表面现象和分散系统课件.ppt

《表面现象和分散系统课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《表面现象和分散系统课件.ppt（50页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、表面现象和分散系统第1页，此课件共50页哦第六章第六章 表面现象和分散系统表面现象和分散系统 表面现象表面现象 固相表面、液相表面固相表面、液相表面本章特点：本章特点：热力学的延伸热力学的延伸独特的应用独特的应用为催化打基础为催化打基础叙述性多，推理性少叙述性多，推理性少 6.1 气体在固体表面的吸附气体在固体表面的吸附 1.吸附的本质和类型吸附的本质和类型 吸附的本质吸附的本质是吸附的作用力，由本质决定着吸附的性是吸附的作用力，由本质决定着吸附的性质：吸附热、吸附速度、稳定性、选择性、吸附分子层等质：吸附热、吸附速度、稳定性、选择性、吸附分子层等第2页，此课件共50页哦吸附的类型吸附的类型物

2、理吸附物理吸附化学吸附化学吸附吸附力吸附力本本质质范德华力范德华力化学键力化学键力由由本本质质决决定定的的性性质质吸附热吸附热较小较小较大较大速度速度较快较快较慢较慢(均放热均放热)(约21044104Jmol-1)(约41044105Jmol-1)稳定性稳定性差，易解吸差，易解吸好，不易解吸好，不易解吸选择性选择性无选择性，易液化者易吸附无选择性，易液化者易吸附有选择性有选择性分子层分子层单分子层或多分子层吸附单分子层或多分子层吸附只能形成单分子层吸附只能形成单分子层吸附第3页，此课件共50页哦 区别两种类型吸附的方法：区别两种类型吸附的方法：吸附光谱吸附光谱 等压吸附曲线等压吸附曲线2.吸

3、附平衡和吸附量吸附平衡和吸附量吸附平衡：吸附平衡：在在T、P一定的条件下，当一定的条件下，当吸附速率吸附速率=解吸解吸速率速率时，吸附在固体表面上的气体量不随时，吸附在固体表面上的气体量不随时间变化，即达到吸附平衡。时间变化，即达到吸附平衡。吸附量：吸附量：达到吸附平衡时，单位质量吸附剂所能吸达到吸附平衡时，单位质量吸附剂所能吸附的气体物质的量，以附的气体物质的量，以q表示。表示。q=n/m 或或 q=V/m第4页，此课件共50页哦3.吸附曲线吸附曲线 实验表明，对于一个给定的体系，达到平衡时的吸附实验表明，对于一个给定的体系，达到平衡时的吸附量与温度量与温度(T)及吸附质的平衡分压及吸附质的

4、平衡分压(P)有关。表示为：有关。表示为：a=f(T.P)令：令：P一定，则一定，则q=f(T)，qT关系曲线称吸附等压线关系曲线称吸附等压线 q一定，一定，则则P=f(T)，PT关系曲线称吸附等量线关系曲线称吸附等量线 T一定，则一定，则q=f(P)，qP关系曲线称吸附等温线关系曲线称吸附等温线 吸吸附附曲曲线线 吸附等压线：吸附等压线：P=常数，常数，qT关系曲线。用途之一：判关系曲线。用途之一：判别吸附类型。别吸附类型。吸附放热，随温度升高，吸附量下降。但是：吸附放热，随温度升高，吸附量下降。但是：第5页，此课件共50页哦物理吸附易于进行，速度快，易达平衡。即随物理吸附易于进行，速度快，

5、易达平衡。即随T，q;化学吸附的速度慢，未达平衡前，化学吸附的速度慢，未达平衡前，T、q，达到平衡后，达到平衡后，T、q。如图：如图：T V(CO)快物理吸附物理吸附慢化化学学吸吸附附未达平衡前达到平衡后CO在在Pt上的吸附等压线上的吸附等压线 凡吸附等压线有随凡吸附等压线有随T 而而q 的区域，可判定有化学吸附产生。的区域，可判定有化学吸附产生。第6页，此课件共50页哦 吸附等量线：吸附等量线：q=常数，吸附质平衡分压常数，吸附质平衡分压PT的关系。的关系。用途用途求吸附热。求吸附热。克劳修斯克劳修斯克拉贝龙克拉贝龙(ClausiasClapeyron)方程：方程：a一定，一定，PT关系成为

