膠體的性質(zhì)和結構課件.ppt

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1、§6.4膠體性質(zhì)和結構一分散系統(tǒng)二電動現(xiàn)象和雙電層結構三膠體的結構四溶膠的穩(wěn)定性和聚沉現(xiàn)象五溶膠的光學及動力性質(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－－－按分散相粒子的大小分類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。通常把這種體系稱為真溶液，如CuSO4溶液。2.膠體分散體系分散相粒子的半徑在1nm~100nm之間的體系。目測

2、是均勻的，但實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.粗分散體系當分散相粒子大于1000nm,目測是混濁不均勻體系，放置后會沉淀或分層，如黃河水。分散體系分類－－按分散相和介質(zhì)聚集狀態(tài)分類液溶膠：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.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

3、膠;霧,云.分散體系分類--按膠體溶液的穩(wěn)定性分類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)就無法再形成溶膠，是一個不可逆系統(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，親液溶膠是熱力學上穩(wěn)定、可逆的系統(tǒng)。膠粒帶電的原因（1）膠粒在形成過程中，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，由于正、負離子溶解量不同，使膠粒

4、帶電。例如：將AgI制備溶膠時，由于Ag+較小，活動能力強，比I-容易脫離晶格而進入溶液，使膠粒帶負電。例如：在AgI溶膠的制備過程中，如果AgNO3過量，則膠核優(yōu)先吸附Ag+離子，使膠粒帶正電；如果KI過量，膠粒帶負電。（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-離子而負帶電；在pH較低的溶液中，生成P-NH3+離子而帶正電。電動現(xiàn)象膠粒在重力場作用下發(fā)生沉降，而產(chǎn)生沉降電勢；帶電的介質(zhì)發(fā)生流動，則產(chǎn)生流動電勢。這是因動而產(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。在外電場作用

5、下，膠粒和介質(zhì)分別向帶相反電荷的電極移動，就產(chǎn)生了電泳和電滲的電動現(xiàn)象，這是因電而運動。電泳（electrophoresis）帶電膠?；虼蠓肿釉谕饧与妶龅淖饔孟孪驇喾措姾傻碾姌O作定向移動的現(xiàn)象稱為電泳。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、離子強度，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構、大小和形狀等有關信息。在外加電場作用下帶電的介質(zhì)通過多孔膜或半徑為1~10nm的毛細管作定向移動，這種現(xiàn)象稱為電滲.。外加電解質(zhì)對電滲速度影響顯著，隨著電解質(zhì)濃度的增加，電滲速度降低，甚至會改變電滲的方向。電滲方法有許多實際應用，

6、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，通電時向陰極移動；反之多孔膜吸附陽離子，帶負電的介質(zhì)向陽極移動。含有離子的液體在加壓或重力等外力的作用下，流經(jīng)多孔膜或毛細管時會產(chǎn)生電勢差。這種因流動而產(chǎn)生的電勢稱為流動電勢流動電勢、沉降電勢管壁吸附某種離子，使固體表面帶電，電荷從固體到液體有個分布梯度。當外力迫使擴散層移動時，流動層與固體表面之間會產(chǎn)生電勢差，流速很快時有時會產(chǎn)生電火花。用泵輸送原油或易燃化工原料時，要使管道接地或加入油溶性電解質(zhì)，增加介質(zhì)電導，防止流動電勢可能引發(fā)的事故。在重力場的作用下，帶電的分散相粒子，在

7、分散介質(zhì)中迅速沉降時，使底層與表面層的粒子濃度懸殊，從而產(chǎn)生電勢差，這就是沉降電勢。貯油罐中的油內(nèi)常會有水滴，水滴的沉降會形成很高的電勢差，有時會引發(fā)事故。油中加入有機電解質(zhì)，降低沉降電勢。當固體與液體接觸時，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入溶液，在界面上形成了雙電層的結構。膠粒的雙電層結構由于正、負離子靜電吸引和熱運動兩種效應的結果，溶液中的反離