第一章-胶体和溶液课件.ppt

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1、2023/4/3,第1页,第一节 分散系,一、概念体系:研究的对象,也称为系统.分散系:一种或几种物质高度分散在 另一种介质中所形成的体系。分散质（相）:分散系中被分散的物质。分散剂（介质）:容纳分散质的物质。二、分散系组成：分散质分散剂 三、分散系分类：1、按照分散质粒子直径大小 2、按照分散质和分散剂的聚集状态,2023/4/3,第2页,按照分散质粒子大小,2023/4/3,第3页,以上三类分散系之间虽然有明显的区别,但没有 明显的界线，三者之间的过渡是渐变的,某些系统可以同时表现出两种或者三种分散系的性质,因此以分散质粒子直径大小作为分散系分类的依据是相对的.,2023/4/3,第4页,

2、按照物质的聚集状态,2023/4/3,第5页,四、分散度和比表面 1、分散度 2、比表面:S0=S/V 特例 立方体 S0=6/L 分散系的分散度以比表面S0表示，S0越大、分散度越高。,L,2023/4/3,第6页,第二节 溶液浓度一、物质的量 1、含义：国际单位（SI）制的基本物理量之一，表示系统所含基本单元的数量。2、表示及单位表示：n(基本单元)单位：摩尔（mol）摩尔是系统的物质的量，我们定义12gC12的原子数为1摩尔，也即阿伏伽德罗常数(N=6.021023)3、摩尔质量:MB=m/nB MB：物质B的摩尔质量，单位：kg/mol(常用g/mol),2023/4/3,第7页,二、

3、溶液浓度（四种）1、物质的量浓度（摩尔浓度）单位体积的溶液中所含溶质的物质的量，用 C 表示(1)公式:CB=nB/V(2)单位:mol/L(3)其中：nB为物质B的物质的量；V为溶液的体积。注意：溶液的体积V随温度会发生变化。所以同一溶液在不同温度时CB会不同。,2023/4/3,第8页,2、质量摩尔浓度 在1000克溶剂中所含有溶质的物质的量，用 bB表示。(1)公式:bB=nB/mA(2)单位:mol/kg(3)其中：nB为物质B的物质的量；mA为溶剂的质量。注意：溶剂的质量随温度不会发生变化。所以同一溶液在不同温度的地区其bB相同。,2023/4/3,第9页,3、摩尔分数 溶液中某种组

4、分（溶质或溶剂）的物质的量同溶液的总的物 质的量之比称为物质的量分数，用 x表示。(1)公式:xi=ni/n（总）(2)单位：1（无量纲）（3）if n a+nb=n（总）then xa=na/n（总）xb=nb/n（总）and xa+xb=1,2023/4/3,第10页,4、质量分数 100份质量的溶液中所含溶质的质量份数称为该溶液的质量分数。用 表示。(1)公式:B=m(B)/m(2)单位:1（无量纲）,名称 定义 公式 单位物质的量浓度CB 溶质nB/溶液V CB=nB/V=mB/MBV molL-1 质量摩尔浓度bB 溶质nB/溶剂mA bB=nB/mA=mB/MBmA molkg-1

5、摩尔分数xB 溶质nB/溶液ni总和 xB=nB/nA+nB 1 质量分数B 溶质mB/溶液m B=mB/m 1,较稀水溶液：因V m、1,CB bB,2023/4/3,第11页,例1：0.288g 某溶质溶于15.2g水中，所得溶液为 0.221mol/kg，求该 溶质的摩尔质量。解:M=m/n=m/b*mA=0.288/（0.0152*0.221）g/mol=85.7g/mol例2：某种乙醇的水溶液是由3mol的水和2mol的乙醇（CH3CH2OH）组成，求水和乙醇的物质的量分数。解：xH2O=3/5 x乙醇=2/5,2023/4/3,第12页,例3：在298.15K时，质量分数为 0.0

