第十二章 胶体化学
物理化学：第十二章 胶体化学(52)
敏感
不太敏感
聚沉后再加分散介 质
不可逆
可逆
小分子溶液 <1nm 单分子 能 是 微弱 小 不敏感 可逆
大分子化合物分类
相对分子质量大于104的物质称之为大分子，主要有：
天然大分子：
如淀粉、蛋白质 、纤维素、核酸 和各种生物大分子等。
人工合成大分子： 如合成橡胶、聚烯烃、树脂和合 成纤维等。
合成的功能高分子材料有：光敏高分子、导电性高 分子、医用高分子和高分子膜等。
设活度系数均为1 ：
c c c c Na (左） Cl (左)
Na (右) Cl (右)
即
（c1
x)x
(c 2
x)2
解得
x
c2 2
c 2c
1
2
（A）当加入电解质太少，
c c
1
2
，存在渗透，膜内、
外NaCl浓度接近相等；
（B）当加入的电解质足够多，c1
c 2
，则膜外NaCl
不能渗透入膜内。
4. 在温度 T 时，实验测得某化合物在溶液中分解的数据如下：
初浓度 c0/mol·dm-3 0.50 1.10 2.48
半衰期 t1/2
4280 885 174
则该化合物分解反应的级数为：
( D)
(A) 零级
1 2
(B) 一级反应
(C) 二级反应
(D) 三级反应
5. 两个活化能不相同的反应，如 E2> E1，且都在相
大小 。
23. 下列各性质中不属于溶胶动力学性质 的是( C )。
(A) 布郎运动; (B) 扩散 ; (C) 电泳; (D) 沉降平衡
24. 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 （ ）
最新第十二章 胶体化学
分散介质(dispersing medium):另一种连续分布 的物质
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2021/1/11
12.0 概述
表 12.0.1 分散系统按分散相粒子大小分类
系统 真溶液 胶体系统 粗分散系统
分散相粒子 直径 d
实例
各种分子、原子、离子溶液
d < 1 nm 如乙醇水溶液、NaCl 水溶液、
（1）分散法 用机械、化学等方法使固体的粒子变小。
（2）凝聚法 使分子或离子聚结成胶粒。
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2021/1/11
溶胶的制备--研磨法
1.研磨法 用机械粉碎的方法将固体磨细。 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。
胶体系统中的分散相可以是一种物质，也可以是多种物质， 可以是由许多原子或分子组成的粒子，也可以是一个大分子。
胶体系统通常还可分为三类：
1）溶胶 — 分散相不溶于分散介质，有很大的相界面，很高的 界面能，因此是热力学不稳定系统；
2）高分子溶液— 以分子形式溶于介质，没有相界面，为均相 热力学稳定系统；
物理化学电子教案—第十二章
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2021/1/11
第十二章 胶体化学
12.0 概述 12.1 溶胶的制备 12.2 溶胶的光学性质 12.3 溶胶的动力学性质 12.4 溶胶的电学性质 12.5 溶胶的稳定和聚沉
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2021/1/11
第十二章 胶体化学
12.6 乳状液 12.7 泡沫 12.8 悬浮液 12.9 气溶胶 12.10 高分子化合物的渗透压和粘度
第十二章胶体化学
（2）
11
3. 沉降与沉降平衡
多相分散系统中的粒子，因受重力作用而 下沉的过程，称为沉降。
沉降与扩散为一对矛盾的两个方面
沉降 扩散 分散相
真溶液 粗分散系统 胶体系统
平衡
均相 沉于底部 形成浓梯度
