第五章胶体溶液优秀课件.ppt
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1、第五章 胶体溶液第1页,本讲稿共29页学习目标学习目标 理解分散系的概念、分类及特点理解分散系的概念、分类及特点 了解溶胶的重要性质,掌握溶胶的稳定性原因及了解溶胶的重要性质,掌握溶胶的稳定性原因及聚沉方法聚沉方法 了解高分子化合物的概念、特性,理解高分子溶液了解高分子化合物的概念、特性,理解高分子溶液对溶胶的保护作用对溶胶的保护作用 了解凝胶的概念、性质及形成原因,熟悉凝胶在医了解凝胶的概念、性质及形成原因,熟悉凝胶在医学上的意义学上的意义 第2页,本讲稿共29页 第一节第一节 分散系分散系油水油水泥水泥水NaCl溶液溶液分散剂(介质)分散剂(介质)分散相(质)分散相(质)分散系分散系Na+
2、和和Cl-小土粒小土粒小油滴小油滴 水水水水 水水一、分散系的概念一、分散系的概念(一)(一)分散系分散系1.1.分散系:一种物分散系:一种物质(或几种物或几种物质)以以细小粒子,分散到另一种小粒子,分散到另一种物物质里所形成的里所形成的混合物。混合物。2.2.分散相:被分散成分散相:被分散成细小粒子的物小粒子的物质。3.3.分散介分散介质:容:容纳分散相的物分散相的物质。第3页,本讲稿共29页1.相的定义:物理性质和化学性质完全相同的部分称为相。(二)相的概念(二)相的概念3.多相体系:有两个或两个以上相的体系称多相体系:有两个或两个以上相的体系称多相体系。多相体系。2.单相体系:只有一个相
3、的体系称为单相单相体系:只有一个相的体系称为单相体系(或均相体系)体系(或均相体系)油水混合物油水混合物碘酊碘酊第4页,本讲稿共29页二、分散系的分类二、分散系的分类 分散系划分方法:根据分散系划分方法:根据分散质微粒大小分散质微粒大小的不同。的不同。分散质分散质粒子的粒子的直径直径d:10-9m10-910-7m10-9m=1nm(纳米纳米)(100nm)溶液溶液 胶体浊液胶体浊液10-7m第5页,本讲稿共29页分分散散系系溶液溶液(分子或离子)(分子或离子)胶体胶体粗分散系粗分散系悬浊液、乳浊液悬浊液、乳浊液 d1nm 1nmd100nm思考:思考:溶质分散质?溶剂分散剂?溶质分散质?溶剂
4、分散剂?说明:说明:溶质、溶剂概念只适用于溶质、溶剂概念只适用于溶液溶液,而不能用于其它而不能用于其它分散系。分散系。第6页,本讲稿共29页二、分散系的分类二、分散系的分类(一)分子或离子分散系(一)分子或离子分散系 分散相粒子的直径小于1nm(10-9m),以分子、原子或离子状态均匀分散在分散介质中所形成的分散系,称为分子或离子分散系。CuSO4溶液溶液特点u透明透明u均匀、稳定均匀、稳定u能透过滤纸和半透膜能透过滤纸和半透膜氯化钠注射液氯化钠注射液第7页,本讲稿共29页二、分散系的分类二、分散系的分类(二)粗分散系(二)粗分散系分散相粒子直径分散相粒子直径大于大于100nm(10-7m)的
5、分散系称为粗分散系。的分散系称为粗分散系。按分散相状态的不同又分为悬浊液和乳浊液。按分散相状态的不同又分为悬浊液和乳浊液。1.1.悬浊液液固体的小固体的小颗粒分粒分散在液体中所形成的粗分散散在液体中所形成的粗分散系,叫做系,叫做悬浊液。液。2.2.乳乳浊液液液体以微小液体以微小的小液滴分散在另一种互的小液滴分散在另一种互不相溶的液体中所形成的不相溶的液体中所形成的粗分散系称粗分散系称为乳乳浊液。液。油水混合物油水混合物泥水混合物泥水混合物特点u不透明不透明u不均匀、不稳定不均匀、不稳定u不能透过滤纸和半透膜不能透过滤纸和半透膜第8页,本讲稿共29页二、分散系的分类二、分散系的分类(三)胶体分散