6、947 的硫酸溶液，其密度为 1.0603 103 Kg.m-3。试求：(1)硫酸的质量摩尔浓度;(2)硫酸的物质的量浓度；(3)硫酸的摩尔分数。解:(1)设溶液的密度为体积为V,则有溶液的质量V bB=nB/mA=（V B）/M B/V A=B/M B/A=0.0947/98.07/0.9053mol/g=0.001067mol/g=1.067mol/kg(2)C=（V B）/M B/V=0.0947 1060.3/98.07 mol/L=1.024mol/L(3)x=（nB/n 总）=（V B）/M B/V A/M A+V B）/M B=0.01885,2023/4/3,第13页,一、水的

7、相图,第三节 稀溶液的依数性,1 概念相：系统中化学性质和物理性质完全相同的部分称为相 异相之间有明显的界面。单相系统：只含有一个相的系统。如：NaCl溶液多相系统：含有两个或两个以上相的系统。如：油+水相变：在一定条件下，不同相(固、液、气)之间的相互转化 称为相变。相平衡：当相变达到各种相态能稳定共存的状态称相平衡。水的相图：表示水的相平衡与温度、蒸气压的关系图称为水 的相图。学习水的相图，可以掌握水的相变规律，判断在某一压力和温度下，哪种相态能稳定存在，为科研生产服务。,2023/4/3,第14页,2 水的相图水的相图是根据实验绘制的.图上有：三个单相区 在气、液、固三个单相区内,独立的

8、改变温度和压力不会引起相的改变。三条两相平衡线 压力与温度只能改变一个,指定了压力,则温度由体系自定。,OA 是气-液两相平衡线；OB 是气-固两相平衡线;OC 是液-固两相平衡线；O点 是三相点气-液-固三相共存,2023/4/3,第15页,O点 是三相点,气-液-固三相共存.三相点的温度和压力皆由体系自定(H2O的三相点温度为0.00981,压力为610.62 Pa).冰点 是在大气压力下,水、冰共存.当大气压力为105 Pa时,冰点温度为0,改变外压,冰点也随之改变.,三相点与冰点的区别,冰点温度比三相点温度低0.01是由两种因素造成的:(1)因外压增加,使凝固点下降(2)因水中溶有空气

9、,使凝固点下降,2023/4/3,第16页,二、稀溶液的依数性,溶液的性质可分为两类:一类是溶质本性不同所引起的,如溶液的密度、体积、导电性、酸碱性和颜色等的变化,溶质不同则性质各异.另一类是溶液的浓度不同而引起溶液的性质变化,如蒸气压下降、沸点升高、凝固点下降、渗透压等,是一般溶液的共性.,2023/4/3,第17页,溶液的性质与纯溶剂的性质不会相同；我们将只与溶液中溶质的粒子数目有关、而与溶质本性无关的性质称为溶液的依数性。难挥发溶液的依数性有：溶液的蒸气压（P）下降、沸点（tb）升高、凝固点(tf)下降 溶液的渗透压()。,2023/4/3,第18页,1 蒸气压下降,饱和蒸气压:饱和蒸气

10、所产生的压力称为饱和蒸气压,简称 蒸气压.蒸气压的单位为Pa或kPa.,(1)几个概念:,蒸发:液体中一部分能量较高的分子克服其它分子对它的 吸引而逸出,成为蒸气分子,这个过程叫蒸发,凝聚:液面附近的蒸气分子被吸引或受外界压力的作用重 新回到液体中,这个过程叫做凝聚.,饱和蒸气:在单位时间内,由液面蒸发的分子数和由气相返 回液体的分子数相等,此时的蒸气称为饱和蒸气.,2023/4/3,第19页,1 纯溶剂,2 溶液,p,t,0.1mol/Kg糖水,0.5 mol/Kg糖水,溶液蒸气压下降原因,难挥发非电解质溶质溶于溶剂后，溶质分子占据了溶液的一部分表面，阻碍了溶剂分子的蒸发，使单位时间内蒸发出

