胶体的性质和结构精选文档.ppt

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1、胶体的性质和结构胶体的性质和结构本讲稿第一页，共三十二页分散体系分类分散体系分类按分散相粒子的大小分类按分散相粒子的大小分类 1.分子分散体系分子分散体系 分散相与分散介质以分子或离子形式彼此混溶，没分散相与分散介质以分子或离子形式彼此混溶，没有界面，是有界面，是均匀的单相均匀的单相，分子半径大小在，分子半径大小在10-9 m以下以下。通。通常把这种体系称为真溶液，如常把这种体系称为真溶液，如CuSO4溶液。溶液。2.胶体分散体系胶体分散体系 分散相粒子的半径在分散相粒子的半径在1 nm100 nm之间的体系。目测是均之间的体系。目测是均匀的，但实际是多相不均匀体系。也有的将匀的，但实际是多相

2、不均匀体系。也有的将1 nm 1000 nm之之间的粒子归入胶体范畴。间的粒子归入胶体范畴。3.粗分散体系粗分散体系 当分散相粒子当分散相粒子大于大于1000 nm,目测是混浊不均匀体系，放目测是混浊不均匀体系，放置后会沉淀或分层，如黄河水。置后会沉淀或分层，如黄河水。本讲稿第二页，共三十二页分散体系分类分散体系分类按分散相和介质聚集状态分类按分散相和介质聚集状态分类1.液溶胶液溶胶：将将液体作为分散介质液体作为分散介质所形成的溶胶。所形成的溶胶。A.液液-固溶胶固溶胶:油漆油漆,AgI溶胶溶胶.B.液液-液溶胶液溶胶:牛奶牛奶,石油石油,原原油等乳状液。油等乳状液。C.液液-气溶胶气溶胶:泡

3、沫泡沫 2.固溶胶固溶胶:将固体作为将固体作为分散介质所形成的溶胶。分散介质所形成的溶胶。A.固固-固溶胶固溶胶;有色玻璃有色玻璃,不完全互溶的合金不完全互溶的合金.B.固固-液溶胶液溶胶;珍珠珍珠,某些宝石某些宝石.C.固固-气溶胶气溶胶;泡沫塑料泡沫塑料,沸石沸石.3.气溶胶气溶胶:将气体作为分散介质所形成的溶胶。将气体作为分散介质所形成的溶胶。A.气气-固溶胶固溶胶;烟烟,含尘的空气含尘的空气.B.气气-液溶胶液溶胶;雾雾,云云.本讲稿第三页，共三十二页分散体系分类分散体系分类-按胶体溶液的稳定性分类按胶体溶液的稳定性分类 1.憎液溶胶憎液溶胶:半径在半径在1 nm100 nm之间的难溶

4、物固体粒子分散在液体介质之间的难溶物固体粒子分散在液体介质中，有很大的相界面，易聚沉，中，有很大的相界面，易聚沉，是热力学上的不稳定系统。是热力学上的不稳定系统。一旦将介质蒸发掉，再加入介质就无法再形成溶胶，是一旦将介质蒸发掉，再加入介质就无法再形成溶胶，是 一个一个不可逆系统不可逆系统，如氢氧化铁溶胶、碘化银溶胶等。这是，如氢氧化铁溶胶、碘化银溶胶等。这是胶体分散系胶体分散系统统中主要研究的内容中主要研究的内容.2.亲液溶胶：亲液溶胶：半径落在胶体粒子范围内的大分子溶解在合适的溶剂中，半径落在胶体粒子范围内的大分子溶解在合适的溶剂中，一旦将溶剂蒸发，大分子化合物凝聚，再加入溶剂，又一旦将溶剂

5、蒸发，大分子化合物凝聚，再加入溶剂，又可形成溶胶，可形成溶胶，亲液溶胶是热力学上稳定、可逆的系统。亲液溶胶是热力学上稳定、可逆的系统。本讲稿第四页，共三十二页胶粒带电的原因胶粒带电的原因（1）胶粒在形成过程中，胶核优先吸附某种离子，使胶粒带）胶粒在形成过程中，胶核优先吸附某种离子，使胶粒带电。电。（2）离子型固体电解质形成溶胶时，由于正、负离子溶解离子型固体电解质形成溶胶时，由于正、负离子溶解量不同，使胶粒带电。量不同，使胶粒带电。例如：将例如：将AgIAgI制备溶胶时，由于制备溶胶时，由于AgAg+较小，活动能力强，比较小，活动能力强，比I I-容易容易脱离晶格而进入溶液，使胶粒带负电。脱离

