5版物理化学下册第十二章-胶体化学课件.ppt

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1、胶体化学胶体化学第十二章第十二章 胶体化学是物理化学的一个重要分支。它所研究胶体化学是物理化学的一个重要分支。它所研究的领域是化学、物理学、材料科学、生物化学等诸多的领域是化学、物理学、材料科学、生物化学等诸多学科的交叉与重叠，它已成为这些学科的重要基础理学科的交叉与重叠，它已成为这些学科的重要基础理论。论。胶胶体体化化学学的的理理论论和和技技术术现现在在已已广广泛泛应应用用于于化化工工、石石油油开开采采、催催化化、涂涂料料、造造纸纸、农农药药、纺纺织织、食食品品、化化妆妆品品、染染料料、医医药药和和环环境境保保护护等等工工业业部部门门和和技技术术领领域。域。胶体化学主要研究的对象是多相分散系

2、统。胶体化学主要研究的对象是多相分散系统。分散系统：分散系统：一种或几种物质分散在另一种物质中所构一种或几种物质分散在另一种物质中所构成的系统。成的系统。分散相：分散相：被分散的物质。被分散的物质。分散介质：分散介质：另一种连续分布的物质。另一种连续分布的物质。根据分散相粒子的大小，分散系统可分为根据分散相粒子的大小，分散系统可分为各类分散系统性质、实例见下表。各类分散系统性质、实例见下表。真溶液真溶液胶体分散系统胶体分散系统粗分散系统粗分散系统悬浮液悬浮液乳状液乳状液泡沫泡沫粉尘粉尘溶胶溶胶高分子溶液高分子溶液缔合胶体缔合胶体类类型型分散相粒子分散相粒子直径直径分散相分散相性性质质实实例例真

3、真溶溶液液分子溶液分子溶液离子溶液等离子溶液等小分子小分子离子离子原子原子均相，均相，热热力学力学稳稳定系定系统统，扩扩散快、能透散快、能透过过半透膜，半透膜，形成真溶液形成真溶液氯氯化化钠钠或蔗糖或蔗糖的水溶液。混的水溶液。混合气体等合气体等胶胶体体分分散散系系统统溶胶溶胶胶体粒子胶体粒子多相，多相，热热力学不力学不稳稳定系定系统统，扩扩散慢、不能透散慢、不能透过过半透膜，形成胶体半透膜，形成胶体金溶胶，金溶胶，氢氢氧氧化化铁铁溶胶溶胶高分子溶液高分子溶液高（大）高（大）分子分子均相，均相，热热力学力学稳稳定系定系统统，扩扩散慢、不能透散慢、不能透过过半透半透膜，形成真溶液膜，形成真溶液聚乙

4、聚乙烯烯醇水溶醇水溶液液缔缔合胶体合胶体胶束胶束均相，均相，热热力学力学稳稳定系定系统统，胶束胶束扩扩散慢、不能透散慢、不能透过过半透膜半透膜表面活性表面活性剂剂水水溶液溶液c cmc粗粗分分散散系系统统乳状液乳状液泡沫泡沫悬悬浮液浮液粗粗颗颗粒粒多相，多相，热热力学不力学不稳稳定系定系统统，扩扩散慢、不能透散慢、不能透过过半透膜或半透膜或滤纸滤纸，形成，形成悬悬浮液或乳状液浮液或乳状液浑浊浑浊泥水，牛泥水，牛奶，豆奶，豆浆浆等等分散系统分类（按分散相粒子大小）：分散系统分类（按分散相粒子大小）：也可依据分散相和分散介质聚集状态的不同分类：也可依据分散相和分散介质聚集状态的不同分类：分散介分散

5、介质质分散相分散相名称名称实实例例气气液液固固气溶胶气溶胶云，云，雾雾，喷雾喷雾烟，粉烟，粉尘尘液液气气液液固固泡沫泡沫乳状液乳状液液溶胶或液溶胶或悬悬浮液浮液肥皂泡沫肥皂泡沫牛奶，含水原油牛奶，含水原油金溶胶，油墨，泥金溶胶，油墨，泥浆浆固固气气液液固固固溶胶固溶胶泡沫塑料泡沫塑料珍珠，蛋白石珍珠，蛋白石有色玻璃，某些合金有色玻璃，某些合金12.1溶胶的制备溶胶的制备1 1分散法分散法（1）胶体磨）胶体磨（2）气流粉碎机（又称喷射磨）气流粉碎机（又称喷射磨）（3）电弧法）电弧法用于制备贵金属的水溶胶用于制备贵金属的水溶胶聚集法聚集法小变大小变大分散法分散法大变小大变小粗分散系统粗分散系统胶体