11、来的溶剂分子减少，产生的压力降低。溶液的浓度越大，溶液的蒸气压越低。,纯水,2023/4/3,第20页,（3）拉乌尔定律,1887年，法国化学家Raoult从实验中归纳出一个经验定律：一定温度下,在难挥发非电解质稀溶液中,溶液的蒸气压等于纯溶剂蒸气压乘以溶液中溶剂的物质的量分数xA,用公式表示为：,如果溶液中只有A，B两个组分，则:xA+xB=1,拉乌尔定律也可表示为：在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降(p),与溶质的摩尔分数(xB)成正比。p*：纯溶剂的蒸气压 p：难挥发非电解质稀溶液的蒸气压,p=p*(1-xB),pp*-pp*xB,2023/4/3,第21页,溶液的蒸气压下降

12、,对植物的抗旱具有重要意义.经研究表明,当外界气温升高或降低时,在有机体的细胞中,可溶物(主要是可溶性糖类等)强烈地溶解,增大了细胞液的浓度,从而降低了细胞液的蒸气压,使植物的水分蒸发过程减慢.因此,植物在较高温度下仍能保持必要的水分而表现出抗旱性.,2023/4/3,第22页,2.溶液的沸点升高 沸点的概念 沸点：是指液体的蒸气压等于外界大气压时液体对应的温 度。液体的沸点与外界压力有关，外界压力降低，液体 沸点将下降。溶液的沸点升高现象及原因 溶液的沸点升高现象：溶液的沸点高于纯溶剂沸点的现象。溶液的沸点升高的原因：是溶液蒸气压的下降的必然结果,2023/4/3,第23页,溶液的沸点升高,

13、2023/4/3,第24页,溶液沸点升高公式,tb：溶液的沸点升高值 tb：溶液的沸点 tb*：纯溶剂的沸点 bB：溶质质量摩尔浓度 molKg-1Kb：是溶剂的沸点升高常数，它在数值上等于1mol溶质溶 于1Kg溶剂中所引起的沸点升高值，其单位为:Kgmol-1。常用溶剂的Kb值见P11表1-4。应用：测定tb值，查出Kb,就可以计算溶质的摩尔质量。,根据拉乌尔定律,难挥发非电解质稀溶液沸点上升与溶质质量摩尔浓度近似成正比,与溶质本性无关。其数学表达式为：,2023/4/3,第25页,溶液的凝固点下降 凝固点的概念 凝固点：是指液体的蒸气压等于其固体蒸气压时系统对应 的温度。此时液体的凝固和

14、固体的熔化处于平衡状态。溶液的凝固点下降及原因溶液的凝固点下降：溶液的凝固点比纯溶剂凝固点 低的现象称。溶液的凝固点下降的原因：是溶液蒸气压下降的 另一个必然结果。,2023/4/3,第26页,溶液的凝固点降低,2023/4/3,第27页,溶液的凝固点下降公式 Kf：凝固点下降常数，其单位为kgmoL-1或 KkgmoL-1。b：溶质的质量摩尔浓度 应用 P11 例15 用于计算溶质的摩尔质量。解释植物的抗寒功能：浓度增大，凝固点降低，细胞液不结冰。严冬在汽车的水箱内加入乙二醇或甘油来降低水的凝固点，防止水结冰涨裂水箱。,tf=Kf b,tf=tf*tf,2023/4/3,第28页,例4：已知

15、100时水的蒸气压为101.3kPa，溶解3.00g尿素CO(NH2)2于100g水中，计算该溶液的蒸气压。,解:已知m(H2O)=100g m(CO(NH2)2)=3.00g M(H2O)=18.02gmol-1 M(CO(NH2)2)=60 gmol-1,2023/4/3,第29页,例5：纯苯的凝固点为5.40，0.322g萘溶于80g苯，配制成的溶液的凝固点为5.24。已知苯的kf值为5.12 kg/mol，求萘的摩尔质量。,解：,故萘的摩尔质量为,2023/4/3,第30页,例6：为防止汽车水箱在寒冬冻裂，需使水的冰点下降到253K，则在每1000g水中应加入甘油多少克？,故需甘油重

