胶体分散系和粗分散系
胶体分散系的粒径范围
胶体分散系的粒径范围
胶体分散系是指在一定条件下，将一些粒径普遍较大的物质减小分散，形成具
有某种力学特征的悬浮体系的处理方法。
胶体系所具有的粒径范围极大，从几纳米到几微米级，甚至大于几微米级。
一般情况下，胶体分散系的粒径范围较小，从几纳米到几微米级之间。
这是因为，当物质的粒径大于几微米级时，在使用胶体分散系方法时，其均质性就会下降，也就不容易形成一个稳定的悬浮体系。
只有当物质的粒径小于几微米时，胶体分散系的管理和控制能力才能有保证。
此外，由于要满足某种特殊用途，体外分散颗粒的粒径可以超过几微米，如颗
粒控造粒化，可以控制粒径超过几微米，从而产生更多粒径可选的产物。
例如，颗粒控造的珠粒，其粒径可以大于几微米，用来改变物质的外观，提高功能性和改变口感等。
总之，胶体分散系的粒径范围可以从几纳米到几微米，而在特殊情况下，也可
以超过几微米。
由于胶体分散系具有极强的粒径分布控制能力，因此广泛用于工业和技术应用领域，其作用极为重要。
关于胶体稳定性问题的疑难解析
关于胶体稳定性问题的疑难解析胶体稳定性问题是高中化学胶体部分的重要内容。
课程标准要求学生从分类的角度认识胶体分散系，了解胶体这种常见的分散系的本质特点和基本性质。
而胶体稳定性是胶体分散系的重要性质之一，对于学生理解胶体分散系和胶体其他性质具有重要作用。
学业水平测试也要求学生识记并理解胶体的稳定性。
随着胶体化学的发展，人类对胶体稳定性的本质和原因的认识不断完善，教师理应把握胶体发展现状，明确胶体稳定性有关内容，正确引导学生认识胶体及其稳定性，以免造成学生的一些认识误区，不利于中学化学与大学化学之间的衔接。
通过分析目前“胶体”教学中涉及胶体稳定性的有关问题发现，很多教师和学生对胶体稳定性的了解并不深入和全面，尤其在胶体稳定性的探讨范围、胶体稳定存在的原因、稳定胶体制备等问题上存在错误认识。
因此，有必要结合相关文献和专业参考书，对上述问题作一些解读和澄清，以期为中学化学教学提供参考。
1胶体稳定性探讨范围的界定胶体又称胶状分散体，是一种均匀的混合物，分散质粒子直径介于粗分散系和溶液之間，即介观范围的一类分散体系，是一种高度分散的多相不均匀体系。
其种类有很多，而中学和大学化学中涉及的所谓“胶体”其实只是由难溶无机盐粒子构成的胶体，其中粒子以介观尺度分散在溶剂中且具有相界面，这是一种处于热力学不稳定、动力学稳定的体系。
而其他胶体体系即使其中粒子尺寸在介观范围也不在讨论范围内。
其他胶体体系主要有：（1）高分子溶液：尽管粒子尺度在介观范围，但那是无相界面的真正的溶液，处于热力学稳定的体系；（2）其他热力学稳定的、有相界面的胶体体系，如加表面活性剂的缔合胶体。
这种难溶盐胶体体系，热力学上由于粒子之间巨大的界能，具有相互聚结以减小界能，表现为不稳定；动力学上粒子发生布朗运动，表现为稳定，这两种表现使得胶体具有介稳性的特点，容易受外界条件的干扰发生聚沉。
2胶体稳定性表现的解释人教版化学1中，对胶体的稳定性存在如是描述：“同一种胶体微粒带相同的电荷，相互排斥，不易聚集，因此是比较稳定的分散系，可以长时间保存”，从静电斥力的角度来解释胶体稳定性。
基础化学 第五章 胶体
dS＜0，对固体物质同样适用*。
高度分散的溶胶比表面大，所以表面能也大， 它们有自动聚积成大的颗粒而减小表面积的趋势， 称为聚结不稳定。属于热力学不稳定体系。
