胶体溶液及表面现象.ppt

第一第一节 溶胶溶胶 胶体分散系包括胶体分散系包括溶胶、高分子溶液和溶胶、高分子溶液和缔合胶合胶体体三三类。胶体的分散相的粒子的大小。胶体的分散相的粒子的大小为1100 nm，可以是一些小分子、离子或原子的聚集体，可以是一些小分子、离子或原子的聚集体，也可以是也可以是单个的大分子。分散介个的大分子。分散介质可以是液体、可以是液体、气体，或是固体。气体，或是固体。1.分散介质分散相名 称实 例气体液体气溶胶雾气体固体气溶胶烟液体气体泡沫胶生奶油液体液体乳状液牛奶液体固体溶胶油漆，细胞液固体气体泡沫浮石固体液体凝胶果冻固体固体固体溶胶红宝石玻璃2.一、溶胶的性质n（一）胶粒对过滤器的通透性 滤纸孔径1000-5000nm 瓷板孔径100nm3.Tyndall现象 令令一一束束聚聚焦焦的的光光束束通通过溶溶胶胶，则从从侧面面可可以以看看到到一一个个发光光的的圆锥体体，这种种现象象称称为Tyndall效效应(Tyndall effect)，又又称称乳乳光光现象。象。（二）溶胶的光学性（二）溶胶的光学性质-丁丁铎尔现象象4.5.d 略小于或接近于ddn(Br)，AgNO3溶液过量，胶核(AgBr)m优先吸附Ag+形成带正电荷的胶粒。胶团的结构为：(AgBr)mnAg+(n-x)NO3x+x NO3-18.AgBrm nBr-(n-x)K x x K 胶核胶核胶粒胶粒胶胶团吸附吸附层扩散散层同理，可以写出同理，可以写出AgBr溶胶的胶溶胶的胶团结构式构式(KBr过量量):):19.练习：1.在AgNO3溶液中加入过量的KI溶液，得到溶胶的胶团结构可表示为 （）A.(AgI)mnI-(n-x)K+x-xK+B.(AgI)mnNO3-(n-x)K+x-xK+C.(AgI)mnAg+(n-x)I-xxK+D.(AgI)mnAg+(n-x)NO3-x+xNO3-E.(AgI)mnAg+(n-x)NO3-x+xI-2.混合AgNO3和KI溶液制备AgI负溶胶时，AgNO3和KI间的关系应是 （）A.c(AgNO3)c(KI)B.V(AgNO3)V(KI)C.n(AgNO3)n(KI)D.n(AgNO3)=n(KI)E.n(AgNO3)n(KI)答案：A、E20.二、溶胶的二、溶胶的稳定性和聚沉定性和聚沉n稳定性定性-溶胶是溶胶是热力学上的不力学上的不稳定体系，其定体系，其稳定定性因素主要是性因素主要是胶粒胶粒带电和和水化膜水化膜的存在。的存在。胶粒都胶粒都带有相同符号的有相同符号的电荷，胶粒之荷，胶粒之间相互排相互排斥，阻止两胶粒合并斥，阻止两胶粒合并变大；大；另外胶粒吸附另外胶粒吸附层中的离中的离子子对水分子有吸引力，吸附的水分子在胶粒表面形水分子有吸引力，吸附的水分子在胶粒表面形成一成一层水化膜，阻止了胶粒之水化膜，阻止了胶粒之间的聚的聚结。因此溶胶因此溶胶中的胶粒能相中的胶粒能相对稳定地存在。定地存在。n 聚沉聚沉-当胶粒的当胶粒的动能增大到能克服能增大到能克服这种静种静电斥力斥力时，胶粒，胶粒间就会相互碰撞合并，粒子增大到布朗运就会相互碰撞合并，粒子增大到布朗运动克服不了重力作用克服不了重力作用时就出就出现聚沉聚沉。21.n促使溶胶聚沉的主要方法：促使溶胶聚沉的主要方法：n（一）加入（一）加入强电解解质n原理：一是加入的原理：一是加入的强电解解质解离出的离子解离出的离子破坏了破坏了双双电层结构构，胶粒失去了静，胶粒失去了静电保保护作用；二是作用；二是强电解解质离子具有很离子具有很强的溶的溶剂化作用，化作用，破坏了胶粒破坏了胶粒表面的水化膜表面的水化膜。n注意：注意：电解解质对溶胶的聚沉作用取决于与胶粒溶胶的聚沉作用取决于与胶粒带有相反有相反电荷的离子，即荷的离子，即反离子反离子。