教學(xué)指導(dǎo)-膠體分散系統(tǒng)

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1、第八章膠體分散系統(tǒng)首頁(yè)基本要求重點(diǎn)難點(diǎn)講授學(xué)時(shí)內(nèi)容提要1基本要求[TOP]1.1熟悉膠體分散系統(tǒng)的分類(lèi)、基本特征和制備方法，了解納米粒子的基本知識(shí)。1.2熟悉溶膠的動(dòng)力性質(zhì)，熟悉溶膠的布朗運(yùn)動(dòng)、擴(kuò)散、沉降的計(jì)算和應(yīng)用。1.3了解溶膠的光學(xué)性質(zhì)，了解溶膠的散射規(guī)律、顏色形成及光學(xué)方法測(cè)定膠粒大小。1.4熟悉溶膠的電動(dòng)現(xiàn)象、帶電原因和雙電層結(jié)構(gòu)，掌握溶膠的結(jié)構(gòu)式書(shū)寫(xiě)和電動(dòng)電勢(shì)的計(jì)算。1.5了解溶膠穩(wěn)定性方面的特點(diǎn)和DLVO理論，了解大分子化合物對(duì)溶膠穩(wěn)定性的影響，熟悉電解質(zhì)對(duì)溶膠的影響，掌握電解質(zhì)的聚沉作用規(guī)律。1.6了解乳狀液、泡沫、氣溶膠的基本性質(zhì)，熟悉乳狀液的制備方法和應(yīng)用。

2、2重點(diǎn)難點(diǎn)[TOP]2.1重點(diǎn)膠體分散系統(tǒng)的主要特征；溶膠的動(dòng)力性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)；維持溶膠穩(wěn)定的主要因素。2.2難點(diǎn)溶膠動(dòng)力性質(zhì)公式的推導(dǎo)；溶膠雙電層結(jié)構(gòu)的理解。3講授學(xué)時(shí)[TOP]建議5～7學(xué)時(shí)4內(nèi)容提要[TOP]第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第六節(jié)第七節(jié)4.1第一節(jié)溶膠的分類(lèi)和基本特性4.1.1溶膠的分類(lèi)4分散系統(tǒng)按其形成的相態(tài)分為均相系統(tǒng)和多相系統(tǒng)。在均相系統(tǒng)中，按溶質(zhì)分子的大小分為小分子溶液和大分子溶液；在多相系統(tǒng)中按分散相粒徑大小分為超微分散系統(tǒng)和粗分散系統(tǒng)。當(dāng)分散相的粒徑在1~100nm之間的分散系統(tǒng)稱膠體。其中大分子物質(zhì)能溶解在水中成為均相系統(tǒng)，稱為親液膠

3、體；在水中不溶的超微分散系統(tǒng)稱為憎液膠體，簡(jiǎn)稱溶膠。溶膠按分散介質(zhì)的聚集狀態(tài)可分為三大類(lèi)：氣溶膠，液溶膠和固溶膠，若再按分散相的聚集狀態(tài)，可進(jìn)一步細(xì)分為八小類(lèi)。4.1.2溶膠的基本特性特有的分散程度，相不均勻性和聚結(jié)的不穩(wěn)定性，這些特性是溶膠區(qū)別其它分散系統(tǒng)的重要標(biāo)志。4.2第二節(jié)溶膠的制備和凈化[TOP]4.2.1溶膠的制備溶膠的制備有分散法和凝聚法兩種。分散法包括粉碎法和乳化法，前者適用于制備分散相為固體的分散系統(tǒng)，后者適用于制備乳狀液。凝聚法是使單個(gè)分子、原子或離子相互凝聚成粒徑為1~100nm的膠體分散系統(tǒng)，能得到分散度很高的膠體分散系統(tǒng)，凝聚法有物理凝聚法和化學(xué)凝聚法

