第二章胶体溶液和表面现象课件.ppt

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1、第二章胶体溶液和表面现象第1页，此课件共34页哦分散系的分类分散系的分类胶体分散系包括溶胶、高分子溶液和缔合胶体。胶体分散系包括溶胶、高分子溶液和缔合胶体。分散系分散系分子或离子分散系分子或离子分散系（真溶液）（真溶液）d 1 nm胶体分散系胶体分散系（溶胶（溶胶&高分子溶液）高分子溶液）1 d 100 nm第2页，此课件共34页哦第一节第一节 溶胶溶胶一、溶胶的性质一、溶胶的性质 1、溶胶对过滤器的通透性、溶胶对过滤器的通透性（不同过滤器通透性不同）（不同过滤器通透性不同）2、光学性质、光学性质（Tyndall现象）现象）粒子粒径大于照射光的波长时，粒子表面反射光；粒径略小于波长时，发生散射

2、成乳光。Fe(OH)3胶体胶体丁达尔效应示意图丁达尔效应示意图光源光源凸透镜凸透镜光锥光锥第3页，此课件共34页哦 将溶胶置于暗处，用一束强光照射溶胶，在与光束垂直的方向观察，可以看到溶胶中有一束浑浊发亮的光柱，这种现象是由英国物理学家丁铎尔发现的，称为丁铎尔现象或乳光现象。丁铎尔现象 利用丁铎尔现象可以区别真溶液、胶体溶液和粗分散利用丁铎尔现象可以区别真溶液、胶体溶液和粗分散系。系。第4页，此课件共34页哦 第二节 胶体溶液和高分子化合物溶液 森林中的丁铎尔现象丁铎尔现象第5页，此课件共34页哦3.动力学性质(布朗运动)1827 年植物学家布朗用显微镜观察到悬浮在液面上的花粉粉末不断地作不规

3、则的运动。布朗运动产生的原因：布朗运动产生的原因：1、分散介质分子对分散质粒子的不断撞击。2、分散质粒子本身处于不断的热运动中。1、布朗运动与扩散第6页，此课件共34页哦由于微粒的热运动而产生的物质从高浓度区域向低浓度区域自动迁移的现象称为扩散。扩散是双向运动。扩散扩散胶粒越小，运动速度就越快，布朗运动就越剧烈。2、沉降平衡第7页，此课件共34页哦 电泳：电泳：在外电场作用下，胶粒向电极移动的现象。4.溶胶的电学性质第8页，此课件共34页哦电渗：电渗：在外电场作用下，限制胶粒不能移动，而液体介质发生定向移动的现象。第9页，此课件共34页哦 胶粒带电的原因：1、胶粒在溶液中选择性吸附与胶粒组成有

4、关的粒子。2、胶粒表面的分子电离，一种离子脱离胶粒进入溶液，另一种离子留在胶粒表面。Fe(OH)3mnFeO+(n-x)Cl-x+xCl-胶核胶核 电位离子电位离子 反离子反离子 反离子反离子 如 Fe(OH)3溶胶：电位离子:能使固体表面带电的离子称为电位离子。反离子:溶液中与电位离子带相反电荷的离子称为反离子。第10页，此课件共34页哦 三、胶团结构Fe(OH)3mnFeO+(n-x)Cl-x+xCl-胶核胶核 电位离子电位离子 反离子反离子 反离子反离子 第11页，此课件共34页哦I胶核胶核(AgI)(AgI)m mI-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-K+K+

5、K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+吸附吸附层层扩扩 散散 层层胶粒胶粒胶团胶团 胶团结构式：（AgI）mnI-(n-x)K+X-xK+第12页，此课件共34页哦例：用AgNO3溶液与过量KI溶液作用制备的AgI溶胶，胶团结构式为：(AgI)mnI-(n-x)K+x-xK+例：用KI溶液与过量AgNO3溶液作用制备的AgI溶胶，胶团结构式为：(AgI)mnAg+(n-x)NO3-x+xNO3-例：例：As2S3溶胶胶团的结构式为：溶胶胶团的结构式为：(As2S3)mnHS-(n-x)H+x-xH+例：硅酸溶胶的胶团结构式为：例：硅酸溶胶的胶团结构式为：(H2SiO3)m

