1、第九章第九章 膠體分散系統(tǒng)膠體分散系統(tǒng)研究對象：高度分散的多相系統(tǒng)。研究對象：高度分散的多相系統(tǒng)。分散系統(tǒng)：一種或幾種物質被分散到另一種物質分散系統(tǒng)：一種或幾種物質被分散到另一種物質中所形成的系統(tǒng)中所形成的系統(tǒng) 分散相（分散相（disperse phasedisperse phase）：）：以非連續(xù)形式存在非連續(xù)形式存在的被分散的物質。的被分散的物質。分散介質分散介質(disperse medium)(disperse medium)：以連續(xù)相形式存以連續(xù)相形式存在的物質。在的物質。分散系統(tǒng)的分類分散系統(tǒng)的分類 分散系統(tǒng)分散系統(tǒng)分散相半徑分散相半徑/n/nm均相系統(tǒng)均相系統(tǒng)小分子溶液小分子溶液

2、 100膠體（膠體（colloid）：分散相粒徑在）：分散相粒徑在1100 nm之間的分散系統(tǒng)。之間的分散系統(tǒng)。大分子溶液：大分子溶液：親液膠體（均相熱力學穩(wěn)定系統(tǒng)）（第十章）親液膠體（均相熱力學穩(wěn)定系統(tǒng)）（第十章）超微分散系統(tǒng)：超微分散系統(tǒng)：憎液膠體（溶膠）（多相熱力學不穩(wěn)定系統(tǒng)）憎液膠體（溶膠）（多相熱力學不穩(wěn)定系統(tǒng)） （1）親液膠體）親液膠體大（高）分子化合物的溶液通常屬于親液膠體大（高）分子化合物的溶液通常屬于親液膠體 它是分子溶液，但其分子的大小已經到達膠體的范它是分子溶液，但其分子的大小已經到達膠體的范圍，因此具有膠體的一些特性（例如：擴散慢，不透過半圍，因此具有膠體的一些特性（例

3、如：擴散慢，不透過半透膜，有透膜，有Tyndall效應等等）效應等等） 若設法去除大分子溶液的溶劑使它沉淀，重新再加若設法去除大分子溶液的溶劑使它沉淀，重新再加入溶劑后大分子化合物又可以自動再分散，因而它是入溶劑后大分子化合物又可以自動再分散，因而它是熱力熱力學中穩(wěn)定、可逆的系統(tǒng)。學中穩(wěn)定、可逆的系統(tǒng)。 分散系統(tǒng)的分類分散系統(tǒng)的分類分散系統(tǒng)的分類分散系統(tǒng)的分類 （2）憎液膠體）憎液膠體 系統(tǒng)具有很大的相界面，很高的表面系統(tǒng)具有很大的相界面，很高的表面Gibbs自由能，自由能，很不穩(wěn)定，極易被破壞而聚沉很不穩(wěn)定，極易被破壞而聚沉 簡稱溶膠，由難溶物分散在分散介質中所形成，粒簡稱溶膠，由難溶物分散

4、在分散介質中所形成，粒子都是由很大數目的分子構成，大小不等子都是由很大數目的分子構成，大小不等 聚沉之后往往不能恢復原態(tài)，因而是聚沉之后往往不能恢復原態(tài)，因而是熱力學中的不熱力學中的不穩(wěn)定和不可逆系統(tǒng)。穩(wěn)定和不可逆系統(tǒng)。 本章主要討論憎液膠體本章主要討論憎液膠體 所謂宏觀是指研究對象的尺寸很大，其下限是人的肉所謂宏觀是指研究對象的尺寸很大，其下限是人的肉眼可以觀察到的最小物體（半徑大于眼可以觀察到的最小物體（半徑大于1微米），而上限則微米），而上限則是無限的。是無限的。 所謂微觀是指上限為原子、分子，而下限則是一個無所謂微觀是指上限為原子、分子，而下限則是一個無下限的時空。下限的時空。 在宏觀

5、世界與微觀世界之間，有一個介觀世界，在在宏觀世界與微觀世界之間，有一個介觀世界，在膠體和表面化學中所涉及的超細微粒，其大小、尺寸在膠體和表面化學中所涉及的超細微粒，其大小、尺寸在1nm-100nm之間，基本上歸屬于介觀領域。之間，基本上歸屬于介觀領域。分散系統(tǒng)的分類分散系統(tǒng)的分類第一節(jié)第一節(jié) 溶膠的分類和基本特征溶膠的分類和基本特征一一. . 溶膠分類溶膠分類二二. . 溶膠的基本特性溶膠的基本特性一一. 溶膠分類溶膠分類按分散相與分散介質聚集狀態(tài)分類（列舉）按分散相與分散介質聚集狀態(tài)分類（列舉） 分散相的粒徑分散相的粒徑100 nm100 nm時，屬粗分散系統(tǒng)時，屬粗分散系統(tǒng) 本章主要討論的

