浙江科技大学：《物理化学》课程教学课件（打印版）第12章 胶体化学（3/3）

胶体化学逻辑结构ZHEIANGUNIVERSTYOSCIENCE&TECHNOLOGY悬浮液DLVO理论乳状液聚沉与稳定粗分散系统分散系统聚沉原理泡沫分析应用气溶胶溶胶丁铎尔效应胶体的光学性质胶体高分子溶液布朗运动缔合胶体胶体的动力性质扩散沉降平衡溶胶的电学性质电泳亥姆霍兹模型电渗古依-查普曼模型双电层理论电动现象流动电势斯特恩模型沉降电势溶胶结构2Zhang Li-qing2020/5/4

胶体化学复习重点ZHEIANGUNIVERSTYOSCIENATECHNG1.分散系统与胶体系统的分类2.是否热力学稳定系统的判断3.胶体系统的光学性质、动力性质4.溶胶的电学性质5.扩散双电层和电势6. 溶胶的胶团结构7. 溶胶的聚沉8.悬浮液9.乳状液类型10.泡沫11.气溶胶3Zhang Li-qing2020/5/4

1.分散系统与胶体系统HEIANGUNIVERSTYOSCIENCE&TECHNOLOGY分散系统：一种或数种物质分散在另一种物质中所形成的系统。被分散的物质称为分散相，另一种呈连续分布的物质称分散介质。真溶液：d1000mm胶体系统：溶胶：高度分散的多相系统，是热力学不稳定系统。高分子溶液：均相的热力学稳定系统。传统上又称亲液溶胶缔合胶体：表面活性物质缔合形成的胶束分散于介质中得到的胶束溶液。是均相分散的热力学稳定系统粗分散系统：包括悬浮液、乳状液、泡沫、气溶胶等是多相分散的热力学不稳定系统。4Zhang Li-qing2020/5/4

2.胶体系统的光学性质ZHEIANGUNIVERSITYSCIENCYATECHNC光学性质：溶胶系统中，由于光的散射作用产生丁铎尔（Tyndall）效应，又称乳光效应。散射光的强度可用瑞利（Rayleigh）公式计算9元"V2℃n2-n(1+cosa)I.22412n2+2n5Zhang Li-qing2020/5/4

3.胶体系统的动力性质UNIVERSC动力性质：（1）布朗运动：胶体粒子不停的、无规则的热运动称布朗（Brown）运动布朗运动是分子热运动的必然结果，布朗运动的平均位移可用爱因斯坦（Einstein-Brown）公式计算。（2）扩散：胶体系统中，存在浓度梯度时，胶体粒子因布朗运动而发生宏观上的定向迁移现象称为扩散（3）沉降平衡：当胶体粒子密度比分散介质大时，在重力的作用下粒子沉降，使下部浓度高于上部，形成浓度梯度，这一梯度又使粒子由下往上折散。当重力作用和扩散作用相互抗衡，达到稳定状态，称为沉降平衡。Zhang Li-qing2020/5/4

4.溶胶的电学性质ZHFILANGUNIVERSISCIENCE&TECHNO（1）扩散双电层和胶团结构：溶胶粒子①选择性吸附溶液中某种离子；②电离使溶胶粒子表面带电。同时吸引反离子，形成扩散双电层根据溶胶粒子的吸附和扩散双电层特征，写出胶团结构。注意胶团是电中性的。（2）电动电势（电势）：粒子与分散介质产生相对滑移时，紧密吸附的水化离子将与溶胶粒子一起移动，滑移面与分散介质体相间的电势差称电动电势或电势。由于电势，使运动着的溶胶粒子互相排斥，胶体系统得以稳定。用电势来解释静电稳定胶体的稳定与失稳，与DLVO理论完全一致Zhang Li-qing2020/5/4

4.溶胶的电学性质ZHFIANGUNIVERSITYOSCIENCE&TECHNOLOGY（3）电动现象：由于溶胶粒子表面带电，在外电场作用下产生相对运动，称电动现象。电动现象说明，溶胶粒子表面带有电荷。而溶胶粒子带有电荷也正是它能长期存在的原因（液体静止，固体粒子运动）沉降电势电泳在外力下引起外加电场引起相对运动产生相对运动电位差（固相不动，液体移动）流动电势电渗8Zhang Li-qing2020/5/4

4.溶胶的电学性质一斯特恩理论ZHEIANGUNIVERSTYOSCIENCE&TECHNOLOGYStern面表面电势o：也称为热力学电势P称为斯特恩电势电势的大小，反映了胶粒带电的程度0AEp=Psexp(-kx)福距离8Stern模型：固定层十扩散层为滑动面与溶液本体之间的电位差Zhang Li-qing2020/5/4

5.胶体系统的制备、稳定和破坏HFILANGUNIVERSITSCIENCE&TECH胶体系统的制备：主要有两大类方法，一是分散法，二是凝聚法胶体系统的稳定机制：溶胶是高度分散的多相系统，是热力学不稳定系统高分子溶液和缔合胶体中，是高度分散的均相系统，都是热力学稳定系统。静电稳定胶体的稳定机制可以用胶团相互作用的DLVO理论解释，主要考虑分散粒子间范德华引力和静电斥力。胶体系统的破坏：溶胶中分散相粒子失稳后，颗粒絮凝或聚结，进而发生沉淀，成为聚沉。加热、辐射或加入电解质皆可导致溶胶的聚沉10Zhang Li-qing2020/5/4

5.胶体系统的制备、稳定和破坏ZHEIANGUNIVERSTSCIENCE&TECHNOLOGY对于静电稳定胶体，电解质是最敏感的因素。使溶胶发生明显聚沉所需电解质的最少浓度称为该电解质的聚沉值，电解质的聚沉值越小，表明其聚沉能力越大。（1）确定溶胶的正负性，然后确定反离子（2）看反离子的价态，价态越高，聚沉能力越大。（3）同一价态，正离子，半径越小，聚沉能力越小。负离子，半径越小，聚沉能力越大，（4）反离子相同，看同号离子，价态越高，削弱反离子的能力越强在溶胶中加入高分子化合物既可使溶胶稳定，也可能使溶胶聚沉。好的聚沉剂往往是相对分子质量很大的线型聚合物，通过（1）搭桥效应：（2）脱水效应：（3）电中和效应对溶胶起到聚沉作用。11Zhang Li-qing2020/5/4