胶体化学专业知识讲座公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件.pptx

第九章第九章 胶体化学胶体化学 9.0 绪 言1.胶体 胶体：粒子线度线度在1-100nm(10-7-10-9m)之间分散体系。分散体系：将一个或几种物质分散分散在另一个物质中所构成体系。1 1第1页第1页分散体系溶液溶液(真溶液真溶液)：原子、分子或离子均匀分散均匀分散在另一均相物质中所形成体系。胶体体系胶体体系：粒子线度在1-100nm(10-7-10-9 m)之间分散体系。如金溶胶、微乳液等。粗分散体系粗分散体系：粒子线度不小于100nm分散体系。如悬浮液，乳浊液、泡沫等。2.分散体系分类2 2第2页第2页分散体系按线度大小分类分散体系分散体系n n粒子线度粒子线度实实 例例分子分散 10-7 m牛奶，豆浆3 3第3页第3页分散体系按汇集状态分类分散介质分散介质 分散相分散相名名 称称实实 例例泡沫乳状液液溶胶悬浮液肥皂泡沫含水原油泥浆、油墨固溶胶浮石、泡沫玻璃珍珠一些合金、染色塑料气溶胶雾、油烟粉尘、烟液气液固固气液固液固气4 4第4页第4页3.胶体分散体系主要特点主要特点：（1）高度分散高度分散；（2）多相多相；（3）热力学不稳定热力学不稳定。5 5第5页第5页 9.1 胶体体系制备粗分散体系胶体胶体体系体系分子分散体系分散法凝聚法1.分散法(1)胶体磨(2)气流粉碎机(喷射磨)(3)电孤法6 6第6页第6页2.凝聚法(1)物理凝聚法：如蒸气凝聚法、过饱和法等。(2)化学凝聚法如Fe(OH)3胶体制备：通常FeCl3过量，可形成带正电荷带正电荷胶体粒子。7 7第7页第7页如As2S3胶体制备：HS-为稳定剂(H2S过量)，胶粒带负电。8 8第8页第8页3.溶胶净化除去过多电解质，使胶体稳定、不聚沉。不能除去所有电解质，不然胶体会聚沉。溶胶净化惯用办法：渗析法。渗析法：利用胶体粒子不能透过半透膜半透膜特点，分离出溶胶中多出电解质或其它杂质-溶剂动溶剂动。半透膜：羊皮纸羊皮纸、动物膀胱膜膀胱膜、火棉胶火棉胶半透膜（试验室）。9 9第9页第9页 9.2 胶体体系光学性质丁达尔效应 将一束光投射到胶体胶体体系上，在与入射光垂直方向垂直方向上可观测到一个发光光柱光柱(光锥)，这种现象称为丁达尔效应丁达尔效应。光透射光散射光1010第10页第10页 丁达尔现象实质是光散射光散射。丁达尔现象又称乳光现象乳光现象。1111第11页第11页 9.3 胶体体系动力性质1.布朗运动 胶粒在其它质点其它质点作用下作无规则运动无规则运动布朗运动。1212第12页第12页布朗运动实质：热运动热运动，是胶体粒子热运动。影响原因：胶体粒子尺寸、温度、介质粘度。2.扩散 扩散存在浓度梯度浓度梯度时，物质粒子因热运动而发生宏观上定向迁移宏观上定向迁移现象。1313第13页第13页3.沉降与沉降平衡沉降多相分散体系中物质粒子，因受重力重力作用作用而下沉过程。因粒子受重力作用下沉时出现浓度差浓度差，必定造成反方向扩散作用反方向扩散作用。当扩散速率等于沉降扩散速率等于沉降速率速率时，体系达到沉降平衡沉降平衡。1414第14页第14页 9.4 胶体体系电学性质1.电泳 电泳在外电场作用下，胶体粒子胶体粒子在分散介质中定向移动定向移动现象。1515第15页第15页2.电渗 电渗-在外电场作用下，胶体粒子不动而分散介质分散介质作定向移动定向移动现象。比较：电泳在外电场作用下，胶体粒胶体粒子子在分散介质中定向移动定向移动现象。1616第16页第16页3.流动电势 流动电势在外力外力作用下，胶体粒子不动而分散介质分散介质作定向移动定向移动时而产生电势差产生电势差。（介质移动产生电势差）比较：电渗-在外电场作用下，胶体粒子不动而分散介质作定向移动。（电势差驱动介质移动）1717第17页第17页4.沉降电势 沉降电势胶体粒胶体粒子子在外力场(重力)作用下，在分散介质中定向定向移动而产生电势差移动而产生电势差。(胶粒移动产生电势差)比较：电泳在外电场作用下，胶体粒子在分散介质中定向移动现象。（电势差驱动介质移动）1818第18页第18页5.扩散双电层理论简介带电质点带电质点在固体表面因静电作用静电作用和热运动热运动而产生扩散双电层。扩散双电层。1919第19页第19页紧密层紧密层电势意义-大表示胶粒电荷多、滑动面位置、符号2020第20页第20页6.