第二三章膠體總結(jié)

1、第二、三章膠體體系內(nèi)容精要1.1.分散系統(tǒng)的定義及分類分散系統(tǒng)的定義及分類（1）分散系統(tǒng)的定義分散系統(tǒng)：一種或數(shù)種物質(zhì)分散在另一種物質(zhì)中所形成的系統(tǒng)。前者即被分散的物質(zhì)叫分散質(zhì)或分散相，后者即起分散作用的物質(zhì)叫分散介質(zhì)。（2）分散系統(tǒng)的分類分散系統(tǒng)可分為均相分散系統(tǒng)和多相分散系統(tǒng)。均相分散系統(tǒng)：物質(zhì)彼此以分子形態(tài)分散或混合所形成的系統(tǒng)。如小分子溶液、電解質(zhì)溶液。它們具有透明、不發(fā)生散射現(xiàn)象、溶質(zhì)擴(kuò)散速度快特點(diǎn)，是熱力學(xué)穩(wěn)定系統(tǒng)。多相分散

2、系統(tǒng)：物質(zhì)以微相形態(tài)分散在分散介質(zhì)中所形成的系統(tǒng)。按分散相粒子的大小可分為二類：①粗分散系統(tǒng)：分散相粒子的線度大于100nm的分散系統(tǒng)，如乳狀液、懸浮液；②膠體分散系統(tǒng)：分散相粒子的線度在1～100nm的分散系統(tǒng)。（3）膠體分散系統(tǒng)根據(jù)IUPAC給膠體分散系統(tǒng)的定義，膠體系統(tǒng)應(yīng)包括：溶膠、締合膠體或膠體電解質(zhì)以及大（高）分子溶液。溶膠或稱為憎液溶膠，主要特點(diǎn)是高度分散的、多相的、熱力學(xué)不穩(wěn)定系統(tǒng)；締合膠體或膠體電解質(zhì)通常是由含有非極性碳

3、氫基團(tuán)和極性基團(tuán)的電解質(zhì)分子締合成的粒子（也叫膠束）體系，它們是熱力學(xué)穩(wěn)定系統(tǒng)；大（高）分子溶液也稱親液溶膠，是高度分散的、均相的、熱力學(xué)穩(wěn)定系統(tǒng)。通常所說的膠體系統(tǒng)是指憎液溶膠。2.2.膠體系統(tǒng)的制備與凈化膠體系統(tǒng)的制備與凈化（1）制備可分為分散法和凝聚法。分散法是用適當(dāng)?shù)姆椒ㄊ勾蟮墓腆w粒子在有穩(wěn)定劑存在時(shí)分散成膠體粒子大小，如機(jī)械粉碎法、超聲波法、電弧法和膠溶法。凝聚法是將分子或離子通過適當(dāng)手段制成難溶物的過飽和溶液從而凝聚成膠體粒

4、子大小，如化學(xué)凝聚法和物理凝聚法（如溶劑置換法等）。（2）凈化凈化的原因是由于溶膠中過多的電解質(zhì)存在影響了溶膠的餓穩(wěn)定性。通常采用滲析法或電滲析法、超過濾法或電超過濾法。3.3.膠體體系的性質(zhì)膠體體系的性質(zhì)（1）膠體體系的光學(xué)性質(zhì)丁達(dá)爾效應(yīng)：當(dāng)一束波長大于膠粒尺寸的入射光照射到膠體系統(tǒng)時(shí)發(fā)生的散射現(xiàn)象。丁達(dá)爾效應(yīng)的實(shí)質(zhì)是膠粒對(duì)光的散射作用，散射光的強(qiáng)度用雷利（Rayleigh）公式來表示：0222022022422)cos1(229In

5、nnnlcVI???????????????式中I、I0分別是單位體積溶膠的散射光、入射光強(qiáng)度；V是單個(gè)分散相粒子體積；c是單位體積中的粒子數(shù)或濃度；λ是入射光的波長；n和n0分別是分散相和分散介質(zhì)的折光率；θ是觀察方向與入射光方向間的夾角，即散射角；是觀察者與散射中心的距離。l由該式可知：①散射光的強(qiáng)度與入射光的波長的四次方成反比。因此，入射光的波長越短，散射越多。若要觀察散射光，光源的波長以短者為宜；而觀察透過光，則光源波長別為分散

