《膠體的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)》PPT課件

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1、§6.4膠體性質(zhì)和結(jié)構(gòu)一分散系統(tǒng)二電動(dòng)現(xiàn)象和雙電層結(jié)構(gòu)三膠體的結(jié)構(gòu)四溶膠的穩(wěn)定性和聚沉現(xiàn)象五溶膠的光學(xué)及動(dòng)力性質(zhì)在自然界和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常遇到一種或幾種物質(zhì)分散在另一種物質(zhì)中的分散系統(tǒng)(dispersedsystem)，我們將被分散的物質(zhì)叫分散相（dispersedphase）而另一種物質(zhì)叫分散介質(zhì)（dispersingmedium)。分散體系分類(lèi)－－－按分散相粒子的大小分類(lèi)1.分子分散體系分散相與分散介質(zhì)以分子或離子形式彼此混溶，沒(méi)有界面，是均勻的單相，分子半徑大小在10-9m以下。通常把這種體系稱(chēng)為真溶液，如CuSO4溶液。2.膠體分散體系分散相粒

2、子的半徑在1nm~100nm之間的體系。目測(cè)是均勻的，但實(shí)際是多相不均勻體系。也有的將1nm~1000nm之間的粒子歸入膠體范疇。3.粗分散體系當(dāng)分散相粒子大于1000nm,目測(cè)是混濁不均勻體系，放置后會(huì)沉淀或分層，如黃河水。分散體系分類(lèi)－－按分散相和介質(zhì)聚集狀態(tài)分類(lèi)液溶膠：將液體作為分散介質(zhì)所形成的溶膠。A.液-固溶膠:油漆,AgI溶膠.B.液-液溶膠:牛奶,石油,原油等乳狀液。C.液-氣溶膠:泡沫2.固溶膠:將固體作為分散介質(zhì)所形成的溶膠。A.固-固溶膠;有色玻璃,不完全互溶的合金.B.固-液溶膠;珍珠,某些寶石.C.固-氣溶膠;泡沫塑料,沸石.

3、3.氣溶膠:將氣體作為分散介質(zhì)所形成的溶膠。A.氣-固溶膠;煙,含塵的空氣.B.氣-液溶膠;霧,云.分散體系分類(lèi)--按膠體溶液的穩(wěn)定性分類(lèi)1.憎液溶膠:半徑在1nm~100nm之間的難溶物固體粒子分散在液體介質(zhì)中，有很大的相界面，易聚沉，是熱力學(xué)上的不穩(wěn)定系統(tǒng)。一旦將介質(zhì)蒸發(fā)掉，再加入介質(zhì)就無(wú)法再形成溶膠，是一個(gè)不可逆系統(tǒng)，如氫氧化鐵溶膠、碘化銀溶膠等。這是膠體分散系統(tǒng)中主要研究的內(nèi)容.2.親液溶膠：半徑落在膠體粒子范圍內(nèi)的大分子溶解在合適的溶劑中，一旦將溶劑蒸發(fā)，大分子化合物凝聚，再加入溶劑，又可形成溶膠，親液溶膠是熱力學(xué)上穩(wěn)定、可逆的系統(tǒng)。膠粒帶

4、電的原因（1）膠粒在形成過(guò)程中，膠核優(yōu)先吸附某種離子，使膠粒帶電。（2）離子型固體電解質(zhì)形成溶膠時(shí)，由于正、負(fù)離子溶解量不同，使膠粒帶電。例如：將AgI制備溶膠時(shí)，由于A(yíng)g+較小，活動(dòng)能力強(qiáng)，比I-容易脫離晶格而進(jìn)入溶液，使膠粒帶負(fù)電。例如：在A(yíng)gI溶膠的制備過(guò)程中，如果AgNO3過(guò)量，則膠核優(yōu)先吸附Ag+離子，使膠粒帶正電；如果KI過(guò)量，膠粒帶負(fù)電。（3）可電離的大分子溶膠，由于大分子本身發(fā)生電離，而使膠粒帶電。例如蛋白質(zhì)分子，有許多羧基和胺基，在pH較高的溶液中，離解生成P–COO-離子而負(fù)帶電；在pH較低的溶液中，生成P-NH3+離子而帶正電。