4、兩種。4.2.2溶膠的凈化用化學(xué)凝聚法制備的溶膠需要凈化，常用的凈化方法有滲析和超濾。4.2.3均分散膠體的制備均分散膠體是粒子形狀相同、尺寸相差不大的膠體，制備時(shí)需控制特定條件。4.2.4納米粒子的制備納米粒子是指尺度為1~100nm之間的粒子，有許多特異的效應(yīng)，因而形成了一種新的技術(shù)，制備方法與溶膠雷同。4.3第三節(jié)溶膠的動(dòng)力性質(zhì)[TOP]4.3.1布朗運(yùn)動(dòng)布朗運(yùn)動(dòng)是溶膠粒子在介質(zhì)中的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，測(cè)定布朗運(yùn)動(dòng)的平均位移可計(jì)算溶膠粒子的擴(kuò)散系數(shù)和粒子大小。4.3.2擴(kuò)散與滲透布朗運(yùn)動(dòng)在宏觀上表現(xiàn)為擴(kuò)散與滲透，擴(kuò)散規(guī)律可用斐克定律描述；滲透是介質(zhì)的擴(kuò)散行為，它的驅(qū)動(dòng)力是溶質(zhì)的濃

5、度差，定量計(jì)算式是范霍夫（Van’tHoff）公式。4.3.3沉降和沉降平衡溶膠粒子在外力場(chǎng)作用下的定向移動(dòng)稱沉降，測(cè)定沉降速度可以計(jì)算粒子的大小。4.4第四節(jié)溶膠的光學(xué)性質(zhì)[TOP]44.4.1溶膠的光散射現(xiàn)象光線通過(guò)膠體系統(tǒng)時(shí)，在入射光的側(cè)面可看到一個(gè)渾亮的光柱，這一現(xiàn)象為光散射現(xiàn)象（丁達(dá)爾效應(yīng)），它是溶膠分散系統(tǒng)的最主要光學(xué)特征。4.4.2瑞利散射公式瑞利散射公式是散射光強(qiáng)度的定量描述，公式表明散射光強(qiáng)度與光的波長(zhǎng)、粒子大小和濃度、粒子與介質(zhì)的折光率差有關(guān)。4.4.3溶膠的顏色溶膠的外觀顏色取決于其對(duì)光的吸收和散射兩個(gè)因素。4..4.4溶膠粒子大小的測(cè)定經(jīng)典的方法是使用超

6、顯微鏡。4.5第五節(jié)溶膠的電學(xué)性質(zhì)[TOP]4.5.1電動(dòng)現(xiàn)象電泳、電滲、沉降電勢(shì)和流動(dòng)電勢(shì)等由于粒子和介質(zhì)帶電引起的移動(dòng)現(xiàn)象稱為電動(dòng)現(xiàn)象。4.5.2溶膠粒子表面的電荷來(lái)源溶膠粒子表面吸附離子或自身電離是表面荷電的主要原因。吸附機(jī)制中，凡是與溶膠粒子中某一組成相同的離子則優(yōu)先被吸附，這一規(guī)律稱為法金斯（Fajans）規(guī)則。4.5.3雙電層理論對(duì)于溶膠粒子電性結(jié)構(gòu)的描述有三種理論，亥姆霍茲平板雙電層模型過(guò)于簡(jiǎn)單、古埃－查普曼擴(kuò)散雙電層模型區(qū)分了表面電勢(shì)和電動(dòng)電勢(shì)，也便于理論上的處理，斯特恩吸附擴(kuò)散雙電層模型提出更精細(xì)的結(jié)構(gòu)，能解釋更多的實(shí)驗(yàn)事實(shí)。4.5.4膠團(tuán)結(jié)構(gòu)按雙電層模型，膠

7、團(tuán)的結(jié)構(gòu)式可表示為[(膠核)m×n定位離子×（n–x）內(nèi)層反離子]×x外層反離子4.5.5電泳的測(cè)定測(cè)定溶膠的電泳速度可計(jì)算其電動(dòng)電勢(shì)。4.6第六節(jié)溶膠的穩(wěn)定性和聚沉作用[TOP]4.6.1溶膠的穩(wěn)定性溶膠具有動(dòng)力穩(wěn)定性，但有熱力學(xué)的不穩(wěn)定性。44.6.2溶膠的聚沉電解質(zhì)對(duì)溶膠的穩(wěn)定性影響最大，其作用遵循舒爾茨－哈迪規(guī)則；大分子對(duì)溶膠有保護(hù)作用，但用量不足時(shí)有絮凝作用。4.6.3溶膠穩(wěn)定性理論DLVO理論是溶膠穩(wěn)定性的現(xiàn)代理論，該理論認(rèn)為膠體粒子相互間的范德華引力和電性斥力的總結(jié)果決定了溶膠