6、nHSiO3-(n-x)H+x-xH+第13页，此课件共34页哦二、溶胶的稳定性和聚沉1.溶胶的稳定性溶胶稳定的主要原因:（1）胶粒间同种电荷的排斥作用（2）胶粒的溶剂化作用（3）胶粒的布朗运动2.溶胶的聚沉(1)电解质的聚沉作用 电解质聚沉的主要原因:中和了胶粒的电荷 破坏了胶粒的溶剂化膜第14页，此课件共34页哦 电解质聚沉能力的大小:聚沉能力主要取决于与胶粒带相反电荷的离子的价数。价数越高,聚沉能力越强。同价离子的聚沉能力随离子水化半径的增大而减小。聚沉值:使一定量的溶胶在一定时间内开始聚沉所需电解质的最低浓度。聚沉值越小,聚沉能力越强。3价离子2价离子1价离子第15页，此课件共34页哦

7、(2)加入带相反电荷的溶胶（溶胶的相互聚沉）聚沉的主要原因:胶粒所带电荷被中和。(3)加热加热能破坏胶体的主要原因:胶粒运动加剧,碰撞机会增多。胶粒所带电量减少。应用：、土壤中的Fe(OH)3、Al(OH)3等正电溶胶和粘土、腐殖质等负电溶胶互相聚沉，对土壤胶粒的结构有重要影响；、明矾的净水作用：明矾溶于水，水解形成Al(OH)3溶胶，结构为 Al(OH)3mn Al3+（n-x）SO42-2x+x SO42-;胶粒带正电，而天然水中的悬浮粒子一般带负电荷。第16页，此课件共34页哦第二节第二节 高分子化合物溶液高分子化合物溶液第17页，此课件共34页哦 高分子化合物是指相对分子质量在1万以上

8、，甚至高达几百万的大分子化合物。高分子溶液是指高分子溶解在适当的溶剂中所形成的溶液。一、高分子溶液第18页，此课件共34页哦 溶胶、高分子溶液和溶液三者的性质比较 性质溶胶高分子溶液溶液分散相粒子分子或离子的聚集体单个分子、离子单个分子、离子粒子直径1100 nm1100 nm小于1 nm扩散速率慢慢快半透膜不能透过不能透过能透过丁铎尔现象明显微弱很微弱体系稳定性相对稳定均匀稳定均匀稳定加入电解质少量即发生聚沉大量时发生聚沉稳定粘度小大小二、高分子化合物溶液的形成和特征二、高分子化合物溶液的形成和特征第19页，此课件共34页哦2、是单个分子分散的单相体系，是真溶液，溶、是单个分子分散的单相体系

9、，是真溶液，溶解过程是自动的，也是可逆的，是热力学的稳定解过程是自动的，也是可逆的，是热力学的稳定体系。体系。3、无丁达尔效应因为高分子化合物分子中含有、无丁达尔效应因为高分子化合物分子中含有大量的亲水基团大量的亲水基团(-OH，-COOH、-NH2)，溶剂，溶剂化作用强，溶质与溶剂间无界面。化作用强，溶质与溶剂间无界面。1、高分子化合物的分子量可达几百万，长度可达、高分子化合物的分子量可达几百万，长度可达几百纳米，但截面积只几百纳米，但截面积只 相当于一个普通分子大小。相当于一个普通分子大小。第20页，此课件共34页哦 由于高分子化合物溶液比较稳定，在溶胶中加入一定量的高分子化合物，能显著提

10、高溶胶对电解质的稳定性，这种现象称为高分子化合物对溶胶的保护作用。三、高分子化合物溶液对溶胶的保护作用三、高分子化合物溶液对溶胶的保护作用第21页，此课件共34页哦 保护作用示意图高分子化合物溶液对溶胶的保护作用 高分子被吸附在胶粒的表面上，包裹住胶粒，形成了一层高分子保护膜，阻止了胶粒间的聚集。原因第22页，此课件共34页哦 正常人血液中的CaCO3、Ca3(PO4)2是以溶胶的形式存在并被蛋白质等高分子所保护，所以它们在血液中的含量虽比在水中的溶解度大得多，但仍然能稳定存在而不聚沉。当发生某些疾病使血液中的蛋白质减少时，就可使难溶盐的溶胶发生聚沉，沉积在胆、肾等器官中形成结石。生理意义高分