6、晶格而进入溶液，使胶粒带负电。例如：在例如：在AgIAgI溶胶的制备过程中，如果溶胶的制备过程中，如果AgNOAgNO3 3过量，则胶核优先吸附过量，则胶核优先吸附AgAg+离子，使胶粒带正电；如果离子，使胶粒带正电；如果KIKI过量，胶粒带负电。过量，胶粒带负电。（3）可电离的大分子溶胶，由于大分子本身发生电可电离的大分子溶胶，由于大分子本身发生电离，而使胶粒带电。离，而使胶粒带电。例如蛋白质分子，有许多羧基和胺基，在例如蛋白质分子，有许多羧基和胺基，在pH较高的溶液中，较高的溶液中，离解生成离解生成PCOO-离子而负带电；在离子而负带电；在pH较低的溶液中，生成较低的溶液中，生成P-NH3

7、+离离子而带正电。子而带正电。本讲稿第五页，共三十二页电动现象电动现象 胶粒在重力场作用下发生沉降，而产生胶粒在重力场作用下发生沉降，而产生沉降电势沉降电势；带；带电的介质发生流动，则产生电的介质发生流动，则产生流动电势流动电势。这是。这是因动而产生因动而产生电。电。由于胶粒带电，而溶胶是电中性的，则介质带与胶粒由于胶粒带电，而溶胶是电中性的，则介质带与胶粒相反的电荷。在外电场作用下，胶粒和介质分别向带相相反的电荷。在外电场作用下，胶粒和介质分别向带相反电荷的电极移动，就产生了反电荷的电极移动，就产生了电泳电泳和和电渗电渗的电动现象，这的电动现象，这是是因电而运动因电而运动。本讲稿第六页，共三

8、十二页电泳（电泳（electrophoresis）带电带电胶粒胶粒或大分子在外加电场的作用下向带相反电荷的电极或大分子在外加电场的作用下向带相反电荷的电极作作定向移动定向移动的现象称为的现象称为电泳电泳。影响电泳的因素有：带电粒子的大小、形状；粒子表面电荷的影响电泳的因素有：带电粒子的大小、形状；粒子表面电荷的数目；介质中电解质的种类、离子强度，数目；介质中电解质的种类、离子强度，pH值和粘度；电泳的温值和粘度；电泳的温度和外加电压等。度和外加电压等。从电泳现象可以获得胶粒或大分子的结构、大小和形状从电泳现象可以获得胶粒或大分子的结构、大小和形状等有关信息。等有关信息。本讲稿第七页，共三十二页

9、 在外加电场作用下带电的介质通过多孔膜或半径为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外加电解质对电渗速度影响显著，随着电解质浓度的增加，显著，随着电解质浓度的增加，电渗速度降低，甚至会改变电电渗速度降低，甚至会改变电渗的方向。渗的方向。电渗方法有许多实际应用，如溶胶净化、海水淡化、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。泥炭和染料的干燥等。电渗（电渗（electro-osmosis)如果多孔膜吸附阴离子，则介质如果多孔膜吸附阴离子，则介质带正电，通电时

10、向阴极移动；反之带正电，通电时向阴极移动；反之多孔膜吸附阳离子，带负电的介质多孔膜吸附阳离子，带负电的介质向阳极移动。向阳极移动。本讲稿第八页，共三十二页 含有离子的液体在加压或重力等外力的作用下，流经多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为流动电势流动电势流动电势、沉降电势流动电势、沉降电势 管壁吸附某种离子，使固体表面带电，电荷从固体到液体有个管壁吸附某种离子，使固体表面带电，电荷从固体到液体有个分布梯度。当外力迫使扩散层移动时，流动层与固体表面之间会分布梯度。当外力迫使扩

11、散层移动时，流动层与固体表面之间会产生电势差，流速很快时有时会产生电火花。产生电势差，流速很快时有时会产生电火花。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。电解质，增加介质电导，防止流动电势可能引发的事故。在重力场的作用下，带电的分散相在重力场的作用下，带电的分散相粒子粒子，在分散介质，在分散介质中中迅速沉降迅速沉降时，使底层与表面层的粒子浓度悬殊，从而产时，使底层与表面层的粒子浓度悬殊，从而产生电势差，这就是生电势差，这就是沉降电势沉降电势。贮油罐中的油内常会有水滴，水滴的沉降