5、電動(dòng)現(xiàn)象膠粒在重力場(chǎng)作用下發(fā)生沉降，而產(chǎn)生沉降電勢(shì)；帶電的介質(zhì)發(fā)生流動(dòng)，則產(chǎn)生流動(dòng)電勢(shì)。這是因動(dòng)而產(chǎn)生電。由于膠粒帶電，而溶膠是電中性的，則介質(zhì)帶與膠粒相反的電荷。在外電場(chǎng)作用下，膠粒和介質(zhì)分別向帶相反電荷的電極移動(dòng)，就產(chǎn)生了電泳和電滲的電動(dòng)現(xiàn)象，這是因電而運(yùn)動(dòng)。電泳（electrophoresis）帶電膠粒或大分子在外加電場(chǎng)的作用下向帶相反電荷的電極作定向移動(dòng)的現(xiàn)象稱(chēng)為電泳。影響電泳的因素有：帶電粒子的大小、形狀；粒子表面電荷的數(shù)目；介質(zhì)中電解質(zhì)的種類(lèi)、離子強(qiáng)度，pH值和粘度；電泳的溫度和外加電壓等。從電泳現(xiàn)象可以獲得膠?；虼蠓肿拥慕Y(jié)構(gòu)、大小和形狀

6、等有關(guān)信息。在外加電場(chǎng)作用下帶電的介質(zhì)通過(guò)多孔膜或半徑為1~10nm的毛細(xì)管作定向移動(dòng)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為電滲.。外加電解質(zhì)對(duì)電滲速度影響顯著，隨著電解質(zhì)濃度的增加，電滲速度降低，甚至?xí)淖冸姖B的方向。電滲方法有許多實(shí)際應(yīng)用，如溶膠凈化、海水淡化、泥炭和染料的干燥等。電滲（electro-osmosis)如果多孔膜吸附陰離子，則介質(zhì)帶正電，通電時(shí)向陰極移動(dòng)；反之多孔膜吸附陽(yáng)離子，帶負(fù)電的介質(zhì)向陽(yáng)極移動(dòng)。含有離子的液體在加壓或重力等外力的作用下，流經(jīng)多孔膜或毛細(xì)管時(shí)會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差。這種因流動(dòng)而產(chǎn)生的電勢(shì)稱(chēng)為流動(dòng)電勢(shì)流動(dòng)電勢(shì)、沉降電勢(shì)管壁吸附某種離子，使固體表面

7、帶電，電荷從固體到液體有個(gè)分布梯度。當(dāng)外力迫使擴(kuò)散層移動(dòng)時(shí)，流動(dòng)層與固體表面之間會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差，流速很快時(shí)有時(shí)會(huì)產(chǎn)生電火花。用泵輸送原油或易燃化工原料時(shí)，要使管道接地或加入油溶性電解質(zhì)，增加介質(zhì)電導(dǎo)，防止流動(dòng)電勢(shì)可能引發(fā)的事故。在重力場(chǎng)的作用下，帶電的分散相粒子，在分散介質(zhì)中迅速沉降時(shí)，使底層與表面層的粒子濃度懸殊，從而產(chǎn)生電勢(shì)差，這就是沉降電勢(shì)。貯油罐中的油內(nèi)常會(huì)有水滴，水滴的沉降會(huì)形成很高的電勢(shì)差，有時(shí)會(huì)引發(fā)事故。油中加入有機(jī)電解質(zhì)，降低沉降電勢(shì)。當(dāng)固體與液體接觸時(shí)，可以是固體從溶液中選擇性吸附某種離子，也可以是固體分子本身發(fā)生電離作用而使離子進(jìn)入

8、溶液，在界面上形成了雙電層的結(jié)構(gòu)。膠粒的雙電層結(jié)構(gòu)由于正、負(fù)離子靜電吸引和熱運(yùn)動(dòng)兩種效應(yīng)的結(jié)果，溶液中的反離