高分子化合物溶液的分散相粒子大小在胶体范围 内，属于胶体溶液。其分散相是以单个分子分散在介 质中，为均相分散系。是热力学稳定系统。
1×10-3 2.4×108 3×103 3×103 2.2×10-2
1×10-5 2.4×1014 3×105 3×105 2.2×100
1×10-7 2.4×1020 3×107 3×107 2.2×102
系统表面能和表面积的关系为*：dG表=dS S ---系统表面积， ---比表面自由能， 若dG表＜0，则dS＜0，
基础化学 第五章 胶体
研究内容：
涉及物理学中的光学、电学、流体力学和流变 学，同时还涉及表面化学、电化学。
从应用来说，遍及生命现象（血液、骨组织、 细胞膜）、材料（陶瓷、水泥、纤维、塑料、多孔 吸附剂、有色玻璃以及微米与纳米材料）、食品 （牛奶、啤酒、面包）、能源（油、气的地质勘探、 钻井、采油、储运，石油炼制、油品回收、乳化和 破乳等）、环境（烟雾、除尘、污水处理）等各领 域。因此，虽然历史上曾称为胶体化学，现在则将 这一学科称为胶体科学。
1.分散度(degree of dispersion)
分散相在分散介质中比表面(specific surface
area) 来表示。
比表面 (S0)：是指单位体积物质所具有的表面积。
S0 = S/V S-----总表面积
(5-1) V -----体积
总表面积越大，分散度越大，比表面也越大*。
溶胶的性质
专题二：分散系 胶体 教学PPT课件
Ⅱ.不能用玻璃搅拌，防止生成Fe(OH)3沉淀。
几种分散系的比较
分散系 溶液
分散质
离子或 小分子
微粒 直径
<1nm
主要特征
均一 稳定 透明
静置
分散质能 否透过
无明显 滤纸 半透膜 变化 能 能
分离
蒸发 结晶 蒸馏 萃取
悬浊液
不均一
固体小颗粒
>100nm 不稳定
乳浊液 液体小液滴
不透明
沉淀 不能 不能 过滤
胶体微粒
半透膜
阴阳离子
5、胶体的制备
如:Fe(OH)3胶体的制备
向沸水中逐滴加入 FeCl3饱和溶液 ，继续煮沸
Hale Waihona Puke 至液体呈 红褐色 ，停止加热，即制得Fe(OH)3
胶体，化学方程式为
。
FeCl3 + 3H2O 煮沸
应注意的问题：
Fe(OH)3(胶体) + 3HCl 红褐色
Ⅰ.不能过度加热，以免出现Fe(OH)3胶体凝聚。
分散系 胶体
1.几个概念
分 一、分散系 2.分散系的分类
散
3.溶液、胶体、浊液的比较
系
及
1.胶体的定义
胶
2.胶体的分类
体 二、胶体 3.胶体的重要性质
4.胶体的制备
5.胶体的应用
一、分散系
1.几个概念: 分散系：
——把一种（或几种）物质的微粒分散 于另一种物质里形成的混合物。 分散质：
——分散系中分散成微粒的物质。
牛
汤
奶
碘
酒
有
泡
色
沫
玻
塑
璃
珍珠 料
2.分散系的分类:
胶体粒子的结构与胶体的聚沉