6、系统胶体系统分子分散系统分子分散系统2.凝结法凝结法将蒸气状态的物质或溶解状态的物质凝聚为胶体状态。将蒸气状态的物质或溶解状态的物质凝聚为胶体状态。蒸气凝聚法蒸气凝聚法过饱和法过饱和法（1）物理凝聚法）物理凝聚法蒸蒸气气凝凝聚聚法法示示意意图图1被抽空容器；被抽空容器；2、4盛有溶剂和需要盛有溶剂和需要分散的物质容器；分散的物质容器；3盛溶胶的容器；盛溶胶的容器；5液态空气冷凝器液态空气冷凝器（2）化学凝聚法）化学凝聚法利用生成不溶性物质的化学反应，通过控制析晶过利用生成不溶性物质的化学反应，通过控制析晶过程得到溶胶的方法。程得到溶胶的方法。Fe(OH)3溶胶：溶胶：FeCl3+3H2OFe(

7、OH)3+3HClAs2S3溶胶：溶胶：As2O3+3H2O2H3AsO32H3AsO3+3H2SAs2S3+6H2O过量的过量的FeCl3为稳定剂，胶粒带正电荷。为稳定剂，胶粒带正电荷。HS为稳定剂，胶粒带负电荷。为稳定剂，胶粒带负电荷。12.2溶胶的光学性质溶胶的光学性质1.丁铎尔丁铎尔效应效应在暗室里，将一束聚集的光投射到溶胶上，在与在暗室里，将一束聚集的光投射到溶胶上，在与入射光垂直的方向上，可观察到一个发亮的光锥。入射光垂直的方向上，可观察到一个发亮的光锥。1869年年Tyndall发现发现光散射：分子吸收一定波长的光，形成电偶极子，由其光散射：分子吸收一定波长的光，形成电偶极子，由

8、其振荡向各个方向发射振动频率与入射光频率相同的光。振荡向各个方向发射振动频率与入射光频率相同的光。丁铎尔效应是由于胶体粒子发生光散射而引起的。丁铎尔效应是由于胶体粒子发生光散射而引起的。系统完全均匀：所有散射光相互抵消，系统完全均匀：所有散射光相互抵消，看不到散射光；看不到散射光；系统不均匀：散射光不会被相互抵消，系统不均匀：散射光不会被相互抵消，可看到散射光。可看到散射光。溶胶的丁铎尔效应是其高度分散性和多相不均匀性的反映。溶胶的丁铎尔效应是其高度分散性和多相不均匀性的反映。但粒子的直径不是越大越容易产生丁铎尔效应：但粒子的直径不是越大越容易产生丁铎尔效应：当粒子的直径当粒子的直径波长时，发

9、生光的反射；波长时，发生光的反射；当粒子的直径当粒子的直径Cs+Rb+NH4+K+Na+Li+负离子的聚沉能力负离子的聚沉能力：FClBrNO3ISCNOH正离子水化能力强正离子水化能力强,r ,水化能力水化能力,水化层厚水化层厚,进入紧进入紧密层少密层少,聚沉能力聚沉能力 负负离子水化能力弱离子水化能力弱,r ,水化能力水化能力,水化层薄水化层薄,进入紧进入紧密层多密层多,聚沉能力聚沉能力 豆浆（带负电的大豆蛋白溶胶）中加入卤水制作豆豆浆（带负电的大豆蛋白溶胶）中加入卤水制作豆腐的过程实际就是利用电解质使溶胶发生聚沉的实例。腐的过程实际就是利用电解质使溶胶发生聚沉的实例。(2)高分子化合物的

10、聚沉作用高分子化合物的聚沉作用j搭桥效应搭桥效应一个大分子通过吸附，把许多胶一个大分子通过吸附，把许多胶粒联结起来，变成较大的聚集体而聚沉；粒联结起来，变成较大的聚集体而聚沉；k脱水效应脱水效应高分子对水的亲和力强，它的存高分子对水的亲和力强，它的存在，使胶粒脱水，失去水化外壳而聚沉；在，使胶粒脱水，失去水化外壳而聚沉；电中和效应电中和效应离子型的高分子，吸附到带电离子型的高分子，吸附到带电胶粒上，中和了粒子表面电荷，使粒子间胶粒上，中和了粒子表面电荷，使粒子间斥力势能降低，进而使溶胶聚沉。斥力势能降低，进而使溶胶聚沉。若在溶胶中加入较多的高分子化合物，许多个高分子若在溶胶中加入较多的高分子化