6、是液溶膠，特別是液液溶膠和液本章主要討論的是液溶膠，特別是液液溶膠和液固溶膠。固溶膠。氣氣液液固固氣溶膠氣溶膠液溶膠液溶膠固溶膠固溶膠介質：介質：霧霧煙煙泡沫泡沫牛奶牛奶油漆油漆沸石沸石珍珠珍珠有色玻璃有色玻璃二二. 基本特性基本特性溶膠是一定條件下形成的特殊狀態(tài)，并非物質的本性，如溶膠是一定條件下形成的特殊狀態(tài)，并非物質的本性，如 NaCl有機有機膠體膠體NaCl溶液溶液 水水硫磺硫磺水水溶膠溶膠真溶液真溶液乙醇乙醇這種特殊狀態(tài)，有三個基本特征這種特殊狀態(tài)，有三個基本特征 1. 特定分散度特定分散度（高分散性）（高分散性）1100 nm 2. 相不均勻性相不均勻性（多相性）（多相性） 3.

7、熱力學不穩(wěn)定性熱力學不穩(wěn)定性 （聚結不穩(wěn)定性）（聚結不穩(wěn)定性）高分散度，巨大表面積和表面能，有自發(fā)聚集傾向，以降低高分散度，巨大表面積和表面能，有自發(fā)聚集傾向，以降低表面能表面能 第二節(jié)第二節(jié) 溶膠的制備和凈化溶膠的制備和凈化一. 溶膠的制備二. 溶膠的凈化三. 均分散膠體四. 納米粒子和納米技術二種途徑：二種途徑： 溶膠溶膠1100 nm 小分子真溶液小分子真溶液 100 nm 分散分散 凝聚凝聚 一. 溶膠的制備注意注意：（1）分散介質的選擇：選擇難溶解的液體。）分散介質的選擇：選擇難溶解的液體。（2）須加入穩(wěn)定劑（適量電解質）。）須加入穩(wěn)定劑（適量電解質）。（1）研磨法（膠體磨）：機械粉

8、碎法，適用于脆性物質的粉）研磨法（膠體磨）：機械粉碎法，適用于脆性物質的粉碎，對于柔韌性的物質須先進行硬化再進行研磨。碎，對于柔韌性的物質須先進行硬化再進行研磨。（2）氣流粉碎法（氣流粉碎機）：粉碎程度可達）氣流粉碎法（氣流粉碎機）：粉碎程度可達1m以下。以下。（3）超聲波分散法）超聲波分散法（4）膠溶法）膠溶法 （解膠法）：將暫時聚集起來的分散相重新分散（解膠法）：將暫時聚集起來的分散相重新分散在介質中形成溶膠，并加入適當的穩(wěn)定劑。在介質中形成溶膠，并加入適當的穩(wěn)定劑。一. 溶膠的制備（一）分散法制備溶膠（一）分散法制備溶膠基本屬于基本屬于物理法物理法，是用適當的手段將大塊物質或粗分散的，是

9、用適當的手段將大塊物質或粗分散的物質在有物質在有穩(wěn)定劑存在穩(wěn)定劑存在的情況下分散成溶膠。的情況下分散成溶膠。（二）凝聚法制備溶膠（二）凝聚法制備溶膠 （1） 物理凝聚法物理凝聚法 如鈉的苯溶膠制備如鈉的苯溶膠制備 接真空泵接真空泵液態(tài)空氣液態(tài)空氣鈉鈉苯苯苯苯接受管接受管點擊此處演示一. 溶膠的制備利用適當的物理過程將小分子凝聚為膠體分散系統(tǒng)的一種方法。如利用蒸氣驟冷使某些物質凝聚成膠體粒子。蒸氣凝聚的儀器示意圖蒸氣凝聚的儀器示意圖一一. 溶膠的制備溶膠的制備（2） 化學凝聚法化學凝聚法 凡能有沉淀析出的化學反應都可能用來制備相應溶膠凡能有沉淀析出的化學反應都可能用來制備相應溶膠 323FeCl

