第三节溶胶 (2)PPT讲稿.ppt

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1、第三节溶胶第三节溶胶第1页，共22页，编辑于2022年，星期二一、溶胶的光学性质一、溶胶的光学性质 1869年物理学家年物理学家Tyndall发现发现第2页，共22页，编辑于2022年，星期二 产生的原因：溶胶粒子的直径产生的原因：溶胶粒子的直径(1100nm)略小于可见光波长略小于可见光波长(400 760nm)，光波会环绕着溶胶粒子向，光波会环绕着溶胶粒子向各个方向散射，散射出来的光称为各个方向散射，散射出来的光称为散射光或乳光。利用丁铎尔现象，散射光或乳光。利用丁铎尔现象，常可以区别溶胶与真溶液、悬浊液常可以区别溶胶与真溶液、悬浊液和高分子溶液。和高分子溶液。第3页，共22页，编辑于20

2、22年，星期二二、溶胶的动力学性质二、溶胶的动力学性质 (一一)布朗运动布朗运动 1827年，植物学家布朗年，植物学家布朗(Brown)发现胶粒在介质中作无规则运动。发现胶粒在介质中作无规则运动。产生的原因：是由于周围分散介产生的原因：是由于周围分散介 质的分子从各个方向以不等的力撞击质的分子从各个方向以不等的力撞击 这些溶胶粒子。因而在每一瞬间粒子这些溶胶粒子。因而在每一瞬间粒子 所受到的合力方向不断改变，所以胶所受到的合力方向不断改变，所以胶 粒处于不断地无秩序运动状态。布朗粒处于不断地无秩序运动状态。布朗 运动是溶胶的特征之一。胶粒越小，运动是溶胶的特征之一。胶粒越小，运动越快，布朗运动

3、越激烈。运动越快，布朗运动越激烈。第4页，共22页，编辑于2022年，星期二(二二)扩散扩散 胶粒将从浓度大的区域向浓度小的胶粒将从浓度大的区域向浓度小的 区域运动，这种现象称为胶粒的扩散。区域运动，这种现象称为胶粒的扩散。浓度差越大，扩散越快。温度愈高溶浓度差越大，扩散越快。温度愈高溶 胶的粘度愈小，愈容易扩散。胶的粘度愈小，愈容易扩散。利用胶粒不能透过半透膜这一性质，利用胶粒不能透过半透膜这一性质，可除去溶胶中的小分子杂质，使溶胶可除去溶胶中的小分子杂质，使溶胶 净化，净化溶胶常用方法是透析净化，净化溶胶常用方法是透析(或渗或渗 析析)。例如，用于尿毒症的。例如，用于尿毒症的“血透血透”疗

4、法。疗法。第5页，共22页，编辑于2022年，星期二(三三)沉降沉降 沉降：分散系中的分散相粒子在重沉降：分散系中的分散相粒子在重 力作用下逐渐下沉的现象。溶胶的胶力作用下逐渐下沉的现象。溶胶的胶 粒较小，质量较轻，沉降和扩散两种粒较小，质量较轻，沉降和扩散两种 作用同时存在。当沉降和扩散这两个作用同时存在。当沉降和扩散这两个 相反作用的速度相等时，即达平衡状相反作用的速度相等时，即达平衡状 态，称为沉降平衡。平衡时，底层浓态，称为沉降平衡。平衡时，底层浓 度最大，但随着高度的增加逐渐降低，度最大，但随着高度的增加逐渐降低，形成了一定的浓度梯度。形成了一定的浓度梯度。第6页，共22页，编辑于2

5、022年，星期二 达到沉降平衡所需的时间与胶粒的达到沉降平衡所需的时间与胶粒的大小有密切关系，为了加速沉降平衡大小有密切关系，为了加速沉降平衡的建立，使用超速离心机，可使溶胶的建立，使用超速离心机，可使溶胶或蛋白质溶液迅速达到沉降平衡。目或蛋白质溶液迅速达到沉降平衡。目前超速离心机广泛用于医学研究中，前超速离心机广泛用于医学研究中，以测定各种蛋白质的分子量及病毒的以测定各种蛋白质的分子量及病毒的分离提纯。分离提纯。第7页，共22页，编辑于2022年，星期二三、溶胶的电学性质三、溶胶的电学性质 (一一)电泳电泳第8页，共22页，编辑于2022年，星期二 电泳：在外电场的作用下，胶粒在电泳：在外电

6、场的作用下，胶粒在 介质中定向移动的现象。介质中定向移动的现象。从电泳方向可以确定胶粒带有什么从电泳方向可以确定胶粒带有什么电荷，电荷，Fe(OH)3胶粒带正电荷。胶粒带正电荷。正溶胶：大多数金属氢氧化物溶胶正溶胶：大多数金属氢氧化物溶胶 向负极迁移向负极迁移,胶粒带正电荷。胶粒带正电荷。负溶胶：大多数金属硫化物、硅胶、负溶胶：大多数金属硫化物、硅胶、金、银等溶胶向正极迁移金、银等溶胶向正极迁移,胶粒带负电荷。胶粒带负电荷。第9页，共22页，编辑于2022年，星期二应用：应用：蛋白质、氨基酸和核酸等物质蛋白质、氨基酸和核酸等物质 的分离和鉴定方面有重要的应的分离和鉴定方面有重要的应 用。例如在