6、：关系成为：T，P 若近似将吸附热看作是常数，不定积分有：若近似将吸附热看作是常数，不定积分有：第7页，此课件共50页哦 以以lnP1/T作图，得一直线，其斜率为作图，得一直线，其斜率为Hm(吸附吸附)/R 吸附热吸附热Hm(吸附吸附)的大小为吸附强弱的标志，的大小为吸附强弱的标志，是吸附的是吸附的 重要参数。重要参数。吸附等温线：吸附等温线：T=常数，常数，qP的关系曲线。由于：的关系曲线。由于：(a)吸附剂表面性质不同吸附剂表面性质不同(b)吸附剂孔径分布的性质不同吸附剂孔径分布的性质不同(c)吸附剂与吸附质相互作用的性质不同吸附剂与吸附质相互作用的性质不同吸附等温线吸附等温线 有多种类型

7、有多种类型 用途用途从吸附等温线的不同类型，可以反过来推测和从吸附等温线的不同类型，可以反过来推测和 了解吸附剂的性质。了解吸附剂的性质。VPVPVPVPVP第8页，此课件共50页哦 4.Langmuir(兰缪尔兰缪尔)单分子层吸附等温式单分子层吸附等温式基本假设：基本假设：吸附力是吸附剂表面的剩余价力。当吸附吸附力是吸附剂表面的剩余价力。当吸附 剂表面上已盖满一层吸附质分子后，剩余剂表面上已盖满一层吸附质分子后，剩余 价力已被饱和，因此价力已被饱和，因此吸附是单分子层吸附是单分子层的。的。吸附剂表面是均匀的，被吸附的分子间无吸附剂表面是均匀的，被吸附的分子间无 相互作用相互作用理想吸附理想吸

8、附。以以 固体表面已被固体表面已被吸附质分子覆盖的百分数吸附质分子覆盖的百分数 则则(1 )固体表面尚未被固体表面尚未被覆盖的百分数覆盖的百分数 根据根据 吸附速率吸附速率 rads=k1(1 )P (吸附吸附 adsorb)根据根据 解吸速率解吸速率 rd=k-1 (解吸解吸 desorption)第9页，此课件共50页哦 当达到吸附平衡时当达到吸附平衡时 rads=rd （T、P一定）一定）即即 k1(1 )P=k-1 令令:a=k1/k-1 称吸附平衡常数称吸附平衡常数 a值的大小代表了固值的大小代表了固 体表面吸附气体能力的强弱程度。体表面吸附气体能力的强弱程度。气体在固体表面上的吸附

9、量气体在固体表面上的吸附量 q k 吸附比例常数吸附比例常数称为称为:Langmuir吸附等温式吸附等温式第10页，此课件共50页哦 从以上两种形式的从以上两种形式的Langmuir吸附等温式可以看出吸附等温式可以看出:当气体压力很小或吸附很弱时当气体压力很小或吸附很弱时 aP 1 q=k (饱和吸附饱和吸附)qP低压低压高压高压q=kaPq=k q=k饱和吸附饱和吸附第11页，此课件共50页哦 当压力适中时当压力适中时 q=kaP/1+aP=k 用途用途(1)将式将式可见可见 以以(P/q)P 作图作图 直线斜率为直线斜率为 1/k 截距为截距为 1/ka 由此可求出由此可求出 k 和和 a

10、 若若 V 气体分压为气体分压为P时实际吸附量时实际吸附量 Vm 表面上吸满单分子层的表面上吸满单分子层的(饱和饱和)吸附量吸附量 则固体表面被覆盖的百分数则固体表面被覆盖的百分数 =V/Vm 以以(P/V)P作图作图 斜率为斜率为1/Vm 截距为截距为1/Vma 可求出可求出 Vm及及a值。值。第12页，此课件共50页哦 用途用途(2)将将Langmuir公式推广到多种气体的混合吸公式推广到多种气体的混合吸 附附 此时此时式中式中:i 第第i种气体在固体表面的覆盖率种气体在固体表面的覆盖率 ai 第第i种气体的吸附系数种气体的吸附系数 Pi 第第i种气体的平衡分压种气体的平衡分压 此式应用在