16、m=989 g,(273 253)=1.86 kg/mol m/(92 gmol-1/1000g),2023/4/3,第31页,4.溶液的渗透压 概念半透膜：只允许小分子通过，大分子不能通过的物 质。如动物肠衣、细胞膜、火棉胶等。渗 透：溶剂分子通过半透膜向溶液中扩散的过程。渗透压：在一定温度下，为了阻止渗透作用的进 行，而必须向溶液施加的最小压力。渗透方向：水分子由稀溶液进入浓溶液，即由渗透压 低的部分移向渗透压高的部分。反渗透：指在溶液一方加上比其渗透压还要大的压 力，迫使溶剂从高浓度溶液中渗出的过程。,2023/4/3,第32页,渗透压示意图,渗透现象产生原因：溶液的蒸气压小于纯溶剂的蒸

17、气压。产生的条件：1）有半透膜存在;2）半透膜两边溶液浓度不同。,2023/4/3,第33页,(2)渗透压定律 1886年，范特霍夫(Vant Hoff)提出：特例：溶液浓度很稀时c=b 则 即在一定温度下，非电解质稀溶液的渗透压与溶质的质量摩尔浓度成正比，而与溶质的本性无关。:渗透压 单位 kPa R:8.314kPa L mol-1.K-1,V nRT,nRT/V=CRT,bRT,2023/4/3,第34页,R=8.314Pam3mol-1K-1=8.314kPaLmol-1K-1=8.314 J mol-1K-1=8.31410-3 kJ mol-1K-1,应用 溶液的渗透压也可用于测定

18、溶质的摩尔质量，尤其是用于测定高分子化合物的摩尔质量，其准确度更高。P13 例17解释有关现象 渗透的方向是由渗透压小的溶液向渗透压大的溶液进行，即水由稀溶液向浓溶液方向移动。植物的吸水 盐碱地不利于植物生长 施肥烧苗 淡水鱼不能生活在海水中 在淡水中游泳眼睛疼痛红涨，在海水中游泳眼睛干躁。,2023/4/3,第35页,例7：1L溶液中含5.0g马的血红素，在298K时测得溶液的渗透压为1.80102Pa，求马的血红素的摩尔质量。,解：,2023/4/3,第36页,例9：37 时血液的渗透压为775Kpa，与血液具有同样渗透压的葡萄糖静脉注射液的浓度是多少?解:nRT/V=CRT C=775/

19、(8.314 310)mol/L=0.301mol/L(=0.301mol/kg),2023/4/3,第37页,例10:某水溶液的凝固点是-1.00,求：1、水溶液的沸点，2、此溶液在00C时的渗透压。解:,2023/4/3,第38页,三.依数性的应用,(1)测定相对分子质量,四种依数性的定量关系可以看出依数性产生的效果大小都是与所溶解的难挥发非电解质溶质的质量摩尔浓度成正比,而溶质的质量摩尔浓度又与物质的摩尔质量(相对分子质量)有关.,经常使用的是凝固点下降和沸点上升两种方法.但对于求蛋白质、血红素等大分子物质的平均相对分子质量,经常使用渗透压法,2023/4/3,第39页,2.作防冻液和制

20、冷：利用凝固点下降,3.动植物生理及医学方面的应用:,(例如，海水的凝固点低于0，常青树的树叶因富含糖分在严寒的冬天常青不冻,撒盐可将道路上的积雪溶化,冬天施工的混凝土中常添加氯化钙,为防止冬天汽车水箱冻裂常加入适量的乙二醇或甲醇、甘油，实验室用食盐或氯化钙固体与冰混合配制制冷剂),渗透作用在动植物的生理中,有着非常重要的意义.(动植物的细胞中,土壤中溶液，人体血液中都会运用到渗透作用；吸水、烧苗、生理盐水等）,2023/4/3,第40页,四、强电解质溶液的依数性,1.实验现象 实验表明：电解质溶液的依数性与拉乌尔定律有很大的偏离对同种电解质而言有：tf/tf=tb/tb=p/p=/=i 1