10、3H OFe(OH)3HCl （3）改變溶劑法）改變溶劑法 利用物質在不同溶劑中溶解度的顯著差別來制備溶膠，而利用物質在不同溶劑中溶解度的顯著差別來制備溶膠，而且且兩種溶劑要能完全互溶兩種溶劑要能完全互溶。 （3）改變溶劑法）改變溶劑法 使溶質的溶解度驟變，從溶液中分離出來凝聚成溶膠。如使溶質的溶解度驟變，從溶液中分離出來凝聚成溶膠。如 松香在乙醇中：松香在乙醇中：溶溶 水水點擊此處演示水中：水中：不溶不溶 溶膠溶膠 一. 溶膠的制備二二. 溶膠的凈化溶膠的凈化 溶溶膠膠溶膠溶膠化學法制備的溶膠，往往含有過多的電解質化學法制備的溶膠，往往含有過多的電解質 一定量電解質是溶膠穩(wěn)定的必要條件一定量

11、電解質是溶膠穩(wěn)定的必要條件 過量電解質使溶膠不穩(wěn)定過量電解質使溶膠不穩(wěn)定1 滲析法（滲析法（dialysis） 普通滲析普通滲析 半透膜半透膜電滲析電滲析 (electro dialysis) 水水+半透膜半透膜水水水水三三. 溶膠凈化溶膠凈化 2 超過濾法（超過濾法（ultrafiltration method）：）：用孔徑細小的半用孔徑細小的半透膜在加壓或吸濾的情況下將膠粒與介質分開。小分子電透膜在加壓或吸濾的情況下將膠粒與介質分開。小分子電解質濾去，再用介質重新分散解質濾去，再用介質重新分散 。注意：得到的膠粒應立注意：得到的膠粒應立即分散到新的介質中，以防結塊。即分散到新的介質中，以防

12、結塊。減壓過濾減壓過濾 加壓過濾加壓過濾 真空泵真空泵壓縮空氣壓縮空氣半透膜半透膜半透膜半透膜三均勻分散膠體（三均勻分散膠體（monodispersed colloid） 均勻分散膠體是粒子形狀相同，尺寸基本一致的膠體，有均勻分散膠體是粒子形狀相同，尺寸基本一致的膠體，有廣泛的應用廣泛的應用 制備需滿足的條件：制備需滿足的條件： (1) 暴發(fā)性成核，使速率暴發(fā)性成核，使速率r晶核形成晶核形成r晶體長大晶體長大 (2) 同步長大同步長大 應用：應用： (1) 驗證基本理論驗證基本理論 (2) 理想的標準材料理想的標準材料 (3) 新材料新材料 (4) 催化劑性能的改進催化劑性能的改進 (5) 制

13、造特種陶瓷制造特種陶瓷四四. 納米粒子和納米技術納米粒子和納米技術 納米粒子：納米粒子：尺度為尺度為1100 nm之間的粒子，處于原子簇和宏之間的粒子，處于原子簇和宏觀物體之間，屬于介觀系統(tǒng)。觀物體之間，屬于介觀系統(tǒng)。 1. 納米粒子的結構和特性納米粒子的結構和特性(1) 小尺寸效應小尺寸效應 (2) 表面效應表面效應 (3) 量子尺寸效應量子尺寸效應 (4) 宏觀量子隧道效應宏觀量子隧道效應2納米粒子的制備方法納米粒子的制備方法基本方法與制備憎液溶膠雷同基本方法與制備憎液溶膠雷同 四四. 納米粒子和納米技術納米粒子和納米技術 2納米粒子的制備方法納米粒子的制備方法納米組裝材料的制備技術納米組

14、裝材料的制備技術 (1)自組織技術自組織技術: 借助分子間的弱作用力和協(xié)同作用，自動借助分子間的弱作用力和協(xié)同作用，自動地將分子組裝成特定結構。地將分子組裝成特定結構。 (2)模板合成法：模板合成法：首先制備一個納米尺度的籠子，使反應首先制備一個納米尺度的籠子，使反應在在“納米籠納米籠”中進行，籠作為模板，決定產物的大小中進行，籠作為模板，決定產物的大小和形狀。和形狀。3納米技術在藥學中的應用納米技術在藥學中的應用 難溶性藥物的納米口服、注射制劑：吸收顯著提高；難溶性藥物的納米口服、注射制劑：吸收顯著提高；納米緩控釋給藥系統(tǒng)：載藥量高、作用時間長；納米緩控釋給藥系統(tǒng)：載藥量高、作用時間長；載藥