6、系(三)胶体分散系(三)胶体分散系(三)胶体分散系 分散相粒子的直径在分散相粒子的直径在1 1100nm(10100nm(10-9-9m10m10-7-7m)m)之间的之间的分散系,称为胶体分散系,简称胶体。分散系,称为胶体分散系,简称胶体。常常见的胶体:的胶体:Fe(OH)Fe(OH)3 3胶体、胶体、Al(OH)Al(OH)3 3胶体、硅酸胶体、淀胶体、硅酸胶体、淀粉胶体、蛋白粉胶体、蛋白质、血液、豆、血液、豆浆、墨水、涂料。、墨水、涂料。Fe(OH)3胶体胶体豆浆豆浆特点u不透明不透明u不均匀、不稳定不均匀、不稳定u不能透过滤纸和半透膜不能透过滤纸和半透膜第9页,本讲稿共29页三、分散系
7、的特点三、分散系的特点分散系的种类分散相粒子粒子直径分散系特点分子、离子分散系 溶 液单个分子或离子1nm单相、透明、均匀、稳定、能透过滤纸和半透膜胶体分散系溶 胶许多分子或离子的聚集体1100nm多相、透明度不一、不均匀、较稳定、能透过滤纸,不能透过半透膜高分子溶液单个高分子单相、透明、均匀、稳定、能透过滤纸,不能透过半透膜粗分散系悬浊液固体小颗粒100nm多相、浑浊、不透明、不均匀、不稳定、不能透过滤纸和半透膜乳浊液液体小液滴三种分散系的比较 第10页,本讲稿共29页第二节第二节 溶胶溶胶一、溶胶的性质一、溶胶的性质(一)光学性质(丁达尔效应)(一)光学性质(丁达尔效应)在暗室中用一束强光
8、投射到溶胶上,从光束的垂直方向上在暗室中用一束强光投射到溶胶上,从光束的垂直方向上可以清楚地观察到一条光带,这是溶胶的可以清楚地观察到一条光带,这是溶胶的丁达尔效应丁达尔效应。丁达尔效应是丁达尔效应是光的散射现象光的散射现象。第11页,本讲稿共29页 由于溶胶粒子的直径大小在由于溶胶粒子的直径大小在1100nm1100nm之之间,稍小于,稍小于可可见光波光波长(400700nm400700nm),当可),当可见光透光透过溶胶溶胶时会会产生明生明显的散射作用。的散射作用。而而对于真溶液,由于分子或离子直径于真溶液,由于分子或离子直径远小于光的波小于光的波长,光光发生透射,生透射,显得清澈透明。得
9、清澈透明。因此,因此,可以用丁达可以用丁达尔现象区分溶胶和真溶液象区分溶胶和真溶液。第12页,本讲稿共29页实验:光束分别通过实验:光束分别通过Fe(OH)Fe(OH)3 3胶体和胶体和CuSOCuSO4 4溶液,观察现象。溶液,观察现象。现象:一束光通过胶体时,从侧面可观察到胶体里产生一现象:一束光通过胶体时,从侧面可观察到胶体里产生一条光亮的条光亮的“通路通路”。CuSO4溶液溶液Fe(OH)3胶体胶体丁达尔效应丁达尔效应 利用利用丁达尔效应丁达尔效应是区分是区分胶体胶体与与溶液溶液的一种常用的物理方法。的一种常用的物理方法。第13页,本讲稿共29页(二)动力学性质 1 1布朗运动布朗运动