21、即电解质溶液的依数性是计算值的 i 倍，i称为校正系数。,2023/4/3,第41页,2.理论解释 由于溶液的依数性与溶质的数目有关，1884年瑞典化学家阿仑尼乌斯（Arrhenius）在实验的基础上对这种偏离进行了解释他认为：,2023/4/3,第42页,3.定量关系浓度与活度,1923年Debye和Hckel认为，电解质在水溶液中虽然已经完全电离，但因异性离子间的相互吸引，离子的行动不能完全自由。正离子周围聚集了较多的负离子，而在负离子周围则聚集了较多的正离子。并将这些异性离子群称作为“离子氛”（Ionic atmosphere）,2023/4/3,第43页,由于离子氛的存在，使校正系数

22、i 小于强电解质100%解离时溶质粒子增加的倍数。即有效浓度(表观浓度，活度）不等于真实浓度（浓度），活度与浓度的关系为：,2023/4/3,第44页,例11：比较蔗糖、醋酸、K2SO4三种物质稀水溶液的下列性质（由大到小排序）（）（）tb（）tf解:（）由CRT有：(K2SO4)(醋 酸)(蔗糖)（）由tb Kb.bB有：tb(K2SO4)tb(醋 酸)tb(蔗糖)（）由tf Kf.bB有：tf(蔗糖)tf(醋 酸)tf(K2SO4),2023/4/3,第45页,第四节 胶体溶液,溶胶（胶体）颗粒直径在1100nm的具有高分 散度的多相热力学不稳定体系称为胶体.制备:分散法和凝聚法两种。,一

23、、溶胶的性质,1.光学性质丁铎尔效应,2.动力学性质布朗运动,3.电学性质电泳和电渗,2023/4/3,第46页,光散射现象,当光束通过分散体系时,一部分自由地通过,一部分被吸收、反射或散射.可见光的波长约在400700 nm之间.,（2）当光束通过胶体溶液,由于胶粒直径小于可见光波长,主要发生散射,可以看见乳白色的光柱。,（3）当光束通过分子、离子真溶液,由于粒子太小、散射弱，且溶液十分均匀,散射光因相互干涉而完全抵消,看不见散射光，基本为透射作用。,（1）当光束通过粗分散体系，由于粒子大于入射光的波长，主要发生反射，使体系呈现混浊。,2023/4/3,第47页,1.光学性质丁铎尔效应,18

24、69年Tyndall发现,若令一束聚光光束通过溶胶,从侧面(即与光束垂直的方向)可以看到一个发光的圆锥体,这就是Tyndall效应.其他分散体系也会产生一点散射光,但远不如溶胶显著.,Tyndall效应实际上已成为判别溶胶与分子溶液的最简便的方法。,2023/4/3,第48页,2.动力学性质布朗运动,1903年发明了超显微镜,用超显微镜可以观察到溶胶粒子不断地作不规则“之”字形的运动.这种现象称为布朗(Brown)运动.,布朗运动是溶胶粒子本身热运动和分散介质对它撞击的总结果。,布朗运动的作用：扩散作用(可以自发地使粒子由浓度大的区域向粒子浓度小的区域扩散)动力学稳定性(在一定程度上抵消了由于