15、納米粒：靶向定位給藥，減少不良反應。載藥納米粒：靶向定位給藥，減少不良反應。第三節(jié)第三節(jié) 溶膠的動力性質溶膠的動力性質熱運動熱運動擴散，布朗運動擴散，布朗運動 重力場重力場重力降沉和平衡重力降沉和平衡 離心力場離心力場離心降沉和平衡離心降沉和平衡 電學性質電學性質 光學性質光學性質 動力性質動力性質溶膠性質溶膠性質 第三節(jié)第三節(jié) 溶膠的動力性質溶膠的動力性質一一. Brown. Brown運動與運動與EinsteinEinstein方程方程二二. . 擴散和滲透擴散和滲透三三. . 重力沉降與沉降平衡重力沉降與沉降平衡一一. Browm運動與運動與Einstein方程方程Browm運動：運動：

16、溶膠粒子在介質中無規(guī)則的運動溶膠粒子在介質中無規(guī)則的運動 原因：原因：粒子受各個方向介質分子的撞擊粒子受各個方向介質分子的撞擊撞擊的動量不能完全抵消而移動撞擊的動量不能完全抵消而移動 分子熱運動的宏觀表現。分子熱運動的宏觀表現。 Einstein公式：公式：Brown運動平均位移運動平均位移的計算的計算 x rtLRTx3 其關系：其關系： 若在時間若在時間 t 內觀察布朗運動位移內觀察布朗運動位移 ，xx很容易在超顯微鏡下觀察，由此可求得溶膠粒子半徑很容易在超顯微鏡下觀察，由此可求得溶膠粒子半徑 x16RTDLr 二二. 擴散和滲透擴散和滲透 擴散：擴散：溶質從高濃度（溶質從高濃度（ 大）向

17、低濃度（大）向低濃度（ 小）移動的現象。小）移動的現象。 結果結果Gibbs能能G ，熵，熵S ，是自發(fā)進行的過程，是自發(fā)進行的過程 。 擴散速度與濃梯關系擴散速度與濃梯關系Fick第一定律第一定律 dxdcADdtdn mol s1 擴散系數擴散系數 面積面積 濃度梯度濃度梯度 1擴散擴散 擴散系數與擴散系數與Brown運動平均位移關系：運動平均位移關系：Dtx22 Einstein-Brown運動位移方程運動位移方程EinsteinEinstein擴擴散系數方程散系數方程343MrL滲透壓：滲透壓：半透膜兩側的壓差半透膜兩側的壓差 =p2p1平衡時兩側化學勢相等平衡時兩側化學勢相等可導出稀

18、溶液的可導出稀溶液的 = cRT( c: mol/m3 ) 二二. 擴散和滲透擴散和滲透2滲透（滲透（osmosis） 滲透：滲透：溶劑通過半透膜（對溶質不通透）向溶質高濃度區(qū)移動的溶劑通過半透膜（對溶質不通透）向溶質高濃度區(qū)移動的現象現象 （對溶劑而言，濃度從高（對溶劑而言，濃度從高低）低） 溶劑溶劑溶液溶液半透膜半透膜（只容許溶劑通過）（只容許溶劑通過）滲透壓滲透壓p1p2滲透壓滲透壓 = p2 p1反滲透：反滲透：施加外壓，使溶劑分施加外壓，使溶劑分子從溶液一側透過半透子從溶液一側透過半透膜進入純溶劑一側膜進入純溶劑一側 Vant Hoff公式公式二二. 擴散和滲透擴散和滲透例例 金溶膠

19、濃度為金溶膠濃度為2 g dm 3,介質粘度為介質粘度為0.00l Pa s。已知膠粒半徑。已知膠粒半徑為為1.3 nm，金的密度為，金的密度為19.3 103 kg m 3。計算金溶膠在。計算金溶膠在25 C時時(1) 擴散系數擴散系數,(2) 布朗運動移動布朗運動移動0.5 mm的時間的時間,(3) 滲透壓。滲透壓。解解 (1) (1) 擴散系數擴散系數1210923sm 106791 103100106100236298314861 .rLRTD (2) s 7441067912)1050(210232 .Dxt二二. 擴散和滲透擴散和滲透例例 金溶膠濃度為金溶膠濃度為2 g dm 3,