12
贝林(Perrin)导出沉降平衡时粒子浓度随高度的分布：
lnc2 c1
M RT g1o(h2h1)
不稳定
乳状液、悬浮液、泡沫 如牛奶、豆浆、泥浆等
高度分散的多相性和热力学不稳定性是胶体系统的主要特点
5
分散介质 气 液
固
表 12. 0. 2 分散 系 统 按 聚 集 状态 分 类
分散相 液 固
气 液 固
气 液 固
名称
实例
气溶胶
云、雾、喷雾 烟、粉尘
泡沫 乳状液 溶胶或悬浮液
肥皂泡沫 牛奶、含水原油 金溶胶、油墨、泥 浆
7
2. Rayleigh 公式
对于非导电的、球形粒子的、稀溶胶系统： 单位体积溶胶的散射强度：
I＝ 9 22V 4l22 C n n 22 2 n n 0 20 2 21co 2sI0
I ：散射光强 ； V ：一个粒子的体积； n : 分散相的折射率； ：散射角；
I0 : 入射光强； C ：单位体积中的粒子数；
= oe-r
式中 的倒数 -1 具有双电层厚度的意义 公式的几点假设：
1) 质点表面可看作无限大的平面； 2) 表面电荷分布均匀； 3) 溶剂的介电常数到处相同。
古依－查普曼模型的缺点： 1) 没有给出电位的具体位置及意义 2) 没有考虑胶粒表面上的固定吸附层
17
3)斯特恩(Stern)双电层模型
第十二章 胶体化学
胶体化学考研辅导答案1、胶体的基本特征为（多相性）、（高分散性）、（热力学不稳定性）2、对胶体分散体系，分散相的颗粒大小范围一般为（B）由于各教材不太一样，参考考研学校指定的教材A. 10-7~10-5mB. 10-9~10-7mC. 10-3~10-5mD. 10-1~10-9m3、溶胶与大分子溶液的相同点是（C）A、热力学稳定体系B、热力学不稳定体系C、动力学稳定体系D、动力学不稳定体系4、（B）描述最能说明胶体体系A、不均匀体系B、超微多相体系C、纳米体系D、能产生光反射的体系5、胶体的丁达尔效应是由于分散相粒子对光产生散射作用。
对6、当入射光波长（大于）胶体粒子线度时，则可出现Dyndall效应7、Dyndall现象是胶体粒子对光产生（散射）引起的，入射光波长越短，则此现象越（强）；这是因为短波长的光容易发生（散射）；信号灯常用红灯，因为红色光的波长(长)，不容易（散射)，容易（透射），使人们容易看到信号8、丁达尔效应最强的是（D）A、纯净空气B、蔗糖溶液C、大分子溶液D、金溶胶9、有关溶胶粒子的Brown运动，（B）说法不正确A、其与介质粘度和温度有关B、溶胶体系中只有Brown运动，无分子热运动C、与分子热运动的本质相同D、将导致涨落现象的发生10、当溶胶达到沉降平衡时，体系浓度保持均匀且不随时间改变。
错11、对于电动电势的描述，（B）不正确A 表示胶粒溶剂化层界面到均匀液相内的电势B其绝对值总是大于热力学电势C其值易随外加电解质而变化D当双电层被压缩到与溶剂化层叠合时，其以零为极限E电动电势一般不等于扩散电势12、对Stern双电层模型的描述，正确的是（ABCD）Aφ0的数值主要取决于溶液中与固体呈平衡的离子浓度Bξ电势随溶剂化层中离子的浓度而改变，少量外加电解质对其数值会有显著的影响，可以使其降低，甚至反号C少量外加电解质对φ0并不产生显著影响D利用双电层和ξ电势的概念，可以说明电动现象13、电泳和电渗的主要区别（电泳是固动液不动，电渗是液动固不动）14、电泳是（胶粒）的定向移动，在一定温度下，电泳速率取决于（电势梯度的大小、粒子带电的多少、粒子体积的大小）15、 U 型管有AgCl 的多孔塞，两侧通直流电，分散介质为NaCl, 则液体向_负极移动；分散介质为AgNO3, 则液体向_正_极移动16、胶体系统的电泳现象表明（ B ）A. 分散介质不带电B. 胶体粒子带有大量的电荷C. 胶团带电D. 