25、溶胶粒子的重力作用而引起的沉降),2023/4/3,第49页,3.电学性质电泳和电渗,Fe(OH)3胶体在电场作用下向阴极移动.这种在外加电场作用下,胶体粒子在分散剂里向电极(阴极或阳极)作定向移动的现象,叫做电泳.通过电泳实验,可以判断溶胶粒子所带的电性。,U形管上方用少量导电液使电极与胶体分开，以免胶体被破坏,正极,负极,(1)电 泳,_,+,如：Fe(OH)3为正溶胶。,2023/4/3,第50页,(2)电 渗,与电泳现象相反，使溶胶粒子固定不动而分散介质在外电场作用下作定向移动的现象称为电渗.通过电渗实验测定分散介质所带电荷的电性,判断溶胶粒子所带电荷的电性.,图中,3为隔膜,用素瓷片

26、、凝胶、玻璃纤维等多孔性物质制成.溶胶放于隔膜中，两侧管充水、等高。,如果胶粒是阴离子被隔膜吸附,则介质带正电（反离子）,通电时向阴极移动，阴极液面升高;反之,隔膜吸附阳离子,带负电的介质向阳极移动.判断溶胶粒子所带电荷的电性。,2023/4/3,第51页,二、表面吸附及胶体粒子带电原因1、表面吸附1）表面自由能（表面能）：表面层质点能量比内部质点能量高出的部分称表面自由能越高，系统越不稳定。液体物质都有自动降低表面能的能力。,2023/4/3,第52页,2)吸附（1）基本概念：吸附：物质表面吸住周围介质中的粒子（分子、原子、离子以及它们的特定组合等）的过程。吸附剂：具有吸附能力的物质称为。如

27、活性炭、硅胶、胶体等。吸附能力与比表面有关，比表面越大，吸附能力越强吸附质：被吸附的物质称为。吸附可改善表面质点的受力情况，减低它的表面自由能。（2）吸附的种类 固体对气体的吸附 固体在溶液中的吸附,2023/4/3,第53页,1固体对气体的吸附 吸附剂(固)+吸附质(气)吸附剂吸附质+吸附热吸附平衡：吸附速率解吸速率（动态平衡，吸附达到了饱和）吸附量：吸附平衡时，每克吸附剂所吸附的吸附质的 物质的量。吸附热：吸附过程所放出的热例1 活性炭吸附冰箱中的异味例2 接触法制备硫酸，SO2、O2和催化剂V2O5先吸附 后反应。,2023/4/3,第54页,2固体在溶液中的吸附 分子吸附 分子吸附：固

28、体吸附剂在非电解质或弱电解质溶 液中的吸附主要为分子的吸附 吸附规律：相似相吸（极性吸附剂易吸附极性分 子，非极性吸附剂易吸附非极性分子）吸附量与溶质的溶解度有关，溶解度大难 吸附，溶解度小易吸附。例如：活性炭吸附苯（非极性）硅胶吸附乙醇（极性）,2023/4/3,第55页,离子吸附 固体吸附剂在强电解质溶液中的吸附主要是离子吸附，即固体表面吸附的是离子。、离子选择吸附 离子选择吸附：固体吸附剂有选择地吸附溶液中的 某种离子，这种吸附称。离子选择吸附的原则：优先吸附与吸附剂组成相关或性质相似的离子。（易在表面形成难电离、难溶解状态，并且形成同晶格结构）例如：AgI在AgNO3溶液中选择吸附Ag

29、+。离子选择吸附对溶胶粒子带电，并形成双电层结构，从而说明溶胶稳定性方面有重要应用。,2023/4/3,第56页,、离子交换吸附 离子交换吸附：固体吸附剂吸附一种离子的同时释放 出等电量的其他同号电荷离子的过程称。离子交换剂：能进行离子交换吸附的吸附剂称。如离子交换树脂离子交换树脂（有机高分子化合物）：阳离子交换树脂：含有-SO3H、-COOH。基团中H+可与Ca2+、Mg2+、Na+、K+等阳离子进行交换。阴离子交换树脂：含有-NH2、-N(H)-。这些基团在水中能生成羟氨，羟氨基团中的-OH可以与阴离子进行交换。,2023/4/3,第57页,离子的交换能力：离子电荷数越高交换能力越强同价离