11、合物，许多个高分子化合物的一端吸附在同一个分散相粒子的表面上，如化合物的一端吸附在同一个分散相粒子的表面上，如（b）图所示，将分散相粒子完全包围起来，对溶胶）图所示，将分散相粒子完全包围起来，对溶胶则起到保护作用。则起到保护作用。12.6乳状液乳状液 由由两两种种不不互互溶溶或或部部分分互互溶溶的的液液体体所所形形成成的的粗粗分分散散系统，称为系统，称为乳状液乳状液。类型类型水包油，水包油，O/W，油分散在水中油分散在水中油包水，油包水，W/O，水分散在油中水分散在油中O+W+乳化剂乳化剂 乳状液乳状液乳化剂乳化剂表面活性剂表面活性剂固体粉末固体粉末1.乳状液类型的鉴别乳状液类型的鉴别(1)染

12、色法：染色法：将油（水）溶性染料滴入乳状液，将油（水）溶性染料滴入乳状液，在显微镜下观察，染色的一相为油在显微镜下观察，染色的一相为油（水）相。（水）相。(2)稀释法：稀释法：将乳状液滴入水中或油中，若乳状将乳状液滴入水中或油中，若乳状液在水中能稀释，即为液在水中能稀释，即为O/W型；在型；在油中能稀释，即为油中能稀释，即为W/O型。型。(3)导电法：导电法：O/W型乳状液的导电性能远好于型乳状液的导电性能远好于 W/O型乳状液，通过测电导可区别型乳状液，通过测电导可区别 两者。两者。2.乳状液的稳定乳状液的稳定(1)降低界面张力降低界面张力 加入表面活性剂，加入表面活性剂，G表表，稳定性，稳

13、定性。表面活性剂的表面活性剂的HLB值可决定形成乳状液值可决定形成乳状液 的类型：的类型：HLB值值 26:形成形成W/O型乳状液；型乳状液；HLB值值1218:形成形成O/W型乳状液。型乳状液。大头朝外，小头向内，表面活性剂可紧密排列，大头朝外，小头向内，表面活性剂可紧密排列，形成厚壁，使乳状液稳定。形成厚壁，使乳状液稳定。（2 2）形成定向楔的界面）形成定向楔的界面 二价碱金属皂类，二价碱金属皂类，形成形成W/O型乳状液：型乳状液：一价碱金属皂类，一价碱金属皂类，形成形成O/W型型乳状液：乳状液：（3）形成扩散双电层）形成扩散双电层离子型表面活性剂可形成扩散双电层，使乳状液稳定。离子型表面

14、活性剂可形成扩散双电层，使乳状液稳定。（4）界面膜的稳定作用）界面膜的稳定作用增强界面膜的强度，可增加乳状液的稳定性。增强界面膜的强度，可增加乳状液的稳定性。（5）固体粉末的稳定作用）固体粉末的稳定作用某些固体粉末也可起乳化稳定剂的作用：某些固体粉末也可起乳化稳定剂的作用：亲水亲水的固体粉末，可形成的固体粉末，可形成O/W型的乳状液，型的乳状液，如黏土等；如黏土等；亲油亲油的固体粉末，可形成的固体粉末，可形成W/O型的乳状液，型的乳状液，如石墨、煤烟等。如石墨、煤烟等。3.乳状液的去乳化乳状液的去乳化破乳方法：破乳方法：物理方法：物理方法：加热、离心分离、静电破乳、超声波破乳。加热、离心分离、

15、静电破乳、超声波破乳。物理化学方法：物理化学方法：加入破乳剂，有以下三种：加入破乳剂，有以下三种：使乳状液破坏的过程，称为破乳或去乳化作用。使乳状液破坏的过程，称为破乳或去乳化作用。用不能形成牢固膜的表面活性物质代替原来的乳用不能形成牢固膜的表面活性物质代替原来的乳化剂，例如异戊醇，它的表面活性很强，但因碳氢化剂，例如异戊醇，它的表面活性很强，但因碳氢链分叉而无法形成牢固的界面膜。链分叉而无法形成牢固的界面膜。加入某些能与乳化剂发生化学反应的物质，消除加入某些能与乳化剂发生化学反应的物质，消除乳化剂的保护作用。例如在以油酸钠为稳定剂的乳乳化剂的保护作用。例如在以油酸钠为稳定剂的乳状液中加入无机

16、酸，使油酸钠变成不具有乳化作用状液中加入无机酸，使油酸钠变成不具有乳化作用的油酸，而达到破乳的目的。的油酸，而达到破乳的目的。加入类型相反的乳化剂，如向加入类型相反的乳化剂，如向OW型的乳状液中型的乳状液中加入加入WO型的乳化剂。型的乳化剂。本本章章小小结结胶体分散系统是分散相粒子尺度介于胶体分散系统是分散相粒子尺度介于11000nm的分的分散系统，包括溶胶、高分子溶液和缔合胶体，其中溶胶是散系统，包括溶胶、高分子溶液和缔合胶体，其中溶胶是本章讨论的重点。本章讨论的重点。溶胶的高分散性、多相性及热力学不稳定性等特征决溶胶的高分散性、多相性及热力学不稳定性等特征决定了其基本性质。定了其基本性质。