12、会形成很高的电势差，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。油中有时会引发事故。油中加入有机电解质加入有机电解质，降低沉降电势。，降低沉降电势。本讲稿第九页，共三十二页 当固体与液体接触时，可以是固体从溶液中选择性当固体与液体接触时，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，使离子进入溶液，在界面上形成了双电层的结构。在界面上形成了双电层的结构。胶粒的双电层结构胶粒的双电层结构由于正、负离子静电吸引和热运动两由于正、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

13、有种效应的结果，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、二个离子厚度称为距约一、二个离子厚度称为紧密层紧密层；另一部分离子按一定的浓度梯度扩另一部分离子按一定的浓度梯度扩散到本体溶液中，离子的分布可用散到本体溶液中，离子的分布可用玻兹曼公式表示，称为玻兹曼公式表示，称为扩散层扩散层。双电层由紧密层和扩散层构成。双电层由紧密层和扩散层构成。滑动面滑动面为为AB面。面。本讲稿第十页，共三十二页电动电势（电动电势（electrokinetic potential）电电势势总是比热力学电总是比热力学电势势0 0低，外加电解质会使低，外加电解质会使 电电

14、势势变小甚至改变符号。只有在质点移动时才显示出变小甚至改变符号。只有在质点移动时才显示出 电电势势，所以又称，所以又称电动电势电动电势。带电的固体或胶粒在移动时，带电的固体或胶粒在移动时，移动的滑动面与液体本移动的滑动面与液体本体之间的电位差称为电动电势，体之间的电位差称为电动电势，亦称为亦称为 电势。电势。测定了电泳速率测定了电泳速率 u 可以用下式求出可以用下式求出 电势电势:式式中中的的数数值值对对球球状状胶胶粒粒取取6、对对棒棒状状胶胶粒粒取取4。u为为电电泳泳速速率率，E 是是电电场场强强度度；，r分分别别是是分分散散介介质质的的粘粘度度和和相相对对电电容容率率，0为真空电容率。为真

15、空电容率。本讲稿第十一页，共三十二页例例 电泳实验测得电泳实验测得Sb3S3溶胶在电压溶胶在电压210V下通电下通电36分分12秒，使秒，使溶胶界面向阳极移动溶胶界面向阳极移动3.20cm。已知两极相距。已知两极相距38.5cm,该溶胶该溶胶分散介质的粘度分散介质的粘度 Pa s,相对电容率相对电容率r=81.1，真空电，真空电容率容率0=8.8510-12 F m-1。试计算。试计算Sb3S3溶胶的溶胶的 电势。电势。解：解：取取4，代入得：，代入得：由于溶胶界面向阳极移动，故胶粒带负电，因而由于溶胶界面向阳极移动，故胶粒带负电，因而 本讲稿第十二页，共三十二页胶粒的结构胶粒的结构 胶粒的结

16、构比较复杂，先有一定量的难溶物分子聚结形胶粒的结构比较复杂，先有一定量的难溶物分子聚结形成胶粒的中心，称为成胶粒的中心，称为胶核胶核；然后胶核选择性的吸附稳定；然后胶核选择性的吸附稳定剂中的一种离子，形成紧密吸附层；由于正、负电荷相剂中的一种离子，形成紧密吸附层；由于正、负电荷相吸，在紧密层外形成反号离子的包围圈，从而形成了带吸，在紧密层外形成反号离子的包围圈，从而形成了带与紧密层相同电荷的与紧密层相同电荷的胶粒；胶粒；胶粒与扩散层中的反号离子，形胶粒与扩散层中的反号离子，形成一个电中性的成一个电中性的胶团胶团 胶核吸附离子是有选择性的，首先吸附与胶核中相胶核吸附离子是有选择性的，首先吸附与胶