胶体粒子处于等电状态17、凡溶胶达到了等电状态，说明胶粒（D ）A 带电，不易聚沉B 不带电，很容易聚沉C 不带电，不容易聚沉D 带电，容易聚沉18、一定的高聚物加入溶胶中可使溶胶聚沉，其聚沉作用主要是（搭桥效应）（脱水效应）（电中和效应）19、在三个烧瓶中分别盛0.02L 的Fe(OH)3溶胶，分别加入NaCl 、Na 2SO 4和Na 3PO 4溶液使其聚沉，至少需加入电解质的数量为1mol/L 的NaCl0.021L 、0.005mol/L 的Na 2SO 4 0.125L 、0.0033mol/L 的Na 3PO 40.0074L ，（1）计算各电解质的聚沉值和聚沉能力（2）判断胶粒带什么电荷解：（1）聚沉值和聚沉能力分别为NaCl:L mol /512.0021.002.0021.01=+⨯ 1/0.512=1.953L/mol Na2SO4:L mol /1031.4125.002.0125.0005.03-⨯=+⨯ 1/(4.31×10-3)=232L/molNa 3PO 4: L mol /1091.80074.002.00074.00033.04-⨯=+⨯ 1/(8.91×10-4)=1122L/mol (2)根据聚沉值和聚沉能力的大小，可以判断胶粒带负电20：将10cm3，0.03mol•dm -3的KCl 溶液和80 cm3，0.007mol•dm -3的AgNO3溶液混合以制造溶胶。
物理化学：第十二章 胶体化学(定稿)
（水）相。
(2)稀释法：将乳状液滴入水中或油中，若乳状 液在水中能稀释，即为O/W型；在 油中能稀释，即为W/O型。
(3)导电法：O/W型乳状液的导电性能远好于 W/O型乳状液，通过测电导可区别 两者。
2. 乳状液的稳定
(1) 降低界面张力
(a) 加入表面活性剂， ，G表，稳定性
(b) 表面活性剂的HLB值可决定形成乳状液 的类型： HLB 3-6: 形成W/O型乳状液； HLB 12-18: 形成O/W型乳状液。
（2）形成定向楔的界面
一价碱金属皂类， 形成O/W型乳状液：
二价碱金属皂类， 形成W/O型乳状液：
大头朝外，小头向内，表面活性剂可紧密排列， 形成厚壁，使乳状液稳定。
（3）形成扩Leabharlann 双电层离子型表面活性剂可形成扩散双电层，使乳状液稳定。
（4）界面膜的稳定作用
增强界面膜的强度，可增加乳状液的稳定性。
第十二章 胶体化学
§12.6 乳状液
由两种不互溶或部分互溶的液体所形成的粗 分散系统，称为乳状液。
水包油，O/W，油分散在水中 类型
油包水，W/O，水分散在油中
O + W + 乳化剂
乳状液
乳化剂 表面活性剂 固体粉末
1. 乳状液类型的鉴别
(1)染色法：将油（水）溶性染料滴入乳状液， 在显微镜下观察，染色的一相为油
固体大部分在水中，油水界面向油弯曲， 形成O/W乳状液。
油水
如 so < sw :
cos 为负， > 90 o，油能润湿固体,
固体大部分在油中，油水界面向水弯曲， 形成W/O乳状液。
水油
3. 乳化剂的选择
【物理化学D】第12章 胶体化学
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。
2021/1/27 Wednesday
2021/1/27 Wednesday
概论
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, 所 构成的系统；
分散相：被分散的物质； 分散介质：另一种连续分布的物质；
2021/1/27 Wednesday
分 散 系 统
2021/1/27 Wednesday
粗分散系统 ( d > 103 nm) 胶体系统（1 nm < d < 103 nm)
真溶液（d < 1nm) (氢原子半径 0.05 nm)
胶 体 系 统
2021/1/27 Wednesday
(1)溶胶： 分散相不溶于分散介质，有很大相 界面，是热力学不稳定系统。(憎液溶胶)
(2)高分子溶液: 高分子以分子形式溶于 介质，分散相与分散介质间无相界面， 是热力学稳定系统。(亲液溶胶)
