吉林大学：《物理化学》课程教学课件（PPT讲稿）第九章 表面与胶体化学（1/2，图片版）

101 二、胶体溶液 多相分散体系，胶体，是一类物理化学 性质特殊的高度分散体系，是物质以一定 分散程度存在的一种物质状态。 分散系 分散相 被分散的物质 分散介质 胶体：分散相颗粒范围为1nm100nm 为粗分散系

分类（按聚集状态）： 102 分散介质 分散相 名称 举例 L 乳状液 牛奶、人造黄油 g 泡沫 奶酪、灭火用泡沫 溶胶 AgI溶胶、金溶胶 g 雾、云 气溶胶 烟、尘 固态乳状 硅酸凝胶、珍珠 液、凝胶 s g 固体泡沫 泡沫塑料 S 固溶胶 合金、有色玻璃 胶体范围很广，这里主要讨论这类分散系的形 成、破坏及各种物理、化学性质。 下面着重讨论水为分散介质的疏水溶胶 (简称溶胶或胶体溶液)

103 §9.5溶胶的制备与净化 原则上讲任何难溶物皆可制成溶胶，只要分散颗粒的 大小处在限定的范围内即可。 (一)制备 1. 分散法： 研磨法：把粗粒研细，防止小颗粒粘结，加入稳 定剂： 2 胶溶法：把新制备的沉淀物（多是凝胶） 洗涤， 加入适当的电解质作稳定剂； 3 超声波分散法：高频机械振荡使分散均匀

2.凝聚法： 1 化学法： AgNO(稀溶液)+KI(稀溶液)→AgI(溶胶)+KNO 2 变更溶剂法：在不同溶剂中溶解度不同，使之成 胶粒大小析出。例， 松香在乙醇中溶解度大，将乙醇溶 液滴入水中，由于溶解度变低，溶 质以胶粒大小析出形成松香溶胶。 电弧法：把制溶胶的金属制成电极 浸入水中，发生电弧使金属气化， 被水冷却成胶粒

(二)净化 简单渗析 电动相 渗析净化 半透膜只允许分子、 离子通过，胶粒不能透过。 溶胶 电渗折 半透膜 半透膜 电渗析净化 通电使正负离子加速通过 半透膜，提高渗析效率

10d §9.6溶胶的动力性质和光学性质 胶体为一不均匀的多相体系，但有极高的表面自由 能和极大的物理界面，热力学的观点认为是极不稳定 的体系一易于聚沉。但有时又相当稳定，这是因为 高分散胶粒的复杂性，高分散和结构复杂这两个因素 不但稳定了胶体，而且赋予溶胶特殊的性质。 (一)动力性质 ①布朗运动：由于介质分子的热运动不断碰 撞胶粒，使胶粒时时刻刻以不同的速度、沿不同 的方向作无序运动。加入稳定剂可使胶粒不粘结 变大，这种不规则运动使溶胶相对稳定

②扩散和渗透压：由于布朗运动，溶胶有扩散作用 则有渗透压，公式与希溶液相同，=号R n:体积为V的溶胶溶液中溶胶的量（摩尔）。 由于溶胶不稳定，浓度不能很大，因而其扩散和渗 透压都不明显。 ③沉降和沉降平衡：分散系中的颗粒会受重力作用而 沉降，但溶胶的胶粒受重力和布朗运动两个因素的 影响而达成一种平衡，其浓度随高度变化，其变化 关系符合Boltzmann公式。 具有一定浓度梯度的平衡称为沉降平衡，沉降平 衡的公式为：

10 -e- h RT no nn: 高度为h处的粒子密度： n。: 容器底部即h0处粒子的密度： o:青R(Pg于P)gN, R:粒子半径 p密度， g:重力常数， No: 阿氏常数

(三)光学性质 只讨论丁达尔(Tyndall)现象与瑞雷Rayleigh)公式。 束汇聚的光通过胶体溶 液，从侧面可见一光锥，称为 Tyndall现象，产生Tyndal山 红色 现象的原因是由于光散射。 蓝色 光通过分散系时有三种作用：①光的吸 收，CuSO,溶液显蓝色是因为Cu+吸收橙 色光所致。②光的反射，分散系的粒子大 于光的波长，发生反射，使光不能透过， 悬浊液和乳浊液的混浊不透光即是

③光的散射，分散粒子小于光的波长时 会绕过粒子向各方向传播，反生散射。溶 胶的粒子一般小于100nm,小于可见紫 外光波长(400nm),故可见光照射到溶胶 时，溶胶粒子对光散射，这种散射光也称 乳光，就是Tyndall现象。Tyndall现象不 是溶胶特有，真溶液也有，但是十分不明 显，这一现象可用于区分真溶液和溶胶。 可用超显微镜从侧面观察Tyndal1现象以 便研究胶粒的聚沉过程、沉降速度及电泳 现象等。超显微镜是专门用于观察胶粒运 动情况的，目镜中看到的只是粒子散射光 的亮点，并不是胶粒本身