17、核中相同的某种离子，用同离子效应使胶核不易溶解。若无同的某种离子，用同离子效应使胶核不易溶解。若无相同离子，则首先吸附水化能力较弱的负离子，所以相同离子，则首先吸附水化能力较弱的负离子，所以自然界中的胶粒大多带负电，如泥浆水、豆浆等都是自然界中的胶粒大多带负电，如泥浆水、豆浆等都是负溶胶。负溶胶。本讲稿第十三页，共三十二页胶粒的结构胶粒的结构例例1：AgNO3+KIKNO3 +AgI 过量的过量的 KI 作稳定剂。作稳定剂。结构式结构式：(AgI)m n I (n-x)K+x xK+|_|_|例例2：AgNO3+KIKNO3 +AgI 过量的过量的 AgNO3 作稳定剂作稳定剂(AgI)m n

18、 Ag+(n-x)NO3x+x NO3本讲稿第十四页，共三十二页胶粒的形状胶粒的形状聚苯乙烯胶乳 (球形)V2O5 溶胶 (带状)Fe(OH)3 溶胶 (丝状)胶粒的形状对胶体性质有重要影响。质点为球形的，胶粒的形状对胶体性质有重要影响。质点为球形的，流动性较好；若为带状的，则流动性较差，易产生触变流动性较好；若为带状的，则流动性较差，易产生触变现象。现象。本讲稿第十五页，共三十二页 溶胶的稳定性溶胶的稳定性 由于胶团双电由于胶团双电层结构的存在，胶层结构的存在，胶粒都带有相同的电粒都带有相同的电荷，相互排斥，故荷，相互排斥，故不易聚结。这是使不易聚结。这是使溶胶稳定存在的最溶胶稳定存在的最重

19、要原因。重要原因。胶粒的胶粒的 Brown 运动使溶胶不致因重力而沉降，即运动使溶胶不致因重力而沉降，即所谓的动力稳定性。所谓的动力稳定性。在胶团的双电层中的反离子都是水化的，水化在胶团的双电层中的反离子都是水化的，水化膜阻止了胶粒互相碰撞而使胶粒合并变大。膜阻止了胶粒互相碰撞而使胶粒合并变大。本讲稿第十六页，共三十二页 影响溶胶聚沉的一些因素影响溶胶聚沉的一些因素 (1)外加电解质的作用外加电解质的作用:这影响最大，主要影响胶粒的带电情况，这影响最大，主要影响胶粒的带电情况，使使 电势下降，促使胶粒聚结。电势下降，促使胶粒聚结。(2)溶胶的相互作用：将正溶胶和负溶胶互相混合，也能发生溶胶的相

20、互作用：将正溶胶和负溶胶互相混合，也能发生相互聚沉作用。相互聚沉作用。(3)大分子溶液的保护作用大分子溶液的保护作用:由于大分子化合物吸附由于大分子化合物吸附(明胶、明胶、蛋白质等蛋白质等)在胶粒的表面上，提高了胶粒对水的亲和力在胶粒的表面上，提高了胶粒对水的亲和力.（加入大分子溶液太少时，会促使溶胶的聚沉，称为敏化加入大分子溶液太少时，会促使溶胶的聚沉，称为敏化作用）作用）(4)溶胶浓度的影响溶胶浓度的影响:浓度增加，粒子碰撞机会增多。浓度增加，粒子碰撞机会增多。(5)温度的影响温度的影响:温度升高，粒子碰撞机会增多，碰撞强度增加。温度升高，粒子碰撞机会增多，碰撞强度增加。本讲稿第十七页，共

21、三十二页聚沉值与聚沉能力聚沉值与聚沉能力聚沉值聚沉值：使一定量的溶胶在一定时间内完全聚沉：使一定量的溶胶在一定时间内完全聚沉所需电解质的最小浓度。对同一溶胶，外加电解质的离子价所需电解质的最小浓度。对同一溶胶，外加电解质的离子价数越低，其聚沉值越大。数越低，其聚沉值越大。聚沉能力聚沉能力：是聚沉值的倒数。聚沉值越大的电解质，是聚沉值的倒数。聚沉值越大的电解质，聚沉能力越小；反之，聚沉能力越强。聚沉能力越小；反之，聚沉能力越强。表：表：不同电解质的聚沉值（不同电解质的聚沉值（mmol.dm-3）AgI（负溶胶）（负溶胶）Al2O3（正溶胶）（正溶胶）NaNO3 140 NaCl 43.5 Ca(