10、 2 2扩散扩散 3 3沉降沉降溶胶的布朗运动溶胶的布朗运动 在胶体分散系中,当溶胶粒子有浓度差时,溶胶粒在胶体分散系中,当溶胶粒子有浓度差时,溶胶粒子将从浓度大区域向浓度小区域自动迁移,这种现象称子将从浓度大区域向浓度小区域自动迁移,这种现象称为扩散为扩散。如果胶体粒子的密度比分散介质的密度大,粒子在如果胶体粒子的密度比分散介质的密度大,粒子在重力作用下缓慢地向容器底部降落的现象叫做沉降重力作用下缓慢地向容器底部降落的现象叫做沉降。将一束强光透过溶胶并在光的垂直方向用超显微将一束强光透过溶胶并在光的垂直方向用超显微镜观察,可以观测到溶胶中的粒子在不停地作不规则的镜观察,可以观测到溶胶中的粒子
11、在不停地作不规则的运动,这种不停的无规则的运动称为布朗运动运动,这种不停的无规则的运动称为布朗运动。溶胶的扩散现象溶胶的扩散现象 溶胶的沉降现象溶胶的沉降现象 第14页,本讲稿共29页(三)电学性质(电泳现象)在外电场作用下,胶粒在分散介质中定向移动的现象称为电泳在外电场作用下,胶粒在分散介质中定向移动的现象称为电泳现象。现象。氢氧化铁溶胶的电泳现象 胶粒带有电荷是由于胶粒电离或选择性吸附离子引起的。胶粒带有电荷是由于胶粒电离或选择性吸附离子引起的。在一个在一个U U形管中,加入形管中,加入棕色的棕色的Fe(OH)Fe(OH)3 3溶胶,然后插上溶胶,然后插上电极并通直流极并通直流电,阴极附近
12、,阴极附近颜色逐色逐渐变深,表示深,表示氢氧化氧化铁胶粒向阴极移胶粒向阴极移动。第15页,本讲稿共29页二、溶胶的稳定性和聚沉二、溶胶的稳定性和聚沉(一)溶胶的稳定性 溶胶是不稳定体系,具有自发聚结的趋势,应该很容易聚结溶胶是不稳定体系,具有自发聚结的趋势,应该很容易聚结而下沉,但事实上很多溶胶相当稳定。溶胶的稳定性原因有以下而下沉,但事实上很多溶胶相当稳定。溶胶的稳定性原因有以下几点:几点:溶胶分散程度高,胶粒体积小,具有强烈的布朗运动,可以克服溶胶分散程度高,胶粒体积小,具有强烈的布朗运动,可以克服重力作用而不易下沉。重力作用而不易下沉。在溶胶体系中,由于胶粒都带有相同的电荷,它们相互排在
13、溶胶体系中,由于胶粒都带有相同的电荷,它们相互排斥阻止了彼此的靠近。斥阻止了彼此的靠近。胶团中的吸附层离子和扩散层离子都能发生水化作用,在其表面胶团中的吸附层离子和扩散层离子都能发生水化作用,在其表面形成具有一定强度和弹性的水化膜,这层水化膜阻止了胶粒之间的形成具有一定强度和弹性的水化膜,这层水化膜阻止了胶粒之间的直接接触,使胶粒碰撞时不致引起聚沉。直接接触,使胶粒碰撞时不致引起聚沉。第16页,本讲稿共29页二、溶胶的稳定性和聚沉(二)溶胶的聚沉 溶胶的稳定是暂时的、有条件的、相对的。从溶胶的溶胶的稳定是暂时的、有条件的、相对的。从溶胶的稳定性来看,只要破坏了溶胶稳定性的因素,溶胶粒子就稳定性
14、来看,只要破坏了溶胶稳定性的因素,溶胶粒子就会聚结而沉降,这个过程称为溶胶的聚沉。会聚结而沉降,这个过程称为溶胶的聚沉。电解质对溶胶的聚沉作用电解质对溶胶的聚沉作用电解质对溶胶的聚沉作用电解质对溶胶的聚沉作用 在溶胶中加入少量电解质,增加了溶液中离子的浓度,将在溶胶中加入少量电解质,增加了溶液中离子的浓度,将有较多带相反电荷的离子抵消胶粒所带电荷,使胶粒之间的相有较多带相反电荷的离子抵消胶粒所带电荷,使胶粒之间的相互排斥力减小甚至消失,导致胶粒聚集合并变大,从而破坏了互排斥力减小甚至消失,导致胶粒聚集合并变大,从而破坏了水化膜,胶粒就会聚集成大的颗粒从溶胶中聚沉下来。水化膜,胶粒就会聚集成大的
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