胶体粒子的结构与胶体的聚沉一,胶体的结构以Agl胶体为例说明胶体的形成及结构：1•胶核及吸附①胶核的形成若将稀溶液与KI稀溶液混合后，将发生如下的化学反应：生成m个Agl分子聚集成直径为1nm〜100nm范围内的微晶粒子是分散质的核心，称之为胶核.②胶核的选择性吸附体系中有多种离子，如等，胶核吸附何者实验表明胶核选择性吸附与其组成有关，浓度较大的离子，例如制备Agl时，如果KI过量，胶核就优先吸附了n个而带负电荷仮之,若过量，则吸附了n个而带正电荷.③反离子的分布与体系中的胶核所带电荷电性相反的离子称为反离子，如KI过量时的或过量时的就是反离子，体系中的反离子受到两种相反的作用力.静电作用力：由于反离子带有与胶核表面电荷电性相反的电荷，所以反离子与胶核间将产生静电作用，使反离子尽量靠近胶核分布.分子热运动：反离子在不停地运动之中，这种运动驱使反离子趋向均匀分布静电作用和分子热运动共同作用的结果，使体系反离子按一定的梯度分布，即自胶核表面向外单位体积的反离子数目越来越少.2.胶粒与胶团靠近胶粒表面的n-x个反离子，由于受到较强的静电作用，因而较紧密地束缚在胶核周围，与胶核表面吸附的离子共同组成吸附层，吸附层与胶核构成胶粒.胶粒与扩散层包括在一起称为胶团.较外层的x个反离子，由于受到静电作用力很弱，很疏松地分布在胶粒的周围，称为扩散层.从胶团的结构可知，由于吸附层内离子或离子数目少于或，因此胶粒是带电的，但整个胶团是电中性的.由于扩散层并不与胶粒一起运动，因此，在外电场作用下，胶粒作为一个整体而向某一电极移动，而扩散层的离子移向另一电极.二，胶体的稳定性与聚沉1.胶体的稳定性从理论上讲，胶体是热力学不稳定体系，胶粒有相互聚集成大颗粒而沉降析出的趋势.然而实际上经过纯化的胶体往往可以保存数日甚至更长时间也不会沉降析出.其原因主要有以下两占：八、、-①胶粒的静电作用同一体系胶粒带有同种电荷，相互排斥，阻止了胶粒的靠近，聚集.②水化膜的保护作用胶粒中的吸附离子和反离子都是水化的(即离子外围包裹着水分子)，所以胶粒是带水化膜的粒子.水化膜犹如一层弹性隔膜，起到了防止运动中的胶粒在碰撞时相互聚集变大的作用.2.胶体的聚沉胶体的稳定性是相对的，是有条件的.只要减弱或消除使胶体稳定的因素，就能使胶体胶粒聚集成较大的颗粒而沉降，这种使胶粒聚集成较大颗粒而沉降的现象称为聚沉.(1)电解质对胶体的聚沉作用在胶体体系中，加入少量电解质后，增加了体系中离子的浓度，将有较多的反离子挤入吸附层，从而减少甚至完全中和了胶粒所带的电荷，使胶粒之间的相互斥力减少甚至丧失，导致胶粒聚集合并变大，最终从胶体中聚沉下来•聚沉规律有以下两点：①电解质对胶体的聚沉作用,主要是由与胶粒电性相反的离子引起的，这种离子的价数越高其聚沉值越大•②同价离子的聚沉能力虽相近，但也略有不同，半径大的离子聚沉能力强•(2)胶体的相互聚沉作用将两种带相反电荷的胶体以适当的比例混合也会发生聚沉.如所带电荷相互抵消，形成较大颗粒，产生聚沉•由蛋白质离心想到的一种或几种物质分散在另一种介质中所形成的体系称为分散系。
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
胶体溶液
第十三章胶体溶液1861年英国科学家Graham T使用胶体（colloid）这个名词来描述扩散速度小，不能透过如羊皮纸一类的半透膜，溶剂蒸发后不结晶而形成无定形胶状物的物质。
四十多年后，俄国科学家Веймарн（韦曼）研究了200多种物质，证明任何能结晶的物质在一定介质中用适当的方法都能成为胶体。
后来胶体的概念改变为物质的一种分散状态，“胶体”的涵意就是高度分散的意思,准确地讲，粒子大小范围在1 100nm的物质称为胶体。
一些高分子物质粒子的大小与前述胶体物质具有共性，属于胶体研究的范围；随着二十世纪三十年代以后高分子研究的发展，阐明了这些物质中因存在柔性程度不同的线性长链而又具有其自身的本质特征。
