文档介绍：第八章胶体
[教学基本要求]
1:熟悉溶胶的光学性质和动力学性质.
2:掌握电学性质,溶胶体系的稳定性.
[重点] 1:溶胶的动力学性质:布朗运动、扩散.
2:电泳和电渗;溶胶的稳定性和聚沉.
[难点与关键]
1:对溶胶的动力学稳定性和聚结不稳定性的理解。
2:溶胶的带电原因及胶团结构的表示。
[教学内容与过程]
一分散体系及其分类
1 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叫分散体系。
被分散物质叫分散相;起分散作用物质叫分散介质。
2 分散系的分类
按分散度分类(分散相粒子大小)
a 粗分散体系—悬浮体、乳状液—>10-7m
b 胶体分散体系—溶胶—>10-7m ~10-9m
c 分子分散体系—溶液—<10-9m
(2) 按聚集状态分类
a 气溶胶- 气(分散相) - g、l、s(分散介质)
b 液溶胶- 液(分散相) - g、l、s(分散介质)
c 固溶胶- 固(分散相) - g、l、s(分散介质)
3 胶体的基本特性
a 分散性 b 多相性 c 聚集不稳定性
(3) 按分散相和分散介质间亲和力不同
a憎液胶体: 难溶物质分散在介质中,粒子由很大数目分
子构成,该体系有很大的相界面,属于热力
学不稳定体系。
b亲液胶体: 大分子化合物的真溶液,不存在相界面,属
于热力学稳定体系。
(大分子溶液)
(溶胶)
二溶胶的制备与净化(了解)
1 制备
(1) 分散法:
a 粉碎法 b 乳化法
(2) 凝聚法:
a 物理凝聚法:
蒸气凝聚法、改换溶剂法、包膜法
b 化学凝聚法
2 净化
(1) 渗析法
(2) 超滤法
3 均匀胶体的制备(单分散胶体的制备)
三溶胶的动力性质(了解)
1 布朗运动:在超显微镜下,观察到胶粒不断地作不规则的运动,称为布朗运动。这是由于介质分子热运动撞击悬浮粒子的结果,其实质是热运动。
布朗运动的公式(假定布朗运动与分子运动完全类似):
x:t时间内粒子在x轴方向的平均位移。
r:离子半径
η:介质粘度
(假定胶体粒子是球形)
(1) 扩散:溶胶粒子在介质中因热运动由高浓度区自发地向低浓度区迁移的现象称为扩散。
扩散遵从费克扩散第一定律:
dn—扩散量; A —扩散面积; D —扩散系数 dc/dx —浓度梯度; dt —扩散时间
扩散系数可用下式表示:
胶粒的摩尔质量M:
2 扩散与渗透现象
η—介质粘度
(了解)
(2) 渗透: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(分子溶液或溶胶)与纯溶剂隔开时,溶剂分子会透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。
渗透压:膜两侧溶剂分子的渗透速率相等时的压力差(p1-p0)称分散体系的渗透压,用π表示。
范霍夫公式: π=cRT
c= nB/V , 体积摩尔浓度(适用于稀溶液)
四溶胶的光学性质
1 丁达尔现象:在暗室内用一束光线照射溶胶时,在侧面可以看到一个发亮的光柱,此现象称为丁达尔现象。
丁达尔效应的实质是溶胶粒子对光的散射作用(散射是指除入射光方向外,四面八方都能看到发光的现象),它是溶胶的重要性质之一。
2 雷利公式
3 光的吸收
4 粒子大小的测定
(阅读)
1 电动现象:由于胶粒是带电的, 所以在电场作用下, 或在外加压力、自身重力下流动、沉降时产生电动现象,表现出溶胶粒子的运动与电性能之间的性质。
电泳—在外加电场作用下,带电的分散相粒子在分散介质中向相反符号电极移动的现象。
电渗—在外加电场作用下,分散介质(由过剩反离子所携带)通过多孔膜或极细的毛细管移动的现象(此时带电的固相不动)。
流动电势—在外加压力下,迫使液体流经相对静止的固体表面(如多空膜)而产生的电势差叫流动电势。
沉降电势—由于固体粒子或液滴在分散介质中沉降使液体的表面层与底层之间产生的电势差叫沉降电势。
五溶胶的电学性质
2 溶胶粒子表面电荷的来源
(1) 电离作用
(2) 吸附作用
法金斯规则:溶胶粒子优先吸附与自身有相同成分的离子。
(3) 晶格取代
(4) 摩擦带电
3 双电层理论(阅读)
4 电泳测定
ζ电势:即电动电势,指的是从溶胶粒子滑动界面到溶液内部电中性处的电势。
η:介质粘度 v:粒子运动速率 E: 电势梯度
εr :介质的相对介电常数ε0:真空的绝对介电常数
球形粒子:K=6 棒状粒子: K=4
(了解)