微观：上限为原子、分子，而下限则是一个无 下限的时空。
在宏观世界与微观世界之间，还有一个介观世界， 胶体化学中所涉及的超细微粒，其大小、尺寸在 1nm～1000nm之间，基本上归属于介观领域。
2021/1/27 Wednesday
（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
液
等
原子 剂均能透过半透膜。
混合气体等
溶胶
第十二章 胶体化学
第十二章胶体化学贾晓辉1．下列性质中既不属于溶胶动力学性质又不属于电动现象的是A.电导B.电泳C. Brown运动D. 沉降平衡2．在Tyndall效应中，关于散射光强度的描述，下列说法中不正确的是A 随入射光波长的增大而增大B 随入射光波长的减小而增大C 随入射光强度的增大而增大D 随粒子浓度的增大而增大3．对As2S3水溶胶，当以H2S为稳定剂时，下列电解质中聚沉能力最强的是A. KCl B. NaCl C. CaCl2 D. AlCl34．用等体积的0.05mol·m-3AgNO3溶液和0.1mol·dm-3KI溶液混合制备的AgI 溶胶，在电泳仪中胶粒向A.正极移动B.负极移动C.不移动D.不能确定5．对一胶粒带正电的溶胶，使用下列电解质聚沉时，聚沉值最小的是A. KClB. KNO3C. K2C2O4D. K3[Fe(CN)6]6．电动电势ζ是指A. 固体表面与滑移面的电势差B. 固体表面与溶液本体的电势差C. 滑移面与溶液本体的电势差D. 紧密层与扩散层分界处与溶液本体的电势差7．外加电解质可以使溶胶聚沉，直接原因是A. 降低了胶粒表面的热力学电势0B. 降低了胶粒的电动电势ζC. 同时降低了0和ζD. 降低了|0 |和|ζ|的差值蒋军辉胶体化学一.填空题1.溶胶系统所具有的三个基本特点是; ;。
2.在超显微镜下看到的光点是 ,比实际胶体的体积大数倍之多，能真正观测胶体颗粒的大小与形状的是_。
3.溶胶的动力性质包括。
4.用和反应制备溶胶当过量时胶团结构式为。
当过量时，胶团结构式为,在电泳实验中该溶胶的颗粒向移动。
5.关于胶体稳定性的D LVO理论认为，胶团之间的吸引力势能产生于;而排斥力势能产生于。
6.当用等体积的溶液制备Ag Br溶胶，其胶体结构为,请标出胶核，胶粒，胶团，上述溶胶在中，聚沉值最大的是。
7.在外加电场作用下，胶粒在分散介质中的移动称为。
8.胶体系统的光学性质表现为 ,电学性质表现为。
物理化学第十二章胶体化学课件演示文稿
实例
云，雾，喷雾 烟，粉尘
肥皂泡沫 牛奶，含水原油 金溶胶，油墨，泥浆
泡沫塑料 珍珠，蛋白石 有色玻璃，某些合金
7
§12-1 溶胶的制备
分散法 粗分散系统 大变小
胶体系统
聚集法 小变大
d >1000nm
1 < d <1000nm
分子分散系统
d < 1nm
1．分散法：
（1）胶体磨 （2）气流粉碎机（又称喷射磨） （3）电弧法—用于制备贵金属的水溶胶
2. 凝结法
（1）物理凝聚法
①蒸气凝聚法 ②过饱和法
将蒸气状态的物质或溶解状态的物质凝聚为胶体状态
蒸 气 凝 聚 法
1—被抽空容器 2、4—盛有溶剂的和
需要分散的物质容器
3—盛溶胶是容器 5—液态空气冷凝器
示
意
图
10
（2）化学凝聚法
利用生成不溶性物质的化学反应，通过控制析晶过程得 到溶胶的方法
Fe (OH)3溶胶：
3
胶体化学主要研究对象是多相分散系统
分散系统：一种或几种物质分散在另一种物质之中所构 成的系统 分 散 相：被分散的物质
分散介质：另一种连续分布的物质
4
根据分散相粒子的大小，分散系统可分为：
真溶液 d < 1nm 胶体分散系统 1 < d <1000nm
溶胶 高分子溶液 缔合胶体
粗分散系统 d >1000nm
胶体粒子
多相，热力学不稳定系统，扩 散慢、不能透过半透膜，成胶 体
金溶胶，氢氧化铁 溶胶
体
分 散 系
高分子溶液
1 < d <1000nm
高（大）分 子