11、子化合物溶液对溶胶的保护作用第23页，此课件共34页哦 高分子化合物对溶胶的保护作用：高分子化合物对溶胶的保护作用：保护作用：保护作用：例：例：Fe(OH)3溶胶，加入白明胶（高分子溶胶，加入白明胶（高分子化合物溶液）后再加电解质不易聚沉。化合物溶液）后再加电解质不易聚沉。第24页，此课件共34页哦 许多高分子溶液和某些溶胶在一定条件下粘度逐渐增大，最后失去流动性，变成弹性的半固体状态，这个过程称为胶凝。所形成的弹性半固体物质称为凝胶。人体内的肌肉、皮肤、脏器、血管壁及毛发、指甲、软骨等都可以看成是凝胶，人体中约占体重2/3的水，基本上也是保存在凝胶里。第三节 凝胶第25页，此课件共34页哦

12、弹性凝胶：经烘干后体积缩小很多，但仍保持弹性例如：肌肉、脑髓、软骨、指甲、毛发等凝胶。脆性凝胶：凝胶烘干后体积缩小不多，但弹性已失去并具有脆性例如：氢氧化铝、硅酸等形成的凝胶凝胶分类第26页，此课件共34页哦 干燥的弹性凝胶放入适当的溶剂中，会自动吸收液体而膨胀，体积增大，这个过程叫做膨润或溶胀。脆性凝胶几乎不能膨润。膨润在生理过程中有着重要的作用。植物的种子只有膨润后才能发芽生长。人体构成血管壁的凝胶膨润能力减低，会使血管硬化。随着有机体的逐渐衰老，膨润能力也逐渐减弱，皮肤出现的皱纹就是有机体的膨润能力减退的表现。凝胶膨润或溶胀第27页，此课件共34页哦第三节、表面现象第三节、表面现象 表面

13、张力：液体或固体表面粒子比内部粒子能量高，多出的液体或固体表面粒子比内部粒子能量高，多出的这部分能量称为体系的表面能。由于内外受力不均匀这部分能量称为体系的表面能。由于内外受力不均匀存在着使液面紧缩的力，称为表面张力。存在着使液面紧缩的力，称为表面张力。第28页，此课件共34页哦 1g水水滴滴分分散散成成直直径径2nm的的小小水水滴滴，总总面面积积为为原原来来的的625万万倍倍，增增加加的的能能量量可可将将这这1g水水的的温温度度升升高高50。同同一一体体系系，其其分分散散度度越越大大，其表面能越大。其表面能越大。胶胶体体是是一一种种高高度度分分散散的的多多相相体体系系，具具有有很很大大的的比

14、比表表面面，因因此此表表面面能能很很大大。能能量量越越高高，体系越不稳定，胶体是热力学的不稳定体系。体系越不稳定，胶体是热力学的不稳定体系。第29页，此课件共34页哦表面活性剂表面活性剂 表面活性物质：溶于水后能显著降低溶液的表面表面活性物质：溶于水后能显著降低溶液的表面能（表面张力）的物质称为表面活性剂。能（表面张力）的物质称为表面活性剂。分类：1、离子型表面活性剂2、非离子型表面活性剂第30页，此课件共34页哦 二、表面吸附 一种物质自动浓集到另一物质表面上的过程叫吸附。其中有吸附能力的物质称为吸附剂;被吸附的物质称为吸附质。物体表面的粒子（分子、原子或离子）比内部粒子有更高的能量。表面粒

15、子比内部粒子多出的这部分能量称为表面能。E =S 第31页，此课件共34页哦表面活性剂的结构 从分子结构来看，其特点是具有从分子结构来看，其特点是具有双亲基团双亲基团的物的物质质：亲水基：亲水基：如如-OH,-COOH,-NH2,-SO3H等，是等，是极性部分，溶于水；极性部分，溶于水；憎水基憎水基(亲油性亲油性)如烷基、苯基如烷基、苯基等，是非极性部分，溶于油。等，是非极性部分，溶于油。第32页，此课件共34页哦亲油基亲油基亲水基亲水基第33页，此课件共34页哦亲油基亲油基 亲水基亲水基如：如：CH3(CH2)16COONa乳化剂在水面上定向排列乳化剂在水面上定向排列肥肥皂皂是是最最常常见见的的表表面面活活性性物物质质，它它是是硬硬脂脂酸酸的的钠钠盐盐。C17H35-COONa。亲油基亲油基 亲水基亲水基 注：表面活性物质在两相间的排列注：表面活性物质在两相间的排列第34页，此课件共34页哦