第五章胶体溶液精选文档.ppt
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1、第五章 胶体溶液本讲稿第一页,共二十九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了解溶胶的重要性质,掌握溶胶的稳定性原因及聚沉方法及聚沉方法 了解高分子化合物的概念、特性,理解高分子溶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液对溶胶的保护作用 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医学上的意义 本讲稿第二页,共二十九页 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N
2、a+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:一种物质分散系:一种物质(或几种物质或几种物质)以细小粒子,分散到以细小粒子,分散到另一种物质里所形成的另一种物质里所形成的混合物。混合物。2.2.分散相:被分散成细小粒子的物质。分散相:被分散成细小粒子的物质。3.3.分散介质:容纳分散相的物质。分散介质:容纳分散相的物质。本讲稿第三页,共二十九页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
3、系:只有一个相的体系称为单相体系:只有一个相的体系称为单相体系(或均相体系)单相体系(或均相体系)油水混合物油水混合物碘酊碘酊本讲稿第四页,共二十九页二、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本讲稿第五页,共二十九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
4、?溶质分散质?溶剂分散剂?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。本讲稿第六页,共二十九页二、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本讲稿第七页,共二十九页二、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10
5、0nm(10-7m)的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.悬浊液悬浊液 固体的小颗粒固体的小颗粒分散在液体中所形成的粗分分散在液体中所形成的粗分散系,叫做悬浊液。散系,叫做悬浊液。2.2.乳浊液乳浊液 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为乳浊液。粗分散系称为乳浊液。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本讲稿第八页,共二十九页二
6、、分散系的分类二、分散系的分类(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)之间之间的分散系,称为胶体分散系,简称胶体。的分散系,称为胶体分散系,简称胶体。常见的胶体:常见的胶体:Fe(OH)Fe(OH)3 3胶体、胶体、Al(OH)Al(OH)3 3胶体、硅酸胶体、胶体、硅酸胶体、淀粉胶体、蛋白质、血液、豆浆、墨水、淀粉胶体、蛋白质、血液、豆浆、墨水、涂料。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本讲稿第九页,
7、共二十九页三、分散系的特点三、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 本讲稿第十页,共二十九页第二节第二节 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
8、)在暗室中用一束强光投射到溶胶上,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。丁达尔效应是达尔效应是光的散射现象光的散射现象。本讲稿第十一页,共二十九页 由于溶胶粒子的直径大小在由于溶胶粒子的直径大小在1100 nm1100 nm之间,稍小于可见光之间,稍小于可见光波长(波长(400700 nm400700 nm),当可见光透过溶胶时会产生明显的散),当可见光透过溶胶时会产生明显的散射作用。射作用。而对于真溶液,由于分子或离子直径远小于光的波长,光而对于真溶液,由于分子或离
9、子直径远小于光的波长,光发生透射,显得清澈透明。发生透射,显得清澈透明。因此,因此,可以用丁达尔现象区分溶胶和真溶液可以用丁达尔现象区分溶胶和真溶液。本讲稿第十二页,共二十九页实验: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,观察现溶液,观察现象。象。现象:一束光通过胶体时,从侧面可观察到胶体里产现象: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生一条光亮的“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
10、法。本讲稿第十三页,共二十九页(二)动力学性质 1 1布朗运动布朗运动 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,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,这种现象称为扩散移,这种现象称为扩散。如果胶体粒子的密度比分散介质的密度大,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叫做沉降。将一束强光透过溶胶并在光的垂直方向用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
11、测到溶胶中的粒子在不超显微镜观察,可以观测到溶胶中的粒子在不停地作不规则的运动,这种不停的无规则的运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 本讲稿第十四页,共二十九页(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。电泳现象。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,加入棕色形管中,加入棕色的的Fe(OH)Fe(O
12、H)3 3溶胶,然后插上电极并通溶胶,然后插上电极并通直流电,阴极附近颜色逐渐变深,直流电,阴极附近颜色逐渐变深,表示氢氧化铁胶粒向阴极移动。表示氢氧化铁胶粒向阴极移动。本讲稿第十五页,共二十九页二、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,应该很容易聚结而溶胶是不稳定体系,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几点: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: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
13、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,它们相互排斥阻止在溶胶体系中,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。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,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直接接触,使胶粒碰撞时不致引起聚沉。阻止了胶粒之间的直接接触,使胶粒碰撞时不致引起聚沉。本讲稿第十六页,共二十九页二、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。从溶胶的稳定性溶
14、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,溶胶粒子就会聚结而沉降,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。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
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