30、子，离子的水合半径越小，离子交换能力越强。例如：Cs+Rb+K+Na+Li+,2023/4/3,第58页,离子半径、离子水合半径与离子交换能力的关系,2023/4/3,第59页,1.吸附带电,吸附带电:溶胶是一种高度分散的多相系统它在分散剂中进行选择性吸附,吸附正离子时带正电,吸附负离子带负电,这种现象称为吸附带电。例如:在AgI溶胶、Fe(OH)3胶体等。,2.电离带电,电离带电:溶胶粒子通过表面分子的电离而带电的现象称为电离带电.例如硅酸溶胶。,二、带电原因,2023/4/3,第60页,三、胶团结构胶体的扩散双电层结构：（以AgI负溶胶为例）AgNO3+KI（过量）=AgI（溶胶）+K+N

31、O3-(AgI)m nI-(n-x)K+x-xK+胶 核 吸 附 层 扩散层 胶 粒胶 团,m、n、x均为不确定的数字胶团是电中性的,2023/4/3,第61页,胶团结构示意图,2023/4/3,第62页,常见胶团结构的五种类型 吸附带电型：胶团结构 1、AgI(AgX)溶胶：（KI过量）(AgI)mnI-(n-x)K+x-xK+AgNO3+KI=AgI+KNO3 KI过量吸附I-胶粒带负电2、AgI(AgX)溶胶；（AgNO3过量）(AgI)mn Ag+(n-x)NO3-x+xNO3-AgNO3过量吸附Ag+胶粒带正电3、Fe(OH)3溶胶:Fe(OH)3m n FeO+(n-x)Cl-x+

32、xCl-FeCl3+2H2OFe(OH)2Cl+2HCl 胶核 电位离子 反离子 Fe(OH)2Cl+H2O Fe(OH)3+HCl 吸附层 扩散层 脱水：FeO+2H2O+Cl-吸附氧铁离子FeO+胶粒带正电 胶粒 胶团,2023/4/3,第63页,4、As2S3溶胶：2H3AsO3+3H2S=As2S3+6H2O(As2S3)mnHS-(n-x)H+x-x H+H2S HS-+H+吸附 HS-胶粒带负电。电离带电型：5、硅酸溶胶：H2SiO3=xSiO2 yH2O(SiO2)m nHSiO3-(n-x)H+x-xH+H2SiO3 HSiO3-+H+HSiO3-留在SiO2表面胶粒带负电。,

33、2023/4/3,第64页,4.4 溶胶的稳定性和聚沉,动力学稳定性:由于溶胶粒子小,布朗运动激烈,在重力场中不易沉降,使溶胶具有动力学稳定性.,1.溶胶的稳定性,聚结稳定性(1)胶粒带有相同电荷，同号电荷相互排斥阻止了它们的靠近；(2)胶团中的电位离子和反离子都能发生溶剂化作用，在其表面形成具有一定强度和弹性的溶剂化膜，这层溶剂化膜阻止了溶胶粒子之间的直接接触.溶胶的聚结稳定性是使溶胶稳定的根本性原因,2023/4/3,第65页,2.溶胶的聚沉,（1）外加电解质的影响：外加电解质使反离子浓度增加,挤入吸附层、中和电位离子、破坏双电层，因而使胶粒的电荷减少，其结果是使胶粒间的电荷排斥力减小,促

34、使胶粒聚结.（影响最大）,溶胶是具有高分散度的多相热力学不稳定体系，因此溶胶的稳定性是暂时的、有条件的、相对的。从溶胶的稳定性来看,只要破坏了溶胶稳定性的因素,溶胶粒子就会聚结变大,最后从分散剂中分离而沉降,这个过程称为溶胶的聚沉,（2）温度的影响.温度升高,粒子碰撞机会增多,碰撞强度增加.,（3）胶体体系的相互作用.当把电性相反的两种溶胶以适当比例相互混合时,溶胶也会发生聚沉,2023/4/3,第66页,电解质对溶胶聚沉作用的影响A、电解质负离子使正溶胶聚沉,电解质正离子使负溶胶聚沉；,聚沉值:使一定量溶胶在一定时间内完全聚沉所需最小电解质的物质的量浓度，称为电解质对溶胶的聚沉值。聚沉值越小