20、介質粘度為介質粘度為0.00l Pa s。已知膠粒半徑。已知膠粒半徑為為1.3 nm，金的密度為，金的密度為19.3 103 kg m 3。計算金溶膠在。計算金溶膠在25 C時時(1) 擴散系數擴散系數,(2) 布朗運動移動布朗運動移動0.5 mm的時間的時間,(3) 滲透壓。滲透壓。解解 (1) (1) 1210sm 106791 .D(2) s 744 t(3) 將濃度將濃度2 g dm 3轉換為轉換為體積摩爾濃度，體積摩爾濃度，LrVWVMWVnc 334 01870010023610319)1031(341223339. mol m-3 =cRT=0.01870 8.314 298.1

21、6=46.34 Pa三三. 重力沉降與沉降平衡重力沉降與沉降平衡溶膠粒子在外力場作用下的定向移動稱沉降（溶膠粒子在外力場作用下的定向移動稱沉降（sedimentation） 沉降沉降粒子濃集粒子濃集 擴散擴散粒子分散粒子分散 粒子小，力場弱粒子小，力場弱擴散擴散 粒子大或力場強粒子大或力場強沉降沉降 擴散沉降相當擴散沉降相當平衡平衡 沉降與擴散是兩個相對抗的運動沉降與擴散是兩個相對抗的運動 兩者對抗有三種形態(tài)兩者對抗有三種形態(tài) 三三. 重力沉降與沉降平衡重力沉降與沉降平衡1. 重力沉降重力沉降 重力場：不強的力場，粗分散系可有明顯沉降重力場：不強的力場，粗分散系可有明顯沉降 平衡平衡力力： F

22、沉沉 = F阻阻 F沉沉 = F重重 F浮浮= V g V 0g F沉沉 F阻阻 gr0334 F阻阻= 6 r v（球形沉降粒子）（球形沉降粒子） 6 r v gr0334 沉降速度沉降速度 沉降分析法，測沉降分析法，測v求粒徑求粒徑r (2) 落球式粘度計，測落球式粘度計，測v求求 應用應用 grv0292 （ 107m r 波長波長散射：粒徑散射：粒徑 0 x過量反離子過量反離子x吸附同號吸附同號大離子大離子Stern模型在數學定量處理上還有困難，一般仍用擴散雙電層模型在數學定量處理上還有困難，一般仍用擴散雙電層模型處理，只是用模型處理，只是用 代替代替 0 0 0 四四. 電動電勢的計

23、算電動電勢的計算溶膠電動電勢的大小決定其在電場中運動速度，因而可通過溶膠電動電勢的大小決定其在電場中運動速度，因而可通過測定電泳速度求得測定電泳速度求得 平衡力：平衡力： F阻阻= F電電 F電電= q E （電量（電量 電場強度）電場強度） F阻阻= 6 r v （球形膠粒球形膠粒）qE= 6 r v F電電F阻阻球形帶電體球形帶電體表面電荷表面電荷q 與雙電層電勢與雙電層電勢 的的 關系：關系： rqr041 rEvrr0641 0真空介電常數真空介電常數= 8.85 1012 C2 m2 N1 r相對介電常數（無單位），水相對介電常數（無單位），水 r=81 rq1. 電泳速度求算電動電

24、勢電泳速度求算電動電勢四四. 電動電勢的計算電動電勢的計算球形帶電體表面電勢球形帶電體表面電勢 與電量與電量 q 關系：關系： rqr041 rEvrr0641 動電位計算式：動電位計算式： 969 10rvE 受粒子大小和形狀的影響受粒子大小和形狀的影響 球形較大，或平板形，或棒形作校正球形較大，或平板形，或棒形作校正 Evr94109 球形粒子球形粒子棒形粒子棒形粒子v：電泳速度（：電泳速度（m/s）E：電場強度（：電場強度（V/m）四四. 電動電勢的計算電動電勢的計算2. 電泳實驗方法電泳實驗方法界面移動電泳：界面移動電泳：觀測溶膠界面在電場中的移動觀測溶膠界面在電場中的移動 顯微電泳：

25、顯微電泳：顯微鏡下直接對粒子的運動進行測定顯微鏡下直接對粒子的運動進行測定 +dPt電極電極溶膠溶膠輔助液輔助液第六節(jié) 溶膠的穩(wěn)定性和聚沉作用溶膠的穩(wěn)定性和聚沉作用二二. . 溶膠的穩(wěn)定性溶膠的穩(wěn)定性四四. . 溶膠的聚沉溶膠的聚沉三三. . 溶膠穩(wěn)定性理論溶膠穩(wěn)定性理論一一. . 膠束結構膠束結構膠團結構式：膠團結構式：(膠核膠核)m n定位離子定位離子 （nx）內反離子）內反離子 x外反離子外反離子 一一. 膠束結構膠束結構定位離子按定位離子按Fajans規(guī)則確定規(guī)則確定 定位離子定位離子 Stern面面 滑動面滑動面 膠核膠核 吸附層吸附層 擴散層擴散層膠粒膠粒 膠團膠團 （膠束）（膠束