11、气此式应用在气固复相催化反应固复相催化反应 Langmuir吸附等温式的正确性与局限性吸附等温式的正确性与局限性习题习题:P985 第21、24题习题习题:p402 第11题；p403 第13题第13页，此课件共50页哦 5.BET多分子层吸附等温式多分子层吸附等温式 1938年由年由BrunaureEmmettTeller三人在继承了三人在继承了Langmuir观点的基础上提出了多分子层气观点的基础上提出了多分子层气固吸附理论：固吸附理论：吸附作用是吸附和解吸两相反过程的动态平衡；吸附作用是吸附和解吸两相反过程的动态平衡；固体表面是均匀的，被吸附的分子的解吸不受固体表面是均匀的，被吸附的分子

12、的解吸不受 其周围分子的影响；其周围分子的影响；Langmuir 观观 点点 固体表面吸附了一层分子后，由于被吸附气体本身的固体表面吸附了一层分子后，由于被吸附气体本身的范德华力，还可以继续发生多分子层的吸附。范德华力，还可以继续发生多分子层的吸附。第一层吸附是固第一层吸附是固气间的相互作用；气间的相互作用；以后各层的吸附是相同气体分子间的相互作用。以后各层的吸附是相同气体分子间的相互作用。据此，据此，BET导出当吸附达到平衡后，气体的吸附量：导出当吸附达到平衡后，气体的吸附量：第14页，此课件共50页哦B-E-T吸附公式吸附公式 式中：式中：V气体平衡分压为气体平衡分压为P时的实际吸附量时的

13、实际吸附量 Vm气体在固体表面的饱和吸附量气体在固体表面的饱和吸附量 Ps实验温度下吸附质的饱和蒸气压实验温度下吸附质的饱和蒸气压 C与吸附热有关的常数与吸附热有关的常数一定体系，一定体系，一定一定T下，下，C、Ps、Vm均为常数均为常数 B-E-T吸附公式适用范围：单分子层吸附吸附公式适用范围：单分子层吸附 多分子层物理吸附的主要类型多分子层物理吸附的主要类型 B-E-T吸附公式的主要用途：测定固体的比表面吸附公式的主要用途：测定固体的比表面第15页，此课件共50页哦 B-E-T公式重排后：公式重排后：A:吸附质分子吸附质分子的截面积的截面积(m2)W 吸附剂的重量吸附剂的重量(g)第16页

14、，此课件共50页哦 例题：根据例题：根据0时丁烷在某催化剂上的吸附数据，以时丁烷在某催化剂上的吸附数据，以 作图后，求出作图后，求出Vm=24.5cm3已知丁烷的已知丁烷的A=0.446nm2=4.46 10-19m2 吸附剂的吸附剂的W=1.876 gB-E-T公式的适用范围公式的适用范围:相对压相对压(P/Ps)在在0.050.35之间之间当相对压在当相对压在0.350.6间间,用包括三个常数的用包括三个常数的B-E-T公式：公式：第17页，此课件共50页哦 6.2 液体表面自由能和表面张力液体表面自由能和表面张力1.表面功和表面能表面功和表面能 任何一个物相其表面分子与内部分子所具有的能

15、量是任何一个物相其表面分子与内部分子所具有的能量是 不同的。不同的。受到周围受到周围分子的引力是对称的，分子的引力是对称的，相互抵消，总和为相互抵消，总和为0。下部液体下部液体分子对其的引力远大于其分子对其的引力远大于其上方气体分子对其的引力，上方气体分子对其的引力，即液体表面的分子受到向即液体表面的分子受到向内的拉力。内的拉力。液体内部分子：液体内部分子：液体表面分子：液体表面分子：第18页，此课件共50页哦 因此，要扩大液体的表面，就必须克服这种向内的拉力因此，要扩大液体的表面，就必须克服这种向内的拉力 作功作功称为称为表面功。表面扩展完成后，表面功转化为表表面功。表面扩展完成后，表面功转

16、化为表 面分子的能量面分子的能量表面能。表面能。2.比表面能和表面张力比表面能和表面张力 在一定的在一定的T、P下，对一定的体系来说：下，对一定的体系来说：增大表面积增大表面积dA 所需的表面功所需的表面功 W 亦为亦为 W=dA 比例常数比例常数 若扩大液体表面的过程在热力学上是可逆的，则：若扩大液体表面的过程在热力学上是可逆的，则：dGT.P=W第19页，此课件共50页哦 的物理意义：单位表面积上的分子比相同数目内部分子的物理意义：单位表面积上的分子比相同数目内部分子 所所“超额超额”的的Gibbs自由能自由能比表面能。比表面能。比表面能比表面能 与与T、P、体系的性质、组成以及共存的另一

