章胶体与大分子溶液优秀文档.ppt
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1、物理化学电子教案第十四章胶体分散系统和大分子溶液14.1 胶体和胶体的基本特性第十四章 胶体分散系统和大分子溶液 14.2 溶胶的制备和净化14.3 溶胶的动力性质14.4 溶胶的光学性质14.5 溶胶的电学性质 14.7 溶胶的稳定性和聚沉作用14.8 乳胶液14.9 凝胶14.10 大分子溶液14.6 双电层理论和 电势14.11 Donnan平衡和聚电解质溶液的渗透压*14.12 流变学简介*14.13 纳米粒子第十四章 胶体分散系统和大分子溶液 例如:云,牛奶,珍珠 把一种或几种物质分散在另一种物质中就构成分散体系。其中,被分散的物质称为分散相(dispersed phase),另一种
2、物质称为分散介质(dispersing medium)。分散相和分散介质 什么是胶体分散系统?按分散相粒子的大小,通常有三种分散系统 分散相与分散介质以分子或离子形式彼此混溶,没有界面,是均匀的单相,分子半径在1 nm 以下。分散相粒子的半径在1 nm100 nm之间,目测是均匀的,但实际是多相不均匀系统。也有的将 1nm 1000 nm之间的粒子归入胶体范畴。当分散相粒子大于1000 nm,目测是混浊不均匀系统,放置后会沉淀或分层。胶体分散系统在生物界和非生物界都普遍存在,在实际生活和生产中也占有重要的地位。所谓宏观是指研究对象的尺寸很大,其下限是人的肉眼可以观察到的最小物体(半径大于1微米
3、),而上限则是无限的。所谓微观是指上限为原子、分子,而下限则是一个无下限的时空。在宏观世界与微观世界之间,有一个介观世界,在胶体和表面化学中所涉及的超细微粒,其大小、尺寸在1nm-100nm之间,基本上归属于介观领域。14.1 胶体和胶体的基本特性 分散系统的分类根据胶体系统的性质至少可分为两大类:(1)憎液溶胶 系统具有很大的相界面,很高的表面Gibbs自由能,很不稳定,极易被破坏而聚沉 简称溶胶,由难溶物分散在分散介质中所形成,粒子都是由很大数目的分子构成,大小不等 聚沉之后往往不能恢复原态,因而是热力学中的不稳定和不可逆系统。本章主要讨论憎液溶胶14.1 胶体和胶体的基本特性 分散系统的
4、分类根据胶体系统的性质至少可分为两大类:(2)亲液溶胶大(高)分子化合物的溶液通常属于亲液溶胶 它是分子溶液,但其分子的大小已经到达胶体的范围,因此具有胶体的一些特性(例如:扩散慢,不透过半透膜,有Tyndall效应等等)若设法去除大分子溶液的溶剂使它沉淀,重新再加入溶剂后大分子化合物又可以自动再分散,因而它是热力学中稳定、可逆的系统。14.1 胶体和胶体的基本特性 分散系统的分类若根据分散相和分散介质的聚集状态进行分类 1.液溶胶 将液体作为分散介质所形成的溶胶。当分散相为不同状态时,则形成不同的液溶胶:A.液-固溶胶 如油漆,AgI溶胶B.液-液溶胶 如牛奶,石油原油等乳状液C.液-气溶胶
5、 如泡沫14.1 胶体和胶体的基本特性 分散系统的分类若根据分散相和分散介质的聚集状态进行分类 2.固溶胶 将固体作为分散介质所形成的溶胶。当分散相为不同状态时,则形成不同的固溶胶:A.固-固溶胶 如有色玻璃,不完全互溶的合金B.固-液溶胶 如珍珠,某些宝石C.固-气溶胶 如泡沫塑料,沸石分子筛14.1 胶体和胶体的基本特性 分散系统的分类若根据分散相和分散介质的聚集状态进行分类 3.气溶胶 将气体作为分散介质所形成的溶胶。当分散相为固体或液体时,形成气-固或气-液溶胶,但没有气-气溶胶,因为不同的气体混合后是单相均一系统,不属于胶体范围。A.气-固溶胶 如烟,含尘的空气B.气-液溶胶 如雾,
6、云憎液溶胶的特性(1)特有的分散程度 粒子的大小在1100 nm之间,因而扩散较慢,不能透过半透膜,渗透压低但有较强的动力稳定性 和乳光现象。(2)多相不均匀性 具有纳米级的粒子是由许多离子或分子聚结而成,结构复杂,有的保持了该难溶盐的原有晶体结构,而且粒子大小不一,与介质之间有明显的相界面,比表面很大。(3)易聚结不稳定性 因为粒子小,比表面大,表面自由能高,是热力学不稳定系统,有自发降低表面自由能的趋势,即小粒子会自动聚结成大粒子。胶团的结构 形成憎液溶胶的必要条件是:(1)分散相的溶解度要小;(2)还必须有稳定剂存在,否则胶粒易聚结而 聚沉。胶团的结构 胶粒的结构比较复杂,先有一定量的难
7、溶物分子聚结形成胶粒的中心,称为胶核;然后胶核选择性的吸附稳定剂中的一种离子,形成紧密吸附层;由于正、负电荷相吸,在紧密层外形成反号离子的包围圈,从而形成了带与紧密层相同电荷的胶粒;胶粒与扩散层中的反号离子,形成一个电中性的胶团。胶核吸附离子是有选择性的,首先吸附与胶核中相同的某种离子,用同离子效应使胶核不易溶解胶团的结构例1:AgNO3+KIKNO3+AgI(AgI)m n I(n-x)K+x xK+胶核胶粒胶团胶团的图示式:胶核 胶粒(带负电)胶团(电中性)胶团的结构表达式:过量的 KI 作稳定剂 胶团的结构例2:AgNO3+KI KNO3+AgI(AgI)m n Ag+(n-x)NO3x
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