《膠體與大分子溶液》PPT課件

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1、物理化學(xué)—Chapter14ColloidChemistry2021/8/3014.1膠體及其基本特性第14章膠體分散體系和大分子溶液14.2溶膠的制備與凈化14.3溶膠的動(dòng)力性質(zhì)14.4溶膠的光學(xué)性質(zhì)14.5溶膠的電學(xué)性質(zhì)14.6溶膠的穩(wěn)定性和聚沉作用14.7大分子概說(shuō)14.8大分子的相對(duì)摩爾質(zhì)量14.9Donnan平衡2021/8/3014.1膠體分散體系及其基本特性膠體化學(xué)的發(fā)展在1861年英國(guó)科學(xué)家格雷厄姆(Graham)就提出了“膠體”的概念，他將物質(zhì)按擴(kuò)散能力分為兩類(lèi)：一類(lèi)易擴(kuò)散，如蔗糖、食鹽、硫酸鎂及其他無(wú)機(jī)鹽類(lèi),并在溶液中能透過(guò)半透膜；另一類(lèi)難

2、擴(kuò)散，如蛋白質(zhì)、Al(OH)3、Fe(OH)3及其他大分子化合物,在溶液中不能透過(guò)半透膜。當(dāng)蒸去水份后，前類(lèi)物質(zhì)析出晶體，而后類(lèi)物質(zhì)得到膠狀物。因此他認(rèn)為可以把物質(zhì)區(qū)分為晶體和膠體兩類(lèi)。2021/8/30膠體化學(xué)發(fā)展史在膠體的制備過(guò)程中，他發(fā)現(xiàn)有許多通常不溶解的物質(zhì)在適當(dāng)?shù)臈l件下可以分散在溶劑中形成貌似均勻的溶液，從其外表上看和通常的真溶液無(wú)什么差別，但從其擴(kuò)散速率、滲透能力等來(lái)看則屬于膠體物質(zhì)的范圍，因此它稱(chēng)之為溶膠。格雷厄姆雖然首次認(rèn)識(shí)到物質(zhì)的膠體性質(zhì)，但他把物質(zhì)分為晶體和膠體則是不正確的。后來(lái)的學(xué)者如俄國(guó)科學(xué)家維伊曼(在1905年）對(duì)多種化合物進(jìn)行試驗(yàn)，

3、結(jié)果證明任何典型的晶體物質(zhì)都可以用降低其溶解度或選用適當(dāng)分散介質(zhì)而制成溶膠。如把NaCl分散在苯中就可以形成溶膠。2021/8/30膠體化學(xué)發(fā)展史這樣人們認(rèn)識(shí)到膠體只是物質(zhì)以一定分散程度而存在的一種狀態(tài)，而不是一種特殊類(lèi)型的物質(zhì)的固有狀態(tài)。自從1903年Zsigmondy和Siedentopf發(fā)明了超倍顯微鏡，第一次成功的觀察到溶膠中粒子的運(yùn)動(dòng)，證明了溶膠的超微不均勻性。認(rèn)識(shí)到溶膠中存在相界面的重大意義。也認(rèn)識(shí)到膠體化學(xué)和表面化學(xué)之間的密切聯(lián)系。2021/8/30膠體化學(xué)的應(yīng)用膠體化學(xué)是物理化學(xué)的一個(gè)重要分支。它所研究的領(lǐng)域是化學(xué)、物理學(xué)、材料科學(xué)、生物化學(xué)等

4、諸學(xué)科的交叉和重疊，是這些學(xué)科的重要基礎(chǔ)。膠體化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活密切相關(guān)，膠體及其研究方法對(duì)于浮選、冶金、材料、食品加工、水質(zhì)的凈化、廢水處理、石油化工等有著重要意義。2021/8/30分散體系及其基本特性膠粒的結(jié)構(gòu)膠體化學(xué)所研究的對(duì)象是高度分散的多相系統(tǒng)。人們每天總要接觸各種分散系統(tǒng)，如鹽水、糖水等各種溶液就是常見(jiàn)的分散系統(tǒng)，另外，水滴分散在空氣中形成的云霧、顏料分散在油中形成油漆、氣體分散在液體中形成泡沫以及固體顆粒分散在空氣中形成煙塵等都是分散系統(tǒng)。2021/8/30分散相與分散介質(zhì)把一種或幾種物質(zhì)分散在另一種物質(zhì)中就構(gòu)成分散體系。其中，被分散的

5、物質(zhì)稱(chēng)為分散相（dispersedphase），另一種物質(zhì)稱(chēng)為分散介質(zhì)（dispersingmedium)。例如：云，牛奶，珍珠2021/8/30分散體系分類(lèi)分散體系通常有三種分類(lèi)方法：分子分散體系膠體分散體系粗分散體系按分散相粒子的大小分類(lèi)：按分散相和介質(zhì)的聚集狀態(tài)分類(lèi)：液溶膠固溶膠氣溶膠按膠體溶液的穩(wěn)定性分類(lèi)：憎液溶膠親液溶膠2021/8/30（1）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子的半徑

6、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。2021/8/30（2）按分散相和介質(zhì)聚集狀態(tài)分類(lèi)1.液溶膠將液體作為分散介質(zhì)所形成的溶膠。當(dāng)分散相為不同狀態(tài)時(shí)，則形成不同的液溶膠：.液-固溶膠如油漆，AgI溶膠.液-液溶膠如牛奶，石油原油等乳狀液.液-氣溶膠如泡沫2021/8/30（2）按分散相和介質(zhì)聚集狀態(tài)分類(lèi)2.固溶膠將固體作為分散介質(zhì)所形成的溶膠。當(dāng)分散相為不同狀態(tài)時(shí)，則形成不同的固溶

7、膠：.固-固溶膠如有色玻璃，不完全互溶的合金.固-液溶膠如珍珠，某些寶石.固-氣溶膠如泡沫塑料，沸石分子篩2021/8/30（2）按分散相和介質(zhì)聚集狀態(tài)分類(lèi)3.氣溶膠將氣體作為分散介質(zhì)所形成的溶膠。當(dāng)分散相為固體或液體時(shí)，形成氣-固或氣-液溶膠，但沒(méi)有氣-氣溶膠，因?yàn)椴煌臍怏w混合后是單相均一體系，不屬于膠體分散體系范圍..氣-固溶膠如煙，含塵的空氣.氣-液溶膠如霧，云2021/8/30（3）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)定體系。一旦將介質(zhì)蒸發(fā)掉，再加入介

8、質(zhì)就無(wú)法再形成溶膠，是一個(gè)不可逆體系，