2022年物理化学电子教案第十四章-教学课件 .pdf

物理化学电子教案第十四章- 教学课件物理化学电子教案第十四章第十四章 胶体分散体系和大分子溶液14.1 胶体及其基本特性 1.分散相与分散介质 2. 分散体系分类（1）按分散相粒子的大小分类（2）按分散相和介质聚集状态分类（2）按分散相和介质聚集状态分类 （2）按分散相和介质聚集状态分类（3）按胶体溶液的稳定性分类 （3）按胶体溶液的稳定性分类 3. 憎液溶胶的特性 4. 胶团的结构 4. 胶团的结构 4. 胶团的结构 4. 胶团的结构 4. 胶团的结构 4. 胶团的结构 5. 胶粒的形状 5. 胶粒的形状14.2 溶胶的制备与净化 1. 溶胶的制备 1. 溶胶的制备 1. 溶胶的制备 - 研磨法 1. 溶胶的制备- 研磨法 1. 溶胶的制备 - 研磨法 1. 溶胶的制备 - 胶溶法 1. 溶胶的制备 - 胶溶法 1. 溶胶的制备 - 超声分散法 1. 溶胶的制备 - 超声分散法 1.溶胶的制备 - 电弧法 1.溶胶的制备 - 电弧法 1. 溶胶的制备 - 凝聚法 1. 溶胶的制备 - 凝聚法 1. 溶胶的制备 - 凝聚法1. 溶胶的制备 - 凝聚法 1. 溶胶的制备 - 凝聚法 1. 溶胶的制备 -凝聚法 2. 溶胶的净化 2. 溶胶的净化 2. 溶胶的净化 2. 溶胶的净化2. 溶胶的净化 2. 溶胶的净化 2. 溶胶的净化 2. 溶胶的净化14.3 溶胶的动力性质 1. Brown运动 Brownian motion 1. Brown运动Brownian motion 1. Brown运动的本质 1. Brown运动的本质 1. Brown运动的本质 2. 胶粒的扩散 2. 胶粒的扩散 2.1 斐克第一定精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 6 页律（Fick s first law） 2.1 斐克第一定律 （Fick s first law）2.2 斐克第二定律（Fick s second law） 2.2 斐克第二定律（Fick s second law） 2.3 Einstein-Brown位移方程 2.3 Einstein-Brown位移方程 2.3 Einstein-Brown位移方程 3. 溶胶的渗透压 4. 沉降平衡（sedimentation equilibrium） 5. 高度分布定律 5. 高度分布定律 5. 高度分布定律 5. 高度分布定律14.4 溶胶的光学性质 1. 光散射现象 1. 光散射的本质 2. Tyndall效应 2. Tyndall效应 3. Rayleigh公式 3. Rayleigh公式 4. 乳光计原理 5. 浊度（turbidity ） 6. 超显微镜 6. 超显微镜 6. 超显微镜 6. 超显微镜 14.5 溶胶的电学性质 1. 胶粒带电的原因 1. 胶粒带电的原因 2. 电动现象 （1）电泳（electrophoresis） 1.1 Tiselius电泳仪 1.1 Tiselius电泳仪 1.2 界面移动电泳仪 1.2 界面移动电泳仪 1.3 显微电泳仪 1.3 显微电泳仪 1.4 区带电泳1.4 区带电泳 1.4 区带电泳 1.4 区带电泳（2）电渗（electro-osmosis （2）电渗实验（3）流动电势（ streaming potential （3）流动电势（ streaming potential （4）沉降电势sedimentation potential 3. 双电层（ double layer （1）平板型模型 （2）扩散双电层模型（3）Stern 模型 （3）Stern 模型 4. 电动电势及计算（ electrokinetic potential） 4. 电动电势及计算14.6 溶胶的稳定性和聚沉作用 1. 溶胶的稳定性 1. 溶胶的稳定性 2. 影响溶胶稳定性的因素 3. 聚沉值与聚沉能力 4. Schulze-Hardy 规则 5. 电解质对溶胶稳定性的影响 5. 电解质对溶精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 6 页胶稳定性的影响 6. 不同胶体的相互作用 6. 不同胶体的相互作用6. 不同胶体的相互作用 6. 不同胶体的相互作用14.10 大分子溶液 一. 三种溶液性质的比较二. 大分子分类三. 大分子的平均摩尔质量 * 1. 聚合物摩尔质量的表示法 2. 数均摩尔质量 3. 质均摩尔质量 4. Z均摩尔质量 5. 粘均摩尔质量 6. 粘度的类型 7. 用粘度法测定摩尔质量 7. 用粘度法测定摩尔质量14.11 Donnan平衡 1. 大分子电解质的膜平衡 2. 建立膜平衡时的三种情况 2. 建立膜平衡时的三种情况 2. 建立膜平衡时的三种情况 2. 