液体介质中，胶体的质点也可由许多较小的两亲性分子（分子具亲水的极性基团和亲油的碳键烃基）缔合而成，此类胶体称为缔合胶体。
胶体系统在医学上有特殊的实际意义。
在活的机体、组织和细胞结构中，作为基础的物质如蛋白质、核酸、淀粉、糖原、纤维素等是由链状分子组成的，且体液具有胶体系统的性质。
哺乳动物的乳汁是油脂和酪蛋白等物质分散在水中所成的乳状液；将药材制成乳状液，有剂量大、疗效好的优点。
乳状液也属于胶体化学讨论的内容。
第一节分散系统和胶体分散系一、分散系统及其分类一种或数种物质分散在另一种物质中所形成的系统称为分散系（dispersed system）。
例如矿物分散在岩石中生成矿石，水滴分散在空气中形成云雾，聚苯乙烯分散在水中形成乳胶，溶质分散在溶剂中形成溶液等。
被分散的物质称为分散相（dispersed phase），容纳分散相的连续介质称为分散介质（dispersed medium）。
按照分散相粒子的大小，可以把分散系分为真溶液、胶体分散系和粗分散系三类（表13-1），它们具有不同的扩散速度、膜的通透性和滤纸的通透性能。
真溶液的分散相粒子小于1nm，粗分散系分散相粒子大于100nm，介于两者之间的是胶体分散系。
胶体与界面化学习题
1.对于胶团[(AgBr)m•n Ag+•(n-x)NO3-]x+•xNO3-,下列说法中不正确的是（ B ）
A. 胶核是(AgBr)m
B. m＝n＋x
C. 胶粒是[(AgBr)m•nAg+•(n-x)NO3-]x+ D. 在电场中胶粒向负极移动
2.对于As2S3（负溶胶），聚沉能力最大的是( C )
3.试解释毛细凝结现象发生的原因。（6分） 2007-2008A 答：根据Kelvin公式(2分)，凹面上的蒸汽压比平面上小(2分)，所以在小于
饱和蒸汽压时，气体凹面上已达饱和而发生凝聚，这就是毛细凝聚现象(2分)， 即蒸汽变成液体在毛细管中凝聚，吸附量迅速增加。
4. 试解释过饱和蒸汽产生的原因。（6分） 答：过饱和蒸汽现象的产生是由于如果蒸汽凝结成为液滴，那么需要先形成
2. 表面张力又称为表面（吉布斯）自由能 ，液体的表面张力的方向是垂直于表 面的边界指向液体方向并与表面相切。
3. 水能润湿洁净玻璃，而水银则不能。现将一根毛细玻璃管插入水中，管内液面 将 上升 ；如在管内液面处加热，则液面将 下降 ；当毛细管插入水银 时，管内液面将 下降 ；若在管内液面处加热，则液面将 上升 。
答：当泡沫表面由于扩展而变薄，从而产生新的表面时(2分)，由于在新的 表面上溶质的吸附尚未达到平衡(2分)，使其表面张力增加，产生了表面张力梯 度(2分)，这种表面张力的梯度就会引起液体从低表面张力的周围向高表面张力 区域流动，直到此张力差消失为止(1分)。
7. 根据DLVO理论，试解释外加电解质对带电溶胶稳定性的影响。（7分） 答：根据DLVO理论，在胶团之间, 既存在着斥力势能, 又存在着吸力势能(1
答：硅胶自四氯化碳中吸附苯甲酸的量大于在水中吸附的量(3分)，因为硅 胶是极性吸附剂(1分)，水的极性比苯甲酸强(1分)，硅胶对水有强烈的吸引力， 所以减少了硅胶对苯甲酸的吸附(1分)，而硅胶对四氯化碳的吸引力弱，所以硅 胶易于吸附苯甲酸(1分)。
胶粒的布朗运动2
高分子溶液的形成与性质