溶胶胶团结构(1)胶核与胶团胶核胶核由分子、原子或离子形成固态微粒固态微粒。*胶核本身带电*胶核吸附溶液中某种离子而带电。2121第21页第21页如AgNO3溶液KI溶液中AgIAg+吸附在AgI表面AgIm nAg+带正电正电胶核带电胶核与介质中反离子NO3-：（1）静电作用；（2）范德华力；（3）其它形式吸引力AgImnAg+(n-x)NO3-x+xNO3-2222第22页第22页AgImnAg+(n-x)NO3-x+xNO3-胶核胶粒胶粒胶团可滑动面2323第23页第23页AgImnI-(n-x)K+x-xK+若AgNO3溶液+KI溶液(过量)，则胶团结构为：带负电胶核2424第24页第24页胶核胶粒胶团2525第25页第25页9.吸附原则(1)与构成胶核含有相同性质离子优先被吸附。AgImnAg+(n-x)NO3-x+xNO3-*如AgNO3溶液(过量)+KI溶液，胶团结构为：AgImnI-(n-x)K+x-xK+*AgNO3溶液+KI溶液(过量)，胶团结构为此时胶粒带正电荷胶粒带正电荷。此时胶粒带负电荷胶粒带负电荷。(2)极化程度大、易变形离子优先被吸附。2626第26页第26页 9.5 溶胶稳定与聚沉憎液溶胶三个主要稳定原因：分散相粒子带电带电、溶剂化作用溶剂化作用及布朗运动布朗运动1.溶胶典型稳定理论DLVO理论2727第27页第27页2.溶胶聚沉 聚沉：憎液溶胶中分散相微粒互相汇集、分散相微粒互相汇集、颗粒变大颗粒变大，进而发生沉淀发生沉淀现象。3.电解质聚沉作用 因胶粒带电，因此可用电解质中与胶粒电性相反离子与胶粒作用，使胶粒荷电数下降，而发生聚沉。使溶胶发生明显聚沉所需电解质最小浓最小浓度度电解质聚沉值电解质聚沉值。聚沉值倒数聚沉能力聚沉能力。2828第28页第28页4.舒尔采-哈迪规则(1)聚沉能力聚沉能力与电解质中反离子价数六次方反离子价数六次方成正比正比。离子价数越高，聚沉能力越大,聚沉值越小。(2)感胶离子序。对带有相同电荷离子，聚沉能力大小为：2929第29页第29页 9.6 悬 浮 液1.悬浮液 将不溶性固体粒子不溶性固体粒子分散在液体中所形成粗分散系统粗分散系统称悬浮液或悬浮体。2.悬浮液性质(1)分散相线度不小于1000 nm(1m)。(2)布朗运动、扩散及渗入现象不明显不明显。3030第30页第30页(3)散射光强度很弱弱。(4)粒子易沉降易沉降析出。(5)在适当条件适当条件下，悬浮液能暂时相对稳定暂时相对稳定存在。3131第31页第31页 9.7 乳 状 液乳状液乳状液-两种不互溶两种不互溶或部分互溶液体部分互溶液体所形成粗分散体系。如牛奶，含水石油，乳化农药等。使乳状液破坏过程称为破乳或去乳化作用破乳或去乳化作用。3232第32页第32页O/W(水包油型)W/O(油包水型)在适当乳化条件乳化条件下，可形成O/W(水包油型)或W/O(油包水型)乳状液3333第33页第33页 9.8 泡 沫表面活性剂起泡作用泡沫浮选3434第34页第34页 9.9 气 溶 胶1.气溶胶 固体或液体分散在气体中气体中所形成胶体体系称为气溶胶。如烟、雾、含粉尘空气等。3535第35页第35页2.粉尘分类(1)尘埃：粒子直径10100m，颗粒较大，在静止空气中呈加速沉降加速沉降粒子。(2)尘雾：粒子直径0.2510m，在静止空气中呈等速沉降等速沉降尘粒。(3)尘云：粒子直径0.1m下列，颗粒很小，在静止空气中不能下沉不能下沉，而是处于无规则布朗运动状态浮尘布朗运动状态浮尘。3636第36页第36页3.粉尘性质(1)润湿性润湿性。新粉尘含有很强吸附能力。(2)粉尘沉降速度沉降速度等速沉降尘粒，沉降速度为：(3)荷电荷电性(4)爆炸爆炸性(5)凝聚凝聚性(6)气溶胶光学光学性质4.气体除尘技术3737第37页第37页 9.7 高分子化合物溶液高分子溶液与溶胶比较：高分子化合物：摩尔质量M 1104 kgmol-1大分子化合物。3838第38页第38页高分子溶液高分子溶液高分子溶液高分子溶液溶溶溶溶 胶胶胶胶相相同同点点不不同同点点线度为10-910-7m线度为10-910-7m扩散慢扩散慢不能通过半透膜不能通过半透膜真溶液，热力学稳定体系热力学不稳定体系稳定原因是溶剂化稳定原因是粒子带电均相体系，丁达尔效应弱 多相体系，丁达尔效应强对电解质稳定性大少许电解质能使粒子聚沉粘度大粘度小(近纯溶剂)3939第39页第39页