n电解解质对溶胶的聚沉作用溶胶的聚沉作用与反离子所与反离子所带电荷的多荷的多少有关少有关。22.n（1）一般地，离子）一般地，离子电荷越高，荷越高，对溶胶的聚沉能溶胶的聚沉能力就越力就越强。这个个规律叫做哈迪律叫做哈迪-叔叔尔采采规则。一价、二价、三价反离子的一价、二价、三价反离子的临界聚沉界聚沉浓度之比：度之比：(1/1)6:(1/2)6:(1/3)6=100:1.8:0.14n（2）同价反离子的聚沉能力）同价反离子的聚沉能力虽相差不大，其聚相差不大，其聚沉能力随着离子水合半径的减小而增加。沉能力随着离子水合半径的减小而增加。如如:一价正离子一价正离子(对负溶胶溶胶)聚沉能力：聚沉能力：H+Cs+Rb+NH4+K+Na+Li+一价一价负离子离子(对正溶胶正溶胶)聚沉能力：聚沉能力：F-Cl-Br-I-OH-23.n（二）加入（二）加入带相反相反电荷的溶胶荷的溶胶 带相反相反电荷的溶胶有相互聚沉能力。例如，用明荷的溶胶有相互聚沉能力。例如，用明矾净水。水。n（三）加（三）加热 加加热增加了胶粒的运增加了胶粒的运动速度和碰撞机会，同速度和碰撞机会，同时降降低了它低了它对离子的吸附作用，从而降低了胶粒所离子的吸附作用，从而降低了胶粒所带电荷的荷的电量和水化程度，使溶胶在碰撞中聚沉。量和水化程度，使溶胶在碰撞中聚沉。例如：例如：As2S3溶胶加溶胶加热至沸，析出淡黄色至沸，析出淡黄色As2S3沉沉淀。淀。24.n1.下列四种电解质对某种AgCl溶胶的临界聚沉浓度（mmolL-1）分别是：NaNO3(300)，Na2SO4（295），MgCl2(25)，AlCl3(0.5)，则该种AgCl溶胶的类型和胶粒所带电荷的电性分别是（）nA.正溶胶、正电性 B.正溶胶、负电性nC.中性溶胶、电中性 D.负溶胶、正电性nE.负溶胶、负电性答案：E25.2.溶胶具有相对稳定性的原因是（）A.布朗运动 B.带有相同电荷的胶粒间的静电斥力 C.胶粒表面水合膜的保护作用 D.A、B和C 3.现有甲、乙、丙、丁和Fe(OH)3五种溶胶，把甲与丙、乙与丁、丙与丁、丙与Fe(OH)3溶胶两两混合，均发生聚沉现象，那末，胶粒带负电荷的溶胶是（）A.甲和乙 B.乙和丙 C.甲和丁 D.甲和丙E.乙和丁答案：D、B26.4.某溶胶在电泳时胶粒向阳极移动，将该溶胶分别加入到蔗糖溶液 氯化钠溶液 硅酸溶胶 氢氧化铁溶胶中，不发生聚沉的是（）nA.和 B.和nC.和 D.和nE.和答案：Cn5.胶体的本质特征是 n A.Tyndall现象 B.胶粒带电n C.胶粒直径为1100nm D.布朗运动答案：C27.第二节 高分子化合物n 高分子化合物的相高分子化合物的相对分子分子质量很大，通常量很大，通常为104106。它的。它的许多性多性质都与相都与相对分子分子质量大有关。量大有关。n 可分可分为天然高分子天然高分子(蛋白蛋白质、核酸、淀粉、糖元、核酸、淀粉、糖元、纤维素素)和合成高分子和合成高分子(塑料、橡胶等塑料、橡胶等)。n 高分子化合物能自高分子化合物能自动分散到合适的分散介分散到合适的分散介质中形成中形成均匀的溶液，均匀的溶液，为均相系均相系统，在，在热力学上是力学上是稳定的定的-与与真溶液相似。粒子直径大小与溶胶相似真溶液相似。粒子直径大小与溶胶相似-扩散速率慢，散速率慢，不能透不能透过半透膜。半透膜。28.一、高分子化合物的概念n高分子化合物概念：单个分子相对分子量在一万以上的大分子。q 蛋白质、核酸、糖原、存在体液中重要物质；人体肌肉、组织；又如天然橡胶等q 据来源 可分为天然的和合成的29.