26、）一一. 膠束結構膠束結構例例1 Fe (OH)3溶膠溶膠 結構式：結構式：例例2 AgI 溶膠溶膠 制備制備1：AgNO3 + KI (過量過量) AgI + KNO3 結構式：結構式：(AgI)m 制備制備2：AgNO3 (過量過量) + KI AgI + KNO3 結構式：結構式：(AgI)m 制備：制備：FeCl3 + H2O Fe (OH)3 + H+ + ClFe (OH)3 (部分部分) + H+ FeO+ +H2O( Fe (OH)3 )m n FeO+ (n-x) Cl xClK+ + I n I (n-x) K+ x K+（負溶膠）（負溶膠）Ag+ + NO3 n Ag+

27、(n-x) NO3 x NO3（正溶膠（正溶膠)練習：練習：混合等體積的混合等體積的0.1 mo1dm-3KI和和0.09 mo1dm-3AgNO3溶液所得的溶膠，試寫出該膠團的結構式；并指明溶液所得的溶膠，試寫出該膠團的結構式；并指明電泳方向。電泳方向。結構式：結構式：(AgI)m n I (n-x) K+ x K+（負溶膠）（負溶膠）膠粒膠粒 膠團膠團 （膠束）（膠束）擴散層擴散層吸附層吸附層膠核膠核膠粒帶負電，往正極移動膠粒帶負電，往正極移動 動力穩(wěn)定性動力穩(wěn)定性（擴散力（擴散力）：擴散，：擴散，Brown運動，有利穩(wěn)定運動，有利穩(wěn)定粒徑越小、介質粘度越大，越使溶膠穩(wěn)定粒徑越小、介質粘度

28、越大，越使溶膠穩(wěn)定二二. 溶膠的穩(wěn)定性溶膠的穩(wěn)定性 2029rvg 穩(wěn)定溶膠的因素穩(wěn)定溶膠的因素 ：熱力學因素：熱力學因素：高分散度，比表面能大，有自發(fā)聚集傾向高分散度，比表面能大，有自發(fā)聚集傾向 2. 表面帶電（靜電斥力）表面帶電（靜電斥力）：帶電后的電性斥力，是溶膠：帶電后的電性斥力，是溶膠穩(wěn)定的主要原因，穩(wěn)定的主要原因，電勢越大，溶膠越穩(wěn)定。電勢越大，溶膠越穩(wěn)定。擴散力取決于溶膠粒子的分散度，靜電排斥力及水化膜斥力取擴散力取決于溶膠粒子的分散度，靜電排斥力及水化膜斥力取決于滑動面的電荷密度，后者是溶膠穩(wěn)定的最主要原因。決于滑動面的電荷密度，后者是溶膠穩(wěn)定的最主要原因。3. 溶劑化溶劑化（

29、水化膜斥力水化膜斥力 ）：降低表面能，有利穩(wěn)定：降低表面能，有利穩(wěn)定三三. 溶膠穩(wěn)定性理論溶膠穩(wěn)定性理論(1) Van der Walls 引力（遠程力）引力（遠程力） (2) 靜電斥力（近程力）靜電斥力（近程力） 兩者總結果，形成兩者總結果，形成能壘能壘，是溶膠的穩(wěn)定點，是溶膠的穩(wěn)定點 H勢能勢能VVba1VH 1. 膠粒之間的作用力和勢能曲線膠粒之間的作用力和勢能曲線 HV e20rV = Va+ Vr捷亞金（捷亞金（Deitjaguin）和蘭道）和蘭道(Landau), 維韋（維韋（Verwey）和歐）和歐弗比克弗比克(Overbeek)-DLVO理論理論三三. 溶膠穩(wěn)定性理論溶膠穩(wěn)定性