17、、体系的性质、组成以及共存的另一物相的性质有关。其单位为：物相的性质有关。其单位为：Jm-2 的单位也可以是的单位也可以是Nm-1表面张力，表面张力，物理意义为：物理意义为：沿与表面相切的方向，垂直作用于表面上单位长度的力。沿与表面相切的方向，垂直作用于表面上单位长度的力。其合力的方向与使液体面积增大的外拉力方向相反。其合力的方向与使液体面积增大的外拉力方向相反。作为比表面能和表面张力的异同点：作为比表面能和表面张力的异同点：相同处相同处数值一样，量纲相同，都是体系的强度性质。数值一样，量纲相同，都是体系的强度性质。不同处不同处物理意义不同，所用单位不同。比表面能是标物理意义不同，所用单位不同

18、。比表面能是标 量，表面张力是矢量。量，表面张力是矢量。第20页，此课件共50页哦 与温度的关系：与温度的关系：T而而 3.高度分散体系具有巨大的表面能高度分散体系具有巨大的表面能 例如：例如：20时，水的时，水的 =0.728 Jm-2，若若1g水作为一个球滴存在时，表面积水作为一个球滴存在时，表面积 A=4.85 10-4m2 表面能表面能但是当体系被高度分散，比如将但是当体系被高度分散，比如将1g水分散成若干水分散成若干10-7cm的小液滴，的小液滴，A=3.0 103m2，此时表面能为：，此时表面能为：由于高度分散体系的由于高度分散体系的Gibbs自由能升高，其为热力学上自由能升高，其

19、为热力学上第21页，此课件共50页哦的不稳定体系。必须设法降低的不稳定体系。必须设法降低 来抵消来抵消A所引起的表面能的增大所引起的表面能的增大 才能使其趋于相对稳定。才能使其趋于相对稳定。习题习题:P982 第1题 6.3 溶液表面的吸附及表面活性剂的概念溶液表面的吸附及表面活性剂的概念 液体表面具有表面能液体表面具有表面能等温等压下等温等压下 自发过程要求自发过程要求 对于液体对于液体 缩小表面积缩小表面积A或降低表面张力或降低表面张力 都可降低都可降低 GT.P 定定T定定P下下 纯液体的纯液体的 为定值为定值。因此。因此 所有纯液体都所有纯液体都有缩小其表面积并使之趋于球形的倾向有缩小

20、其表面积并使之趋于球形的倾向。p410 第第17、19题题第22页，此课件共50页哦1.溶液表面的吸附现象溶液表面的吸附现象 表面活性物质表面活性物质 (Surface active agent)溶液与纯液体不同溶液与纯液体不同 不是定值不是定值 若若:溶质溶质 溶剂溶剂 定义定义:凡某种物质凡某种物质 i 的的 i 水水 溶入少量该物质于水中溶入少量该物质于水中就能导致水溶液表面张力急剧下降就能导致水溶液表面张力急剧下降 但降到一定但降到一定程度后又趋于平缓程度后又趋于平缓 这样的物质称为表面活性剂这样的物质称为表面活性剂。溶质在表面层的浓度溶质在表面层的浓度其在溶液本体的浓度其在溶液本体的

21、浓度溶液表面的溶液表面的“正吸附正吸附”溶质溶质C，单位表面上溶质的总单位表面上溶质的总 物质量（物质量（molm-2）例：例：25时，水的时，水的 0=0.072Nm-1，脂肪酸，脂肪酸b=0.18 脂肪酸分子的截面积脂肪酸分子的截面积 A=32 10-20m2=322 4.表面膜表面膜 表面膜是二维伸展结构体，其基本功能是能有选择表面膜是二维伸展结构体，其基本功能是能有选择 地透过特定的物质。表面膜有分离功能，能量转化功能地透过特定的物质。表面膜有分离功能，能量转化功能 和生物功能。和生物功能。第27页，此课件共50页哦 例如：磷酸酯类化合物例如：磷酸酯类化合物溶于溶于挥发性有机溶剂挥发性

22、有机溶剂滴于滴于水面：水面：磷酸酯类化合物磷酸酯类化合物 (不溶于水不溶于水)水层水层挥发性溶剂层挥发性溶剂层空气层空气层5.表面活性剂的临界胶束浓度表面活性剂的临界胶束浓度 当表面活性剂的浓度增大到一定程度时，表面活性剂当表面活性剂的浓度增大到一定程度时，表面活性剂分子会结成很大的集团分子会结成很大的集团胶束胶束(球状、棒状、层状球状、棒状、层状)；以胶束形式存在于水中的表面活性剂是比较稳定的；以胶束形式存在于水中的表面活性剂是比较稳定的；表面活性剂在水溶液中形成胶束所需的最低浓度表面活性剂在水溶液中形成胶束所需的最低浓度“临界胶束浓度临界胶束浓度(CMC)”。相当于。相当于 C关系关系图中