22、NO3)2 2.40 K2SO4 0.30 Al(NO3)3 0.067 K3Fe(CN)6 0.08本讲稿第十八页，共三十二页外加电解质对溶胶聚沉作用的影响外加电解质对溶胶聚沉作用的影响（1）聚沉能力主要决定于胶粒带相反电荷的离子的价数。聚沉能力主要决定于胶粒带相反电荷的离子的价数。聚沉值与异电性离子价数的六次方成反比，这就是聚沉值与异电性离子价数的六次方成反比，这就是Schulze-Hardy规则规则。例如，对于给定的溶胶，异电性离子分别为一、例如，对于给定的溶胶，异电性离子分别为一、二、三价，则聚沉值的比例为：二、三价，则聚沉值的比例为：100 1.6 0.14（2）与胶粒带相反电荷的离

23、子就是价数相同，其与胶粒带相反电荷的离子就是价数相同，其聚沉能力也有差异。聚沉能力也有差异。感胶离子序（感胶离子序（lyotropic series)。对胶粒带负电的溶胶，一价阳离子硝酸盐的聚沉能力次序对胶粒带负电的溶胶，一价阳离子硝酸盐的聚沉能力次序为：为：H+Cs+Rb+NH4+K+Na+Li+对带正电的胶粒，一价阴离子的钾盐的聚沉能力次序为：对带正电的胶粒，一价阴离子的钾盐的聚沉能力次序为：F-Cl-Br-NO3-I-本讲稿第十九页，共三十二页（3）有机化合物的离子都有非常强的聚沉能力，特别是一有机化合物的离子都有非常强的聚沉能力，特别是一些称为大分子絮凝剂的表面活性物质（如脂肪酸盐）和

24、聚些称为大分子絮凝剂的表面活性物质（如脂肪酸盐）和聚酰胺类化合物的离子对于破坏溶胶非常有效，这已经应用酰胺类化合物的离子对于破坏溶胶非常有效，这已经应用在工业上以及土壤改良等方面。在工业上以及土壤改良等方面。（4）当与胶体带相反电荷的离子相同时，则另一同）当与胶体带相反电荷的离子相同时，则另一同性离子的价数也会影响聚沉值，价数愈高，聚沉能力性离子的价数也会影响聚沉值，价数愈高，聚沉能力愈低。这可能与这些同性离子的吸附作用有关。愈低。这可能与这些同性离子的吸附作用有关。外加电解质对溶胶聚沉作用的影响外加电解质对溶胶聚沉作用的影响 例如，对亚铁氰化铜溶胶的聚沉值：例如，对亚铁氰化铜溶胶的聚沉值：K

25、Br 为为 27.5 。而而 K4Fe(CN)6 为为 260.0 。本讲稿第二十页，共三十二页Tyndall效应效应 1869年年Tyndall发现，若令一束会聚光通过溶胶，从发现，若令一束会聚光通过溶胶，从与光束垂直的方向可以看到一个发光的圆锥体，这就是与光束垂直的方向可以看到一个发光的圆锥体，这就是Tyndall效应效应。其他分散体系也会产生一点散射光，但远。其他分散体系也会产生一点散射光，但远不如溶胶显著。不如溶胶显著。本讲稿第二十一页，共三十二页 溶胶的光学性质溶胶的光学性质 散射光的强度与入射光波长的四次方成反比，因此，当散射光的强度与入射光波长的四次方成反比，因此，当白光照射溶胶

26、时，从垂直于入射光方向看，散射光呈蓝紫色；白光照射溶胶时，从垂直于入射光方向看，散射光呈蓝紫色；而透过光呈橙红色。而透过光呈橙红色。散射光强度与粒子的体积平方成正比，只有溶胶才有明显的散散射光强度与粒子的体积平方成正比，只有溶胶才有明显的散射光产生射光产生(丁达尔效应丁达尔效应)。散射光的强度散射光的强度(浊度浊度)和粒子浓度成正比。和粒子浓度成正比。当分散相与分散介质折射率相差越大时，散射光越强。当分散相与分散介质折射率相差越大时，散射光越强。Rayleigh公式公式本讲稿第二十二页，共三十二页超显微镜的特点超显微镜的特点 普通显微镜分辨率不高，只能分辨出半径在普通显微镜分辨率不高，只能分辨