30、理論(1) 溶膠穩(wěn)定性原因：溶膠穩(wěn)定性原因：需克服勢壘需克服勢壘 (2) 表面電勢對穩(wěn)定性影響表面電勢對穩(wěn)定性影響 H勢能勢能VVbHV1a 2DLVO理論對溶膠穩(wěn)定性的解釋理論對溶膠穩(wěn)定性的解釋HV e20r勢壘勢壘Vb：1520 kJ mol 1 增加表面電勢，斥力勢能增加表面電勢，斥力勢能 ，勢壘高度，勢壘高度 ，有利于穩(wěn)定，有利于穩(wěn)定 (3) 電解質對穩(wěn)定性影響電解質對穩(wěn)定性影響 過量電解質壓縮雙電層，過量電解質壓縮雙電層， 值值 ，斥力勢能，斥力勢能 ，不利于穩(wěn)定，不利于穩(wěn)定 (4) 反離子價數對穩(wěn)定性影響反離子價數對穩(wěn)定性影響 總勢能總勢能V=0時電解質的濃度時電解質的濃度c與其價

31、數與其價數z的關系：的關系：61zc 熱運動：熱運動：TkB23常溫下常溫下 ，3.7kJ mol 1 四四. 溶膠的聚沉溶膠的聚沉電解質影響溶膠電性，溶膠對其十分敏感電解質影響溶膠電性，溶膠對其十分敏感 適量電解質是溶膠穩(wěn)定必要條件適量電解質是溶膠穩(wěn)定必要條件 適量定位離子使溶膠荷電而穩(wěn)定（制備時不可凈化過度）適量定位離子使溶膠荷電而穩(wěn)定（制備時不可凈化過度） 過多電解質使溶膠發(fā)生聚沉過多電解質使溶膠發(fā)生聚沉 聚沉原因：反離子壓縮雙電層，使聚沉原因：反離子壓縮雙電層，使 ， ， = 0時最不穩(wěn)定時最不穩(wěn)定 聚沉值聚沉值：使一定量溶膠在一定時間內完全聚沉所需電解質：使一定量溶膠在一定時間內完全

32、聚沉所需電解質的最低濃度，又稱臨界聚沉濃度。的最低濃度，又稱臨界聚沉濃度。電解質的聚沉值越小，聚沉能力越大。電解質的聚沉值越小，聚沉能力越大。 聚沉（聚沉（coagulation）：）：溶膠聚結沉降現象。溶膠聚結沉降現象。 1電解質對溶膠穩(wěn)定性的影響電解質對溶膠穩(wěn)定性的影響四四. 溶膠的聚沉溶膠的聚沉不同電解質不同電解質聚沉能力聚沉能力不同，可用不同，可用聚沉值聚沉值來衡量，其規(guī)律有來衡量，其規(guī)律有 (1) 反離子：反離子： 價數：價數： 1價價: 2價價: 3價價 = 6631:21:1 同價：水化半徑越小，越易靠近質點，聚沉能力越強同價：水化半徑越小，越易靠近質點，聚沉能力越強 (2) 同

33、號離子：同號離子：對溶膠有穩(wěn)定作用，價數越高作用越強對溶膠有穩(wěn)定作用，價數越高作用越強 1電解質對溶膠穩(wěn)定性的影響電解質對溶膠穩(wěn)定性的影響舒爾茨舒爾茨-哈迪（哈迪（Schulze-Hardy）價數規(guī)則：）價數規(guī)則：電解質中能使電解質中能使溶膠發(fā)生聚沉的離子，是與溶膠粒子帶電符號相反的離子溶膠發(fā)生聚沉的離子，是與溶膠粒子帶電符號相反的離子（反離子），反離子的價數越高，聚沉能力越大。（反離子），反離子的價數越高，聚沉能力越大。由于由于AgNO3 過量，膠粒帶正電，其結構式如下：過量，膠粒帶正電，其結構式如下：(AgCl)m nAg+ (n-x )NO3 - xNO3 -負離子對聚沉起主要作用。負離

34、子價數越高，其聚沉能力越大。負離子對聚沉起主要作用。負離子價數越高，其聚沉能力越大。對于相同負離子的電解質，正離子價數越高，其對正膠粒的穩(wěn)對于相同負離子的電解質，正離子價數越高，其對正膠粒的穩(wěn)定能力越強。因此，電解質聚沉能力的順序為：定能力越強。因此，電解質聚沉能力的順序為：四四. 溶膠的聚沉溶膠的聚沉思考：思考：混合等體積混合等體積0.08 moldm-3的的KCl 和和0.1 moldm-3 的的AgNO3 溶溶液制備液制備AgCl 溶膠，試比較電解質溶膠，試比較電解質CaCl2、Na2SO4、MgSO4 對該溶膠的聚沉能力。對該溶膠的聚沉能力。Na2SO4 MgSO4 CaCl2四四.