23、的转折点：图中的转折点：第28页，此课件共50页哦 CCMC 表面活性剂浓度超过表面活性剂浓度超过CMC后，由于表面层已饱和，后，由于表面层已饱和，再增大表面活性剂的浓度，表面张力不再下降。再增大表面活性剂的浓度，表面张力不再下降。胶束的形成是表面活性剂胶束的形成是表面活性剂“增溶增溶”作用的根源。作用的根源。习题：习题：P983-984 第10、13、14(1)(2)、15、17题第29页，此课件共50页哦 6.4 表面活性剂及其作用表面活性剂及其作用1.表面活性剂的分类表面活性剂的分类 表面活性剂的表面活性剂的定义：作为溶质，溶少量于水中就能显定义：作为溶质，溶少量于水中就能显 著地降低溶

24、液的表面张力的物质著地降低溶液的表面张力的物质 称为表面活性剂。称为表面活性剂。说明说明（a）表面张力降到一定程度后又趋于平缓；）表面张力降到一定程度后又趋于平缓；（b）表面活性剂在溶液的表面浓集、定向排列。）表面活性剂在溶液的表面浓集、定向排列。表面活性剂的结构：表面活性剂分子在结构上都是双表面活性剂的结构：表面活性剂分子在结构上都是双 亲分子。亲分子。说明：一般由说明：一般由820碳原子的直链烃或环烃构成。碳原子的直链烃或环烃构成。第30页，此课件共50页哦 分类的依据：通常按亲水基的结构来分类分类的依据：通常按亲水基的结构来分类水溶性表面活性剂按其在水中是否离解成离子分水溶性表面活性剂按

25、其在水中是否离解成离子分离子型表面活性剂离子型表面活性剂 非离子型非离子型 表面活性剂表面活性剂按其在水中显示出活性部分的离子分按其在水中显示出活性部分的离子分阴离子型表面活性剂阴离子型表面活性剂阳离子型表面活性剂阳离子型表面活性剂两性离子型表面活性剂两性离子型表面活性剂（a）阴离子型表面活性剂：）阴离子型表面活性剂：羧酸盐羧酸盐(RCOOM)、磺酸盐磺酸盐(RSO3M)、硫酸酯盐、硫酸酯盐(R-OSO3M)、磷酸酯盐、磷酸酯盐(R-OPO3M2)等在水中电离，产生的活性部分是阴离子。等在水中电离，产生的活性部分是阴离子。其是产量最大，使用最广泛的一类表面活性剂。如：其是产量最大，使用最广泛的

26、一类表面活性剂。如：十二烷基苯磺酸钠十二烷基苯磺酸钠第31页，此课件共50页哦（b）阳离子型表面活性剂：主要是胺盐，如季胺盐：）阳离子型表面活性剂：主要是胺盐，如季胺盐：CH3-CH2CH2-N-CH2Cl+CH3CH3溶于水溶于水Cl-+CH3-CH2CH2-N-CH3+CH3CH3（亲水基为阳离子）（亲水基为阳离子）阳离子表面活性剂不能与阴离子表面活性剂混用阳离子表面活性剂不能与阴离子表面活性剂混用（c）两性离子型表面活性剂：主要是胺基羧酸型）两性离子型表面活性剂：主要是胺基羧酸型R-NH-CH2-CH2-COOHR-N-CH2-CH2-COO+-H（d）非离子型表面活性剂：主要为多元醇、

27、聚氧乙烯、）非离子型表面活性剂：主要为多元醇、聚氧乙烯、醚和酰胺类等醚和酰胺类等第32页，此课件共50页哦2.表面活性剂的作用表面活性剂的作用表面活性剂表面活性剂“工业味精工业味精”润湿作用润湿作用指液体在固体表面的粘附、铺展的现象。指液体在固体表面的粘附、铺展的现象。接触角：接触角：常以液常以液-固界面的接触角固界面的接触角 大小作为润湿程大小作为润湿程度的标志（度的标志（180）。(s-g)0(s-l)(l-g)0(s-g)(s-l)(l-g)00 若若 90，称为不润湿。，称为不润湿。第33页，此课件共50页哦 角的大小取决于角的大小取决于sg、sl、lg三种界面表面张力三种界面表面张力

