射光不能完全抵消,因而能观察到散射现象。

〔2〕Rayleigh 散射定律c 为单位体积中质点数,v 为单个粒子的体积〔其线 性大小应远小于入射光波长〕,λ为入射光波长, n 1、n 2分别为分散介质和分散相的折射率①散射光强度与入射光波长的四次方成反比。

入射光波长愈短,散射愈显著。

所以可见光中,蓝、紫色光散射作用强。

②分散相与分散介质的折射率相差愈显著,那么散射作用亦愈显著。

假设n1=n2 那么无散射现象 ③散射光强度与单位体积中的粒子数成正比。

④散射光强度与粒子体积的平方成正比。

在低分子溶液中,散射光极弱,因此利用丁道尔现象可以鉴别溶胶和真溶液。

四.溶胶的电学性质和胶团构造 1.电动现象及其应用 〔1〕电泳:带电胶粒或大分子在外加电场作用下向带相反电荷的电极作定向移动的现象称为电泳。

〔在不规那么部件镀膜,多用于汽车行业〕〔2〕电渗析:在外加电场的作用下,带电的介质通过多孔膜或半径为1-10nm 的毛细管作定向移动。

外加电解质对电渗速度影响显著,随着电解质浓度的增加,电渗速度降低,甚至会改变电渗的方向。

电渗应用:溶胶的净化,海水淡化,泥炭和燃料的枯燥。

〔3〕沉降电势:在无外加电场作用下,假设使分散相粒子在分散介质中迅速沉降时,使底层与外表层的粒子浓度悬殊,从而产生电势差,这就是沉降电势。

这种现象是电泳的逆过程。

贮油罐中的油常会有水滴,水滴的沉降会形成很高的电势差,有时会引发事故。

通常在油中参加有机电解质,增加介质电导,降消沉降电势。

(4)流动电势:假设用压力将液体挤过毛细管网或由粉末压成的多孔塞,那么在毛细管网或多孔塞的两端会产生电位差,此之谓流动电势,此现象为电渗析的逆过程。

在用泵输送原油或易燃化工原料时,要使管道接地或参加油溶性电解质,增加介质电导,防止流动电势可能引发的事故。

电动电势:在外加电场下,胶粒与介质作相对移动时所表现出的电势叫做电动电势 2.双电层五.胶体的稳定性〔略谈〕〔一〕.溶胶的稳定性与DLVO 理论1.〔1〕热力学上为不稳定体系:胶体体系是多相分散体系,有巨大的界面能。

〔2〕动力学上的稳定体系:溶胶粒子较小,布朗运动剧烈,因此在重力场中不易沉降,即具有动力学稳定性。

〔3〕聚结稳定性:由于胶团双电层构造的存在,胶粒都带有一样的电荷,相互排斥,故不易聚沉。

这是溶胶稳定存在的最重要原因2.DLVO 理论:溶胶在一定条件下是稳定存在还是聚沉,取决于粒子间的相互吸引力和静电斥力。

假设斥力大于吸引力那么溶胶稳定,反之那么不稳定。

溶胶稳定理论胶粒之间有相互吸引的能量Va 和相互排斥的能量223222410221224()2n n cV I I n nπλ-=+Vr,总作用能为Va+Vr。

如下图:当粒子相距较大时,主要为吸力,总势能为负值;当靠近到一定距离,双电层重叠,排斥力起主要作用,势能升高。

要使粒子聚结必须克制这个势垒。

3.影响溶胶稳定性的因素〔1〕外加电解质的影响。

这影响最大,主要影响胶粒的带电情况,使电位下降,促使胶粒聚结。

〔2〕浓度的影响。

浓度增加,粒子碰撞时机增多。

〔3〕温度的影响。

温度升高,粒子碰撞时机增多,碰撞强度增加。

〔4〕胶体体系的相互作用。

带不同电荷的胶粒互吸而聚沉。

〔二〕溶胶的聚沉聚沉值:使一定量的溶胶在一定时间完全聚沉所需电解质的最小浓度。

对同一溶胶,外加电解质的离子价数越低,其聚沉值越大。

聚沉能力:是聚沉值的倒数。

聚沉值越大的电解质,聚沉能力越小;反之,聚沉值越小的电解质,其聚沉能力越强。

第六章外表活性剂两个重要性质,一是在各界面上的定向吸附〔作乳化剂、起泡剂、润湿剂的根据〕,另一个是在溶液部能形成胶束〔增溶核乳化作用的原因〕一.外表活性剂定义:微量参加,显著降低液体〔一般是水〕外表力的一种化学试剂。