35、溶膠的聚沉溶膠的聚沉(3) 有機化合物的離子有機化合物的離子：通常有很強吸附能力，有很強的聚沉：通常有很強吸附能力，有很強的聚沉能力能力 (4) 不規(guī)則聚沉：不規(guī)則聚沉：在逐漸增加電解質濃度的過程中，溶膠發(fā)生在逐漸增加電解質濃度的過程中，溶膠發(fā)生聚沉、分散、再聚沉的現象。溶膠聚沉、分散、再聚沉的現象。溶膠對高價反離子強烈吸附的對高價反離子強烈吸附的結果結果 2溶膠的相互聚沉作用溶膠的相互聚沉作用1電解質對溶膠穩(wěn)定性的影響電解質對溶膠穩(wěn)定性的影響帶相反電荷的溶膠互相混合發(fā)生聚沉帶相反電荷的溶膠互相混合發(fā)生聚沉 四四. 溶膠的聚沉溶膠的聚沉(1) 保護作用：保護作用：有足量的大分子化合物有足量的大

36、分子化合物 原因：高分子覆蓋溶膠表面可起保護作用原因：高分子覆蓋溶膠表面可起保護作用 應用：如墨汁，油漆，照相乳劑應用：如墨汁，油漆，照相乳劑(2) 絮凝作用絮凝作用：少量少量大分子化合物大分子化合物 原因：大分子的搭橋效應、脫水效應、電中和效應原因：大分子的搭橋效應、脫水效應、電中和效應 應用：如污水處理，選礦，土壤改造，造紙應用：如污水處理，選礦，土壤改造，造紙 優(yōu)點：效率高，絮塊大，沉降快，具選擇性優(yōu)點：效率高，絮塊大，沉降快，具選擇性 停靠基團停靠基團穩(wěn)定基團穩(wěn)定基團3大分子化合物的作用大分子化合物的作用絮凝物：疏松的棉絮狀沉淀絮凝物：疏松的棉絮狀沉淀 第七節(jié)第七節(jié) 乳狀液及微乳狀液乳

37、狀液及微乳狀液一一. . 乳狀乳狀液液二二. . 微乳狀液微乳狀液一一. 乳狀液乳狀液類型：類型：水包油（水包油（O/W）、油包水（）、油包水（W/O） 復復 乳（乳（ O/W /O、 W/O /W） 1乳狀液的類型乳狀液的類型乳狀液：一乳狀液：一種或幾種液體以液珠形式高度分散在另一種不互溶種或幾種液體以液珠形式高度分散在另一種不互溶的液體之中，形成的分散系統(tǒng)稱為乳狀液的液體之中，形成的分散系統(tǒng)稱為乳狀液(emulsion)。 內相：內相：分散相分散相外相：外相：分散介質分散介質水水油油水水油油一一. 乳狀液乳狀液穩(wěn)定乳劑穩(wěn)定乳劑(1) 降低界面張力：處于較低能量狀態(tài)降低界面張力：處于較低能量

38、狀態(tài) (2) 形成界面膜：形成一定機械強度形成界面膜：形成一定機械強度 (3) 形成雙電層：形成雙電層：離子型表面活性離子型表面活性作為乳化劑使液滴表面具作為乳化劑使液滴表面具有雙電層結構，電性斥力有雙電層結構，電性斥力 2乳化劑的作用乳化劑的作用鑒別類型方法鑒別類型方法:稀釋法稀釋法 ：能被外相稀釋。能被水相稀釋，為：能被外相稀釋。能被水相稀釋，為O/W型；能被型；能被油相稀釋，為油相稀釋，為W/O型型 染色法染色法 ：外相被油性染料染色，為：外相被油性染料染色，為W/O型；外相被水性染型；外相被水性染料染色，為料染色，為O/W型型電導法：電導大，為電導法：電導大，為O/W型；電導小，為型；電導小，為W/O型型 一一. 乳狀液乳狀液(4) 固體粉末的穩(wěn)定作用：有些固體粉末吸附在油水界面上，固體粉末的穩(wěn)定作用：有些固體粉末吸附在油水界面上，形成良好界面膜形成良好界面膜 ，起到乳化劑的作用。，起到乳化劑的作用。 對固體粉末潤濕性好的液體形成乳狀液的外相。對固體粉末潤濕性好的液體形成乳狀液的外相。 親水性固體粉末：親水性固體粉末：O/W型乳狀液型乳狀液 親油性固體粉末：親油性固體粉末：W/O型乳狀液型乳狀液 2乳化劑的作用乳化劑的作用3決定乳狀液類型的因素決定乳狀液類型的因素(1) 乳化劑的界面張力：乳化劑的界面張力