17、本章重点介绍了其光学性质本章重点介绍了其光学性质(丁铎尔效应丁铎尔效应)、动力学性、动力学性质质(布朗运动、沉降及沉降平衡布朗运动、沉降及沉降平衡)和电学性质和电学性质(四种电动现象四种电动现象及斯特恩扩散双电层理论及斯特恩扩散双电层理论)，在电学性质介绍中引出了，在电学性质介绍中引出了电电势这一重要概念。之后介绍了溶胶的稳定与聚沉，主要内势这一重要概念。之后介绍了溶胶的稳定与聚沉，主要内容包括容包括DLVO理论、电解质对溶胶稳定与聚沉的影响。理论、电解质对溶胶稳定与聚沉的影响。此外，本章还介绍了一些粗分散系统（分散相粒子尺此外，本章还介绍了一些粗分散系统（分散相粒子尺度大于度大于1000nm

18、），如乳状液、泡沫、气溶胶、悬浮液等的），如乳状液、泡沫、气溶胶、悬浮液等的基础知识。另外，对高分子溶液进行了简单介绍。基础知识。另外，对高分子溶液进行了简单介绍。学习目标学习目标1、复述故事，深入理解文章内、复述故事，深入理解文章内容，初步把握人物形象。容，初步把握人物形象。2、学会利用文中关键词句分、学会利用文中关键词句分析人物形象。析人物形象。3、体会文章所揭示的深刻道、体会文章所揭示的深刻道理。理。故事发生的时间、地点、人物、故事发生的时间、地点、人物、事件的起因、经过和结果要复述事件的起因、经过和结果要复述清楚。清楚。看图复述课文内容看图复述课文内容自学指导自学指导(一一)1、作者运

19、用哪几种方法去刻画人物的形象？从文、作者运用哪几种方法去刻画人物的形象？从文中找出具体句子进行分析。并说说你是如何看待这中找出具体句子进行分析。并说说你是如何看待这两个人物的。两个人物的。2、从这个故事中你懂得了什么道理？、从这个故事中你懂得了什么道理？自学指导自学指导(二二)陈尧咨（善射）陈尧咨（善射）卖油翁（善酌）卖油翁（善酌）动作动作神态神态语言语言睨之睨之无他，但手熟尔无他，但手熟尔以我酌油知之以我酌油知之我亦无他，惟手熟尔我亦无他，惟手熟尔汝亦知射乎汝亦知射乎吾射不亦精乎吾射不亦精乎尔安敢轻吾射尔安敢轻吾射释担而立释担而立但微颔之但微颔之取取置置覆覆酌酌沥沥性格性格:自矜（骄傲）自矜

20、（骄傲）谦虚谦虚对比对比道理道理:熟能生巧熟能生巧,即使有什么长处也不必骄傲自满。即使有什么长处也不必骄傲自满。忿然忿然笑而遣之笑而遣之笑而遣之笑而遣之1、联系生活、学习，说说熟能生巧的、联系生活、学习，说说熟能生巧的事例。事例。2、你认为一个人应该如何看待自己、你认为一个人应该如何看待自己的长处？又如何看待他人的长处？的长处？又如何看待他人的长处？课外延伸课外延伸人外有人，天外有天。人外有人，天外有天。取人之长，补己之短。取人之长，补己之短。自满人十事九空，虚心人万事可成。自满人十事九空，虚心人万事可成。谦受益，满招损。谦受益，满招损。三人行，必有我师焉。三人行，必有我师焉。择其善者而从之，

21、其不善者而改之。择其善者而从之，其不善者而改之。骄傲自满是我们的一座可怕的陷阱；而且，这个陷骄傲自满是我们的一座可怕的陷阱；而且，这个陷阱是我们自己亲手挖掘的。阱是我们自己亲手挖掘的。老舍老舍尺有所短；寸有所长。物有所不足；智有所不尺有所短；寸有所长。物有所不足；智有所不明。明。屈原屈原1、正视自己的长处，扬长避短，、正视自己的长处，扬长避短，2、正视自己的缺点，知错能改，、正视自己的缺点，知错能改，3谦虚使人进步，谦虚使人进步，4、人应有一技之长，、人应有一技之长，5、自信是走向成功的第一步，、自信是走向成功的第一步，6强中更有强中手，一山还比一山高，强中更有强中手，一山还比一山高，7艺无止境艺无止境8、宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来，刻苦、宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来，刻苦训练才能有所收获，取得成效。训练才能有所收获，取得成效。9、骄傲自大、不可一世者往往遭人轻视；、骄傲自大、不可一世者往往遭人轻视；10、智者超然物外、智者超然物外