表表2-1 高分子溶液与溶胶性高分子溶液与溶胶性质的比的比较 高分子溶液高分子溶液 溶溶 胶胶 胶粒是胶粒是单个的高分子化合物个的高分子化合物分分散散相相与与分分散散介介质亲和和力力强均均相相分分散散系系统，Tyndall现象象不明不明显稳定定系系统，加加入入少少量量电解解质无影响，加大量无影响，加大量电解解质凝聚凝聚粘度和渗透粘度和渗透压较大大胶粒由胶粒由许多分子聚集而成多分子聚集而成分分散散相相与与分分散散介介质亲和和力力小小非非均均相相分分散散系系统，Tyndall现象明象明显不不稳定定系系统，加加入入少少量量电解解质后即可后即可产生聚沉生聚沉粘度和渗透粘度和渗透压较小小二、高分子化合物溶液的形成和特征30.n在溶胶中加入一定量的高分子，能在溶胶中加入一定量的高分子，能显著提高溶胶的著提高溶胶的稳定性，定性，这种种现象称象称为高分子高分子对溶胶的保溶胶的保护作用作用。n原因是：高分子物原因是：高分子物质吸附在溶胶粒子表面，包吸附在溶胶粒子表面，包围住胶粒，住胶粒，形成一形成一层高分子保高分子保护膜，使其膜，使其对介介质的的亲和力加和力加强，阻止，阻止了胶粒之了胶粒之间的直接接触，从而增的直接接触，从而增强了溶胶的了溶胶的稳定性。定性。n但有但有时，加入少量的高分子溶液，不但起不到保，加入少量的高分子溶液，不但起不到保护作用，作用，反而降低了溶胶的反而降低了溶胶的稳定性，甚至定性，甚至发生聚沉，生聚沉，这种种现象称作象称作敏化作用敏化作用。原因是：原因是：浓度低度低时，无法将胶体，无法将胶体颗粒表面完全覆盖，一个粒表面完全覆盖，一个高分子高分子长链可同可同时吸附多个胶粒，把胶粒聚集起来吸附多个胶粒，把胶粒聚集起来产生沉生沉淀。淀。三、高分子溶液三、高分子溶液对溶胶的保溶胶的保护作用和敏作用和敏化作用化作用31.高分子物高分子物质对溶胶保溶胶保护作用（作用（a a）和敏化作用（和敏化作用（b b）示意）示意图 32.第三节 凝胶q高分子溶液粘度变大，失去流动性，形成有网状结构的半固态物质，称为凝胶（gel）。q刚性凝胶：粒子间交联强，网状骨架坚固，若将其干燥，网孔中的液体可被驱出，凝胶的体积和外形无明显变化。q弹性凝胶：由柔性高分子化合物形成，干燥后，体积明显缩小，有弹性，再放到合适的液体中，它又会溶胀变大，甚至完全溶解。33.第四第四节 物物质的表面的表面现象象n两相接触的分界面称为界面。若其中一相为气相，则称为表面。一切界面上发生的现象，统称为表面现象。34.气相气相 液体内部及表层分子受力情况示意图液相液相35.一、表面一、表面张力和表面能力和表面能n表面表面张力：力：指向液体内部的引力把液体分子从其指向液体内部的引力把液体分子从其表面拉到内部，即表面的一种抵抗表面拉到内部，即表面的一种抵抗扩张的力。的力。用用表示，表示，单位位N/m。n表面能：表面能：把分子从内部移往界面必把分子从内部移往界面必须克服吸引力克服吸引力而消耗一定量的功，而消耗一定量的功，这个功称个功称为表面能。表面能。36.二、表面活性物二、表面活性物质表面活性物质：能显著降低水的表面张力的物质非表面活性物质：使水的表面张力升高或略微降低的物质。正吸附：若溶液表面吸附的溶质能降低溶剂表面张力，则溶液表层将保留更多的溶质分子，其表层浓度大于溶液内部的溶质浓度，这种吸附称为正吸附。负吸附：若增大溶剂的表面张力，溶液表层则排斥溶质，使其尽量进人溶液内部，此时溶液表层溶质的浓度小于其内部浓度，这种吸附叫负吸附。表面活性物表面活性物质在溶液中形成正吸附；而非表面活性物在溶液中形成正吸附；而非表面活性物质在溶液中形成在溶液中形成负吸附。吸附。37.结构构特特征征：表表面面活活性性剂一一般般具具有有两两类性性质相相反反的的两两亲性基性基团。一一类为疏疏水水性性或或亲脂脂性性基基团，为非非极极性性基基团，它它们是一些直是一些直链的或的或带有有侧链的有机的有机烃基；基；另另一一类是是亲水水性性基基团，为极极性性基基团，如如：-OH、-COOH、-NH2、-SH及及-SO2OH等。等。38.