28、 的的对比：当液滴的展开和收缩真正达到平衡时，三个界面上对比：当液滴的展开和收缩真正达到平衡时，三个界面上 的表面张力的合力应为零，即：的表面张力的合力应为零，即：（a）在液相中加入表面活性剂，使）在液相中加入表面活性剂，使(l-g)和和(s-l)减小，使减小，使 cos，则，则，可增大润湿程度或使不润湿变为润湿；，可增大润湿程度或使不润湿变为润湿；（b）若改变固体，使）若改变固体，使(s-g)，则，则cos，可使润，可使润 湿变为不润湿。湿变为不润湿。第34页，此课件共50页哦应用应用:需增大润湿的例子需增大润湿的例子(a)喷洒农药喷洒农药(b)印染、化妆品、胶片生产等印染、化妆品、胶片生产

29、等需减小润湿的例子需减小润湿的例子（a）棉布防水）棉布防水（b）浮游选矿）浮游选矿 增溶作用增溶作用加入表面活性剂使本来不溶于水的非极加入表面活性剂使本来不溶于水的非极性化合物能部分地溶于水中而形成透明性化合物能部分地溶于水中而形成透明液体液体表面活性剂的增溶作用。表面活性剂的增溶作用。增溶作用与真正的溶解不同：增溶作用与真正的溶解不同：溶解溶解完全均匀，相数为完全均匀，相数为1；质点数；质点数，依数性数值大；，依数性数值大；增溶增溶不均匀，相数不均匀，相数=2；质点数不变，依数性测不出。；质点数不变，依数性测不出。第35页，此课件共50页哦 乳化乳化 作用作用:凡一种液体以极微小液滴凡一种液

30、体以极微小液滴(直径约为直径约为10-5cm)分散在另一不相互溶的液相中所形成的体分散在另一不相互溶的液相中所形成的体系系乳状液，分为乳状液，分为O/W：水包油型：水包油型W/O：油包水型：油包水型乳状液在热力学上是不稳定体系，加入少量表面活性使乳状液在热力学上是不稳定体系，加入少量表面活性使之相对稳定之相对稳定乳化作用。相应的表面活性剂乳化作用。相应的表面活性剂乳化剂。乳化剂。如：牛奶如：牛奶O/W型乳状液型乳状液 15cm3煤油，煤油，25cm3水，水，0.8g碳粉碳粉 W/O 型乳状液型乳状液 蛋白质、树胶、皂素、磷脂等为乳化剂蛋白质、树胶、皂素、磷脂等为乳化剂第36页，此课件共50页哦

31、 a.吸附在泡沫液壁表面，降低吸附在泡沫液壁表面，降低(l-g)b.吸附在泡沫液壁表面，形成牢固的薄膜吸附在泡沫液壁表面，形成牢固的薄膜作用作用a及及b必必须同时兼备须同时兼备应用：应用：洗涤剂去污、泡沫灭火、浮游选矿、漂染织物等。洗涤剂去污、泡沫灭火、浮游选矿、漂染织物等。起泡使体系界面增大，根据起泡使体系界面增大，根据 G表表=A，A，G表表，体系不稳定。必须加入表面活性剂降低表面张力体系不稳定。必须加入表面活性剂降低表面张力，才能，才能抵消由此引起的抵消由此引起的 G表表的增大，使体系趋于相对稳定。它的增大，使体系趋于相对稳定。它们所起的作用主要有：们所起的作用主要有：起泡作用起泡作用第

32、37页，此课件共50页哦 6.5 溶胶及其性质溶胶及其性质 1.分散系统的分类和溶胶分散系统的分类和溶胶表面活性剂的生产属于精细化工，精细化工的特点是：表面活性剂的生产属于精细化工，精细化工的特点是：批量少、加工精细、技术密集、高附加值，具特殊用途。批量少、加工精细、技术密集、高附加值，具特殊用途。消泡剂表面活性很大，但不能形成牢固的薄膜。消泡剂表面活性很大，但不能形成牢固的薄膜。起泡的相反作用起泡的相反作用消泡，如印染后消泡。消泡，如印染后消泡。第38页，此课件共50页哦一种或几种物质分散在另一种物质中所构成的系统一种或几种物质分散在另一种物质中所构成的系统 分散系统分散系统 分散系统中分为