6、相粒子及分散介質(zhì)的密度。此式適用于單級(jí)分散粒子在重力場下的沉降平衡。（3）膠體體系的電學(xué)性質(zhì)①電動(dòng)現(xiàn)象由外加電勢差而引起分散相粒子與分散介質(zhì)之間的相對(duì)移動(dòng)如電泳、電滲以及由分散相粒子與分散介質(zhì)之間的相對(duì)移動(dòng)而引起的電勢差如流動(dòng)電勢、沉降電勢，其電學(xué)性質(zhì)都與分散相粒子與分散介質(zhì)之間的相對(duì)移動(dòng)有關(guān)，統(tǒng)稱為電動(dòng)現(xiàn)象。電泳：在外加電場下，膠體粒子在分散介質(zhì)中作定向移動(dòng)的現(xiàn)象。膠體的電泳說明膠粒是帶電的。影響電泳的因素有：帶電粒子的大小、形狀、粒

7、子表面的電荷數(shù)目，分散介質(zhì)的粘度、分散介質(zhì)中電解質(zhì)的種類，離子強(qiáng)度以及pH、溫度和體系所加的電壓等。電滲：在外加電場下，分散介質(zhì)通過多孔膜或極細(xì)的毛細(xì)管而移動(dòng)，即固相不動(dòng)而液相移動(dòng)的現(xiàn)象。和電泳一樣，外加電解質(zhì)對(duì)電滲速度的影響較大，電滲速度隨電解質(zhì)濃度的增加而降低，甚至?xí)淖円后w流動(dòng)的方向。流動(dòng)電勢：在外力作用下，液體通過相對(duì)靜止的固體表面（如多孔膜）而產(chǎn)生的電勢。流動(dòng)電勢是電滲作用的反面現(xiàn)象，其大小與介質(zhì)的電導(dǎo)率成反比。沉降電勢：分散

8、相粒子在分散介質(zhì)中迅速沉降時(shí)，在液體的表面層與底層之間產(chǎn)生的電勢差。沉降電勢是電泳作用的反面現(xiàn)象。②擴(kuò)散雙電層擴(kuò)散雙電層理論：分散相粒子表面帶有電荷，反離子在靜電和熱運(yùn)動(dòng)作用下呈擴(kuò)散狀態(tài)分布在分散相粒子周圍，分兩層即緊密層和擴(kuò)散層，緊密層是指一部分反離子緊密地排列在固體表面或分散相粒子表面上（距離約為一、二個(gè)分子的厚度）而形成的，擴(kuò)散層是指另一部分反離子從緊密層邊界開始到溶液本體由多漸少地分布而成。緊密層與擴(kuò)散層的分界面為被吸附的溶劑化

9、反離子中心邊線所形成的假想面，稱為斯特恩（Stern）面，當(dāng)固、液兩相或分散相與分散介質(zhì)之間發(fā)生相對(duì)移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)面（切動(dòng)面）在斯特恩層外。熱力學(xué)電勢是固體表面或分散相粒子表面至溶液本體間的電勢差；斯特恩電勢0?是指從斯特恩面至溶液本體間的電勢差；動(dòng)電電勢ζ是指從滑動(dòng)面（切動(dòng)面）至溶液??本體間的電勢差。熱力學(xué)電勢與ζ電勢是不同的，熱力學(xué)電勢的數(shù)值主要取決于溶液中與固體表0?0?面或與分散相粒子表面成平衡的反離子的濃度，外加少量電解質(zhì)不影

10、響熱力學(xué)電勢；而0?ζ電勢則隨溶劑化層中離子濃度的改變而變，外加少量電解質(zhì)對(duì)ζ電勢的數(shù)值有顯著影響，隨著電解質(zhì)濃度的增加，ζ電勢的數(shù)值降低，甚至可以改變符號(hào)。ζ電勢的計(jì)算公式如下：ζ=uηεE其中η為分散介質(zhì)的粘度，單位為Pa?s；ε是分散介質(zhì)的介電常數(shù)，單位為C?V1?m1ε=εrε0εr稱為電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)，顯然真空的εr=1，其它電介質(zhì)的εr為大于1的純數(shù)，水溶膠的相對(duì)介電常數(shù)εr值與同溫度下水的相對(duì)介電常數(shù)的值很接近，ε0稱