27、出半径在200 nm以上以上的粒子，所以看不到胶体粒子。的粒子，所以看不到胶体粒子。超显微镜分辨率高，可以研究半径为超显微镜分辨率高，可以研究半径为5150 nm的粒子。但是，的粒子。但是，超显微镜观察的不是胶粒本身，而是观察超显微镜观察的不是胶粒本身，而是观察胶粒发出的散射光。是目前研究憎液溶胶非常有用的手段胶粒发出的散射光。是目前研究憎液溶胶非常有用的手段之一。之一。目镜在黑目镜在黑暗的背景上暗的背景上看到的是看到的是胶胶粒发出的的粒发出的的散射光散射光。本讲稿第二十三页，共三十二页溶胶的动力性质溶胶的动力性质-Brown运动运动 分散介质的分子由于热运动不断地从各个方面同时冲击胶分散介质

28、的分子由于热运动不断地从各个方面同时冲击胶粒，由于胶粒很小，在某一瞬间，它所受冲击力不会相互抵消，粒，由于胶粒很小，在某一瞬间，它所受冲击力不会相互抵消，因而使它在不同时刻以不同速度、不同方向作不规则的运动，因而使它在不同时刻以不同速度、不同方向作不规则的运动，Brown运动是系统中分子固有热运动的体现。运动是系统中分子固有热运动的体现。当半径大于当半径大于5 m，Brown运动消失运动消失。本讲稿第二十四页，共三十二页溶胶的动力性质溶胶的动力性质-扩散扩散 由于溶胶有由于溶胶有Brown运动，因此与真溶液一样，在有浓差的运动，因此与真溶液一样，在有浓差的情况下，会发生由高浓度处向低浓度处的扩

29、散情况下，会发生由高浓度处向低浓度处的扩散:其中其中L是是Avogadro常数，常数，R是气体常数。从测量结果可是气体常数。从测量结果可知知,溶胶的扩散系数的数量级约为溶胶的扩散系数的数量级约为10-11m2 s-1,而真溶液约为而真溶液约为10-9m2 s-1，两者相差约百倍。，两者相差约百倍。但因溶胶粒子比普通分子大得多，热运动也弱得多，因但因溶胶粒子比普通分子大得多，热运动也弱得多，因此扩散慢得多。此扩散慢得多。Einstein曾导出了如下关系式：曾导出了如下关系式：(Fick第一定律第一定律)本讲稿第二十五页，共三十二页沉降沉降(sedimentation)与沉降平衡与沉降平衡 如果溶

30、胶粒子的密度比分散介质的密度大，那么在重力场如果溶胶粒子的密度比分散介质的密度大，那么在重力场作用下粒子就有向下沉降的趋势，而扩散将促使浓度趋于均一。作用下粒子就有向下沉降的趋势，而扩散将促使浓度趋于均一。当这两种效果相反的作用相等时，粒子随高度的分布形成稳定当这两种效果相反的作用相等时，粒子随高度的分布形成稳定的浓度梯度，达到平衡状态，这种状态称为沉降平衡。粒子体的浓度梯度，达到平衡状态，这种状态称为沉降平衡。粒子体积大小均一的溶胶达到沉降平衡时，其浓度随高度分布的规律积大小均一的溶胶达到沉降平衡时，其浓度随高度分布的规律符合下列关系：符合下列关系：其中其中 和和 分别是高度为分别是高度为

31、和和 处粒子的浓度，处粒子的浓度，和和 分别是分散相和分散介质的密度，分别是分散相和分散介质的密度，是单个粒子的体是单个粒子的体积，积，是重力加速度。由该式可看出，粒子的体积越大，是重力加速度。由该式可看出，粒子的体积越大，分散相与分散介质的密度差越大，达到沉降平衡时粒子的分散相与分散介质的密度差越大，达到沉降平衡时粒子的浓度梯度也越大浓度梯度也越大。本讲稿第二十六页，共三十二页溶胶的制备与净化溶胶的制备与净化溶胶的制备溶胶的制备 （1 1）分散法分散法 1.1.研磨法研磨法 2.2.胶溶法胶溶法 3.3.超声波分散法超声波分散法 4.4.电弧法电弧法（2 2）凝聚法凝聚法 1.1.化学凝聚法