建立膜平衡时的三种情况 2. 建立膜平衡时的三种情况本章结束在光散射法中利用Zimm图而计算出来的大分子摩尔质量称为Z均摩尔质量，它的定义是：式中：用粘度法测定的摩尔质量称为粘均摩尔质量。它的定义是：式中是与溶剂、大分子化合物和温度有关的经验常数。，为分子的质量。 设纯溶剂的粘度为，大分子溶液的粘度为，两者不同的组合得到不同的粘度表示方法： 1.相对粘度 2.增比粘度 3.比浓粘度 4.特性粘度特性粘度是几种粘度中最能反映溶质分子本性的一种物理量，由于它是外推到无限稀释时溶液的性质，已消除了大分子之间相互作用的影响，而且代表了无限稀释溶液中，单位浓度大分子溶液粘度变化的分数。实验方法是先用粘度计测出溶剂和溶液的粘度0 和，再计算相对粘度r 和增比粘度 sp 。当温度、聚合物和溶剂体系选定后，大分子溶液的粘度仅与浓度和聚合物分子的大小有关。如果精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 6 页将凝胶铺在玻板上进行的电泳称为平板电泳。 C.板上电泳在外加电场作用下，带电的介质通过多孔膜或半径为110 nm的毛细管作定向移动，这种现象称为电渗。外加电解质对电渗速度影响显著，随着电解质浓度的增加，电渗速度降低，甚至会改变电渗的方向。电渗方法有许多实际应用，如溶胶净化、海水淡化、 泥炭和染料的干燥等。在 U型管 1,2 中盛电解质溶液，将电极 5,6 接通直流电后，可从有刻度的毛细管 4 中，准确地读出液面的变化。图中， 3 为多孔膜，可以用滤纸、玻璃或棉花等构成；也可以用氧化铝、碳酸钡、AgI 等物质构成。如果多孔膜吸附阴离子，则介质带正电，通电时向阴极移动；反之，多孔膜吸附阳离子，带负电的介质向阳极移动。含有离子的液体在加压或重力等外力的作用下，流经多孔膜或毛细管时会产生电势差。这种因流动而产生的电势称为流动电势。因为管壁会吸附某种离子， 使固体表面带电， 电荷从固体到液体有个分布梯度。在用泵输送原油或易燃化工原料时，要使管道接地或加入油溶性电解质，增加介质电导，防止流动电势可能引发的事故。当外力迫使扩散层移动时， 流动层与固体表面之间会产生电势差，当流速很快时，有时会产生电火花。在重力场的作用下，带电的分散相粒子， 在分散介质中迅速沉降时， 使底层与表面层的粒子浓度悬殊，从而产生电势差， 这就是沉降电势。贮油罐中的油内常会有水滴，水滴的沉降会形成很高的电势差，有时会引发事故。通常在油中加入有机电解质， 增加介质电导，降低沉降电势。当精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 6 页固体与液体接触时， 可以是固体从溶液中选择性吸附某种离子，也可以是固体分子本身发生电离作用而使离子进入溶液，以致使固液两相分别带有不同符号的电荷，在界面上形成了双电层的结构。对于双电层的具体结构， 一百多年来不同学者提出了不同的看法。最早于 1879 年 Helmholz 提出平板型模型； 1910年 Gouy和1913 年 Chapman 修正了平板型模型，提出了扩散双电层模型；后来Stern 又提出了 Stern 模型。亥姆霍兹认为固体的表面电荷与溶液中带相反电荷的（即反离子）构成平行的两层，如同一个平板电容器。整个双电层厚度为 ?0 。固体表面与液体内部的总的电位差即等于热力学电势?0 ，在双电层内，热力学电势呈直线下降。在电场作用下，带电质点和溶液中的反离子分别向相反方向运动。这模型过于简单，由于离子热运动，不可能形成平板电容器。 Gouy和 Chapman 认为，由于正、负离子静电吸引和热运动两种效应的结果，溶液中的反离子只有一部分紧密地排在固体表面附近，相距约一、二个离子厚度称为紧密层；另一部分离子按一定的浓度梯度扩散到本体溶液中，离子的分布可用玻兹曼公式表示，称为扩散层。双电层由紧密层和扩散层构成。移动的切动面为AB面。 Stern对扩散双电层模型作进一步修正。他认为吸附在固体表面的紧密层约有一、二个分子层的厚度，后被称为Stern 层；由反号离子电性中心构成的平面称为 Stern 平面。由于离子的精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 6 页溶剂化作用， 胶粒在移动时， 紧密层会结合一定数量的溶剂分子一起移动，所以滑移的切动面由比Stern 层略右的曲线表示。从固体表面到 Stern 平面，电位从 ?0 直线下降为。在 Stern 模型中，带有溶剂化层的滑移界面与溶液之间的电位差称为电位。在扩散双电层模型中，切动面AB与溶液本体之间的电位差为电位；电位总是比热力学电位低，外加电解质会使电位变小甚至改变符号。 只有在质点移动时才显示出电位，所以又称电动电势。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 6 页