33、：分散系统中分为：非连续相非连续相 连续相连续相称：称：分散相分散相 分散介质分散介质按分散相粒子的大小分为按分散相粒子的大小分为粒子直径粒子直径:入射光波长，入射光波长，反射。反射。粗分散系统不透光。粗分散系统不透光。颗粒直径颗粒直径真溶液颗粒，所以溶胶的扩散系数真溶液颗粒，所以溶胶的扩散系数 比真溶液的小二个数量级，导致溶胶的扩散速度慢。比真溶液的小二个数量级，导致溶胶的扩散速度慢。可以通过测定溶胶的扩散系数可以通过测定溶胶的扩散系数求出求出胶粒的半径胶粒的半径r进一步求出进一步求出胶团的摩尔质量胶团的摩尔质量(粒子的粒子的密度密度)第42页，此课件共50页哦 电性质电性质电动现象电动现象

34、电泳：电泳：在电场作用下，固体分散相粒子在电场作用下，固体分散相粒子(胶粒胶粒)在液体介质中定向移动的现象。在液体介质中定向移动的现象。电渗：电渗：固体胶粒不动而液体介质在电场中定固体胶粒不动而液体介质在电场中定向移动的现象。向移动的现象。电动现象电动现象证实证实胶粒带电胶粒带电 胶粒带电的根源主要是胶粒表面对离子的吸附。胶粒带电的根源主要是胶粒表面对离子的吸附。溶胶粒子的结构溶胶粒子的结构形成双电层的形成双电层的 电势电势 溶胶粒子形成双电层的结构，是其相对稳定的主要根源。溶胶粒子形成双电层的结构，是其相对稳定的主要根源。胶核胶核首先吸附与其首先吸附与其相同的离子相同的离子(n-x)个个K+

35、进入紧进入紧密层密层扩散层扩散层胶粒胶粒胶团胶团(荷负电荷负电)第43页，此课件共50页哦(AgI)mI-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+胶核胶核吸附层吸附层紧密层紧密层扩散层扩散层胶粒胶粒胶团胶团结构图：结构图：若若AgI溶液中有少量溶液中有少量AgNO3电解质存在，则胶核优先吸电解质存在，则胶核优先吸附附Ag+，结构示为：，结构示为：胶粒胶粒荷正电荷正电第44页，此课件共50页哦由于胶粒带电荷，而整个溶胶要保持电中性，因此分散由于胶粒带电荷，而整个溶胶要保持电中性，因此分散介质介质(包括扩散层包括扩散层

36、)必然带有电性相反的电荷，形成双电层：必然带有电性相反的电荷，形成双电层：胶胶核核吸附层吸附层+紧密层紧密层+胶粒胶粒(带负电带负电)扩散层扩散层(带正电带正电)胶团胶团(电中性电中性)由胶粒紧密层外界由胶粒紧密层外界面至扩散层边缘面至扩散层边缘(溶溶液本体液本体)之间的电势之间的电势差差 电势。其大电势。其大小决定胶粒在电场小决定胶粒在电场中的运动速度，也中的运动速度，也称为电动电势。称为电动电势。胶粒带电，胶粒带电，当两个胶粒靠近到一定程度时，双电层重当两个胶粒靠近到一定程度时，双电层重叠叠,排斥排斥,成为胶粒聚结的阻力成为胶粒聚结的阻力溶胶稳定性的重要原因。溶胶稳定性的重要原因。变薄变薄

37、第45页，此课件共50页哦 若外加电解质浓度若外加电解质浓度,进入胶粒紧密层的离子数进入胶粒紧密层的离子数(n-x),则则x，即胶粒带电，即胶粒带电，扩散层变薄，扩散层变薄，电势电势。当当x=0时，时，=0，溶胶过渡到等电状态。，溶胶过渡到等电状态。6.6 溶胶的聚沉和絮凝溶胶的聚沉和絮凝 1.外加电解质对溶胶聚沉的影响外加电解质对溶胶聚沉的影响 电解质对溶胶稳定性的影响有双重性：电解质对溶胶稳定性的影响有双重性：其其c时时 有助胶粒带电有助胶粒带电 形成双电层形成双电层 胶粒互相排斥胶粒互相排斥 起稳定作用；起稳定作用；其其c时时 胶粒带电胶粒带电 扩散层变薄扩散层变薄 电势电势 导致溶胶聚