外表活性剂有外表活性,但不是有外表活性的就是外表活性剂。

肥皂:降低水的界面能,很好的渗透润湿性。

起泡,污染物别离。

二.外表活性剂的特点分两局部一局部是与油有亲和性的亲油基〔也称憎水基〕另一局部是与水有亲和性的亲水基〔也称憎油基〕。

虽然外表活性剂的构造是两亲分子,但并不是所有两亲分子都是外表活性剂,只有亲油局部有足够长度的两亲性物质,才是外表活性剂。

三.外表活性剂的分类、构造特点及应用1.分类※〔1〕按离子类型分类〔按亲水基的电离分的〕阴离子型〔用量最大〕:R-COONa羧酸盐、R-OSO3Na硫酸酯盐、R-SO3Na磺酸盐、R-OPO3Na 磷酸酯盐离子型阳离子型〔多用于杀菌〕:R-NH2HCl伯胺盐、R-N(CH3)HHCl仲铵盐、R-N(CH3)2HCl叔铵盐、R-N+(CH3)3Cl-季铵盐两性离子:R-NHCH2CH2COOH氨基酸型、RN(CH3)2-CH2COO-甜菜碱非离子型:R-O(CH2CH20)n H聚氧乙烯型、R-(C6H4)-O(CH2CH20)n H烷基酚聚氧乙烯烷基胺R2N-(CH2CH20)n H 聚氧乙烯烷基胺R-CONH(CH2CH20)n H聚氧乙烯烷基酰胺R-COOCH2C(CH2OH)3多元醇型〔2〕按溶解性分类可分为水溶性外表活性剂和油溶性外表活性剂〔3〕按分子量分类高分子外表活性剂:分子量在10000—∞中分子外表活性剂:分子量在1000—10000低分子外表活性剂:分子量在100—1000〔4〕按用途分2.各类外表活性剂的特点〔1〕阴离子型外表活性剂〔2〕阳离子型外表活性剂〔3〕两性离子型外表活性剂当水溶液偏碱性,那么显示出阴离子活性剂的特性,假设溶液偏酸性那么显示出阳离子的特性〔4〕非离子型外表活性剂:不是离子状态,稳定性高,不易受强电解质无机盐的影响,不易受酸碱性的影响。

五.胶束理论1.胶束:到达一定浓度时其疏水基相互缔合成有序组合体,这种缔合构造称为胶束2.临界胶束浓度:开场形成胶束的最低浓度3.胶束理论当溶液浓度在CMC一下时,溶液中根本是单个外表活性剂分子〔或离子〕,外表吸附量随浓度增大而逐渐增加,直至外表上再也挤不下更多的分子,此时外表力不再下降。

也就是说σ-c曲线上,σ不再下降时的浓度可能正是开场形成胶束的浓度,这应该是各种性质的开场与理想性质发生偏离时的浓度。

浓度继续增加并超过CMC后,单个的外表活性剂离子的浓度根本上不再增加,而胶束浓度或胶束数目增加。

因胶束外表是由许多亲水基覆盖的,故胶束本身不是外表活性的,因而不被溶液外表吸附。

而胶束部皆为碳氢链所组成的亲油基团,有溶解不溶于水的有机物的能力。

胶束的形成使溶液中的质点〔离子或分子〕数目减少,因此依数性〔如渗透压等〕的变化减弱。

4.胶束的构造球形胶束:浓度为CMC或略大于CMC棒状胶束:在浓度为CMC的10倍或更大的浓度层状胶束:浓度更大,就形成巨大的层状胶束六.亲水亲油平衡HLB:以石蜡的HLB为0,以油酸的HLB为1,以油酸钾的HLB为20,以十二烷基硫酸钠为40七.外表活性剂的作用及应用1.增溶作用:指难溶和不难溶有机物在外表活性剂胶束水溶液中溶解度增大的现象发生增溶作用时,被增溶物的蒸气压下降。

相关文档
最新文档