7、临床检验中，应用用。例如在临床检验中，应用 电泳法分离血清中各种蛋白质，电泳法分离血清中各种蛋白质，为疾病的诊断提供依据。为疾病的诊断提供依据。第10页，共22页，编辑于2022年，星期二(二二)胶粒带电的原因胶粒带电的原因 1.选择性吸附选择性吸附 胶核总是选择性的胶核总是选择性的 吸附与其组成相类似的离子。例如，吸附与其组成相类似的离子。例如，用水解法制备用水解法制备Fe(OH)3溶胶时，反溶胶时，反 应式为：应式为：溶液中部分溶液中部分Fe(OH)3与与HCl作用，作用，第11页，共22页，编辑于2022年，星期二 Fe(OH)3胶核就选择性吸附与其胶核就选择性吸附与其 组成类似的组成类

8、似的FeO+而带正电荷。而带正电荷。2.表面分子离解表面分子离解 胶核和介质接触后，表面层上的胶核和介质接触后，表面层上的分子与介质作用而离解，胶核表面分子与介质作用而离解，胶核表面便带相反的电荷。例如硅胶，便带相反的电荷。例如硅胶，可以可以离解为离解为SiO32-和和H+:H+扩散到介质中去，而扩散到介质中去，而SiO32-留在留在 胶核表面，结果使胶粒带负电荷。胶核表面，结果使胶粒带负电荷。第12页，共22页，编辑于2022年，星期二 胶团结构可用简式表示如下：胶团结构可用简式表示如下：胶核胶核吸附层吸附层扩散层扩散层胶粒胶粒胶团胶团(三三)胶粒的双电层结构胶粒的双电层结构第13页，共22

9、页，编辑于2022年，星期二式中，式中，m表示胶核中所含表示胶核中所含Fe(OH)3的的分子数分子数(约为约为103左右左右)，n表示胶核所表示胶核所吸附的吸附的FeO+离子数，离子数，n的数值比的数值比m小小得多，得多，(n-x)表示吸附层中表示吸附层中Cl离子数，离子数，X表示扩散中的表示扩散中的Cl-离子数。由于离子数。由于 ,故胶粒带故胶粒带X个单位正电荷。个单位正电荷。第14页，共22页，编辑于2022年，星期二四、溶胶的稳定性和聚沉四、溶胶的稳定性和聚沉 (一一)稳定性稳定性 溶胶，是一个聚结不稳定体系。溶胶，是一个聚结不稳定体系。具有相对的稳定性，除了胶粒具有相对的稳定性，除了胶

10、粒 的布朗运动起到部分稳定作用的布朗运动起到部分稳定作用 外，主要有下面两个原因：外，主要有下面两个原因：第15页，共22页，编辑于2022年，星期二(1)胶粒带电带电越多，斥力越胶粒带电带电越多，斥力越 大，胶粒就越稳定。大，胶粒就越稳定。(2)水化膜水化膜 胶团具有水化双电层胶团具有水化双电层结结 构，主要方法有下面几种：构，主要方法有下面几种：第16页，共22页，编辑于2022年，星期二(二二)聚沉聚沉 使胶粒聚集成较大颗粒而沉淀使胶粒聚集成较大颗粒而沉淀的过程的过程 1.加入电解质加入电解质 例如在例如在 溶胶溶胶 中加入少量中加入少量 溶液，析出氢溶液，析出氢 氧化铁沉淀。氧化铁沉淀

11、。第17页，共22页，编辑于2022年，星期二聚沉值：使一定量溶胶在一定时间内完聚沉值：使一定量溶胶在一定时间内完全聚沉所需电解质的最小浓度，称为该全聚沉所需电解质的最小浓度，称为该电解质的聚沉值，单位为电解质的聚沉值，单位为 聚沉能力是聚沉值的倒数，聚沉值聚沉能力是聚沉值的倒数，聚沉值 越小，聚沉能力越大。越小，聚沉能力越大。第18页，共22页，编辑于2022年，星期二使溶胶聚沉的电解质有效部分是与使溶胶聚沉的电解质有效部分是与胶粒带相反电荷的离子。实验表明，胶粒带相反电荷的离子。实验表明，与胶粒带相反电荷的同价离子聚沉与胶粒带相反电荷的同价离子聚沉能力几乎相等；当反离子的价数增能力几乎相等

12、；当反离子的价数增高时，聚沉能力急剧增加。高时，聚沉能力急剧增加。第19页，共22页，编辑于2022年，星期二例如，例如，、三种电解质对三种电解质对 溶胶（带负电荷）的聚沉能力溶胶（带负电荷）的聚沉能力的比例为：的比例为：第20页，共22页，编辑于2022年，星期二2.加入带相反电荷的溶胶加入带相反电荷的溶胶 相互聚沉现象：两种带相反电荷相互聚沉现象：两种带相反电荷的溶胶按适当比例混合，也能引起的溶胶按适当比例混合，也能引起溶胶聚沉溶胶聚沉。用明矾净水就是溶胶相互聚沉的用明矾净水就是溶胶相互聚沉的实际应用。实际应用。第21页，共22页，编辑于2022年，星期二3.加热加热 很多溶胶加热发生聚沉。很多溶胶加热发生聚沉。例如，将例如，将 溶胶加热至沸，溶胶加热至沸，就折出黄色的硫化砷沉淀。就折出黄色的硫化砷沉淀。第22页，共22页，编辑于2022年，星期二