32、化学凝聚法 2.2.物理凝聚法物理凝聚法溶胶的净化溶胶的净化 （1 1）渗析法渗析法（2 2）超过滤法超过滤法本讲稿第二十七页，共三十二页溶胶的制备溶胶的制备-胶溶法胶溶法 胶溶法胶溶法又称又称解胶法解胶法，仅仅是将新鲜的凝聚胶粒重新分，仅仅是将新鲜的凝聚胶粒重新分散在介质中形成溶胶，并加入适当的稳定剂。散在介质中形成溶胶，并加入适当的稳定剂。这种稳定剂又称这种稳定剂又称胶溶剂胶溶剂。根据胶核所能吸附的离子而。根据胶核所能吸附的离子而选用合适的电解质作胶溶剂。选用合适的电解质作胶溶剂。这种方法一般用在化学凝聚法制溶胶时，为了将多余的电这种方法一般用在化学凝聚法制溶胶时，为了将多余的电解质离子去

33、掉，先将胶粒过滤，洗涤，然后尽快分散在含有胶解质离子去掉，先将胶粒过滤，洗涤，然后尽快分散在含有胶溶剂的介质中，形成溶胶。溶剂的介质中，形成溶胶。AgCl (新鲜沉淀）新鲜沉淀）AgCl(溶胶）溶胶）Fe(OH)3（新鲜沉淀）（新鲜沉淀）Fe(OH)3(溶胶）溶胶）本讲稿第二十八页，共三十二页溶胶的制备溶胶的制备-超声分散法超声分散法 这种方法目前只用来制备乳状液。这种方法目前只用来制备乳状液。如图所示，将分散如图所示，将分散相和分散介质两种不混相和分散介质两种不混溶的液体放在样品管溶的液体放在样品管4 4中。中。样品管固定在变压器油样品管固定在变压器油浴中。浴中。在两个电极上通入高在两个电极

34、上通入高频电流，使电极中间的石频电流，使电极中间的石英片发生机械振荡，使管英片发生机械振荡，使管中的两个液相均匀地混合中的两个液相均匀地混合成乳状液。成乳状液。本讲稿第二十九页，共三十二页溶胶的制备溶胶的制备-电弧法电弧法 电弧法主要用于制备金、电弧法主要用于制备金、银、铂等金属溶胶。制备银、铂等金属溶胶。制备过程包括先分散后凝聚两过程包括先分散后凝聚两个过程。将金属做成两个个过程。将金属做成两个电极，浸在水中，盛水的电极，浸在水中，盛水的盘子放在冷浴中。在水中盘子放在冷浴中。在水中加入少量加入少量NaOH 作为稳定作为稳定剂剂 制备时在两电极上施加制备时在两电极上施加 100V 左右的直流电

35、，调节电极之左右的直流电，调节电极之间的距离，使之发生电火花，这时表面金属蒸发，是分散间的距离，使之发生电火花，这时表面金属蒸发，是分散过程，接着金属蒸气立即被水冷却而凝聚为胶粒。过程，接着金属蒸气立即被水冷却而凝聚为胶粒。本讲稿第三十页，共三十二页 简单渗析简单渗析 将需要净化的将需要净化的溶胶放在羊皮纸或动物膀溶胶放在羊皮纸或动物膀胱等半透膜制成的容器内，胱等半透膜制成的容器内，膜外放纯溶剂膜外放纯溶剂.利用浓差利用浓差因素，多余的电解质离子因素，多余的电解质离子不断向膜外渗透，经常更不断向膜外渗透，经常更换溶剂，就可以净化半透换溶剂，就可以净化半透膜容器内的溶胶。膜容器内的溶胶。溶胶的净化溶胶的净化-渗析法 将装有溶胶的半透膜容器旋转，可以加快渗析速度。将装有溶胶的半透膜容器旋转，可以加快渗析速度。本讲稿第三十一页，共三十二页为了加快渗析速度，在装有溶胶的半透膜两侧外加一为了加快渗析速度，在装有溶胶的半透膜两侧外加一个电场，使多余的电解质离子向相应的电极作定向移个电场，使多余的电解质离子向相应的电极作定向移动。溶剂水不断自动更换，这样可以提高净化速度。动。溶剂水不断自动更换，这样可以提高净化速度。这种方法称为电渗析法。这种方法称为电渗析法。溶胶的净化溶胶的净化-电渗析电渗析本讲稿第三十二页，共三十二页