• 高分子化合物是指相对分子质量在1万以上，甚至达几百万的物质， 又称大分子化合物。如蛋白质、核酸、糖原等。
• 一、高分子化合物的结构特点及其柔顺性
• 高分子化合物是由一种或几种简单化合物（单体）聚合而成，这些结 构单元重复地结合而成为长链的高分子化合物。 • 简介高分子化合物的链节和聚合度（即链节数n），解释其柔顺性。
• • • • • • •
粗分散系统
• • • 3、乳化剂及其稳定作用 乳状液必须有乳化剂的存在才能稳定. （1）乳化剂的作用 使由机械分散所得的液滴不相互聚结。之所以能使乳状液稳定，主 要是由于：①在分散相（内相）周围形成坚固的保护膜；②降低界面张力；③形成双 电层。 （2）常用乳化剂 ①表面活化剂；②一些天然物质；③粉末状固体。 4、乳状液的变型与破坏 两种类型的乳状液在一定外界条件下可以相互转化变型。 破乳：乳状液的内外相分离（分层）。有两种方法：物理法（如离心分离）和化学法。 另外，乳状液的絮凝作用、聚结作用都可使乳状液破坏。 二、泡沫 1、泡沫的生成 物理法（如加热沸腾）、化学法（如小苏打加热分解）和加入起泡剂法。 2、泡沫的稳定与破坏 泡沫稳定存在的时间称为泡沫的寿命，其长短与所加入的稳定剂性质、温度、压力、 介质的黏度等有关。 泡沫的破坏即为消泡。其原则是消除泡沫的稳定因素，如加入消泡剂等。
胶体的性质及其应用知识总结
胶体的性质及其应用经点答疑【学法旨要】1．本章知识的学法旨要是什么?由于胶体知识与学生以前所学化学知识有所不同，它研究的不是某种物质所特有的性质，而是物质的聚集状态表现的性质，对学生来说这是一个观察、研究物质的新角度，是较为陌生的领域。
为了便于学生了解，我们应结合丁达尔效应的演示实验入手，在学生较熟悉的溶液的基础上引出与溶液性质不同的另一类混合物——胶体。
在此并不用提丁达尔效应一词，只利用丁达尔效应向学生展示溶液与胶体的不同，起到点出课题的作用。
在知道了溶液、胶体、悬浊液和乳浊液等知识的基础上，来理解分散系的概念。
从而得出胶体的定义。
在了解了胶体与溶液的区别这一基础上，我们可通过实验进一步了解布朗运动、电泳、凝聚等胶体所具有的性质。
2．学习本章知识的目标是什么?学习本章知识应达到以下知识目标：（1）了解胶体及分散系的概念；（2）了解胶体与其他分散系的区别；（3）了解胶体的重要性质和应用。
【经点答疑】1．你知道什么是“分散系”吗？我们把一种或几种物质微粒分散在另一种物质中所形成的混合物称之为“分散系”，其中：被分散成微粒的物质为“分散质”，而微粒分布在其中的物质为“分散剂”。
2．你知道胶体体系的分类吗？分散质和分散剂有不同的聚集状态（固态、液态、气态），它们可以组合成不同的分散系。
对于两者都是气态的体系，实际上是气体混合物，其性质不属于胶体的范围，这里不讨论；对于气体分散到固体中或液体中的泡沫，及液体分散到液体中的乳状液，它们虽属粗分散系，但常包含于广义的胶体体系内，这里把它们与胶体一起进行分类、比较：液胶体和亲液胶体，胶体粒子为多个分子聚集体的是憎液胶体。
因其胶粒与分散剂（液体）不亲合（不溶）而得名。
从体系的热力学特点考虑，憎液胶体是热力学不稳定体系，是一相（分散质质点，）分布在另一相（分散剂介质）中的多相分散体系，体系中的界面（质点与介质之间的相界面）总是要减少，胶体质点趋向于聚集在一起，有发生聚沉而使分散体系破坏的倾向（粗分散体系更易如此）。