38、沉。导致溶胶聚沉。聚沉值聚沉值 习题：习题：p422 第第20、23题题 第46页，此课件共50页哦 最低浓度。以最低浓度。以“毫摩尔毫摩尔升升-1”为单位为单位 聚沉值愈小，聚沉能力愈强。例如：聚沉值愈小，聚沉能力愈强。例如：电解质电解质的聚沉值的聚沉值对对Al(OH)3溶胶溶胶的聚沉值的聚沉值对对Fe(OH)3溶胶溶胶NaCl 9.2 43KCl 9.0 46KNO3 12 60K2SO4 0.20 0.30K2Cr2O7 0.19 0.63K3Fe(CN)6 0.08 聚沉值是指使一定量的某种溶胶发生明显的聚沉所需的聚沉值是指使一定量的某种溶胶发生明显的聚沉所需的第47页，此课件共50页

39、哦 各种无机电解质聚沉值的经验规律各种无机电解质聚沉值的经验规律 a.电解质使溶胶发生聚沉，主要起作用的是与胶粒带相电解质使溶胶发生聚沉，主要起作用的是与胶粒带相反电荷的离子反电荷的离子“反离子反离子”。反离子价数。反离子价数，聚沉值，聚沉值，聚沉能力聚沉能力。约聚沉值。约聚沉值1/(反离子价数反离子价数)6。b.同价反离子聚沉值虽相近，但依离子的大小不同，其同价反离子聚沉值虽相近，但依离子的大小不同，其 聚沉值不同：聚沉值不同：对负溶胶对负溶胶,一价金属正离子愈大，聚沉能力一价金属正离子愈大，聚沉能力(聚沉值聚沉值)：Cs+Rb+K+Na+Li+(半径半径)对正溶胶对正溶胶,一价金属负离子愈

40、大，聚沉能力一价金属负离子愈大，聚沉能力(聚沉值聚沉值)：Cl-Br-NO-3I-(半径半径)第48页，此课件共50页哦 c.当反离子相同时，与胶粒带有相同电荷的离子价数愈当反离子相同时，与胶粒带有相同电荷的离子价数愈高，聚沉能力愈低高，聚沉能力愈低(聚沉值愈大聚沉值愈大)。如：对带正电的胶粒，。如：对带正电的胶粒，聚沉能力是聚沉能力是 Na2SO4MgSO4。2.溶胶的相互聚沉溶胶的相互聚沉 使两种电性相反的溶胶混合而发生聚沉。使两种电性相反的溶胶混合而发生聚沉。3.加入大分子化合物凝聚剂的加入大分子化合物凝聚剂的“絮凝絮凝”作用作用 大分子化合物对溶胶稳定性起破坏作用的实质是吸附。大分子化

41、合物对溶胶稳定性起破坏作用的实质是吸附。通过通过“架桥效应架桥效应”将许多胶粒连成一体将许多胶粒连成一体聚沉。此过程称聚沉。此过程称“絮凝过程絮凝过程”，大分子化合物称，大分子化合物称“絮凝剂絮凝剂”，絮凝过程所得，絮凝过程所得沉沉淀物称淀物称“絮凝物絮凝物”。第49页，此课件共50页哦 大分子化合物对溶胶稳定性的影响有双重性，当加入过大分子化合物对溶胶稳定性的影响有双重性，当加入过量时，反而起到保护和稳定溶胶的作用，此时称量时，反而起到保护和稳定溶胶的作用，此时称“保护剂保护剂”。目前使用得最多的絮凝剂是聚丙烯酰胺类目前使用得最多的絮凝剂是聚丙烯酰胺类(CHCH2)nCONH2及聚氟乙烯类、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯及聚氟乙烯类、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酸钠、天然明胶等。酸钠、天然明胶等。亲水性明胶、蛋白质、淀粉等大分子物质通常作亲水性明胶、蛋白质、淀粉等大分子物质通常作“保护剂保护剂”大分子絮凝过程有：效率高、沉降迅速、沉淀物块大大分子絮凝过程有：效率高、沉降迅速、沉淀物块大而疏松，便于过滤等优点。而疏松，便于过滤等优点。应用：污水处理、分离沉淀、有用矿泥的回收等。应用：污水处理、分离沉淀、有用矿泥的回收等。习题：习题：P1079 第1、2、3、4、5、8、9、11题第50页，此课件共50页哦