35、，电解质的聚沉能力越大。,B、聚沉能力主要决定于与胶粒带相反电荷的离子的价数.对于给定的溶胶,导电性离子为一、二、三价的电解质,其聚沉值与导电性离子价数的六次方成反比,称为舒尔茨-哈代规则。,例：As2S3是负溶胶，NaCl、MgCl2,AlCl3聚沉值最小的是？,AlCl3聚沉值最小：51 0.72 0.093 mmol,2023/4/3,第67页,C、同价离子聚沉能力有差异：通常离子的水合半径越大离子的聚沉能力越小.对负溶胶，例如对AgBr的聚沉能力大小次序（感胶离子序）为：Rb+K+Na+Li+Ba2+Sr2+Ca2+Mg2+对正溶胶，F-Cl-Br-I-,2023/4/3,第68页,3

36、.高分子对溶胶的作用,在溶胶中加入高分子化合物,能降低溶胶对电解质的敏感性而提高溶胶的稳定性,这种作用称为高分子化合物对溶胶的保护作用,高分子化合物之所以对溶胶具有保护作用,是因为高分子化合物具有线形结构,能被卷曲地吸附在胶粒表面上,包住胶粒,从而使胶粒稳定.但加入的高分子化合物必须有足够的量,使高分子粒子的数目大大超过溶胶粒子的数目,否则,加入的高分子化合物过少,不足以包住溶胶,反而使少数的高分子粒子成为溶胶粒子的聚集中心,使溶胶粒子吸附在上面而合并变大,这种现象称为高分子化合物对溶胶的敏化作用.这时,高分子化合物不能保护溶胶反而促使溶胶的分散度减小而更容易聚沉,2023/4/3,第69页,

37、第五节 乳浊液,1、表面活性物质（剂）（1）含义：溶于水后形成吸附界面膜，在溶液的表面能定向排列，可以降低表面自由能的物质。（2）结构：亲水基憎（疏）水基（亲油基）亲水基：一般为极性基团如OH、COOH、COO、NH2、SO3H等 憎（疏）水基（亲油基）：一般为非极性基团，如脂肪烃基R和芳香烃Ar基等。,(3)表面活性剂的分类,按极性基团的解离性质分类 1、阴离子表面活性剂：硬脂酸，十二烷基苯磺酸钠 2、阳离子表面活性剂：季铵化物 3、两性离子表面活性剂：卵磷脂，氨基酸型，甜菜碱型 4、非离子表面活性剂：脂肪酸甘油酯，脂肪酸山梨坦（司盘），聚山梨酯（吐温）,2023/4/3,第70页,2 表面

38、活性剂的应用,1)增溶2)乳化作用3)润湿作用 使用表面活性剂可以控制液、固之间的润湿程度。农药行业中在粒剂及供喷粉用的粉剂中，有的也含有一定量的表面活性剂，其目的是为了提高药剂在受药表面的附着性和沉积量，提高有效成分在有水分条件下的释放速度和扩展面积，提高防病、治病效果 在化妆品行业中，做为乳化剂是乳霜、乳液、洁面、卸妆等护肤产品中不可或缺的成分,2023/4/3,第71页,4)助悬作用 在农药行业，可湿性粉剂、乳油及浓乳剂都需要有一定量的表面活性剂，如可湿性粉剂中原药多为有机化合物，具有憎水性，只有在表面活性剂存在的条件下，降低水的表面张力，药粒才有可能被水所润湿，形成水悬液；,2023/

39、4/3,第72页,5)起泡和消泡作用表面活性剂在医药行业也有广泛应用。在药剂中，一些挥发油脂溶性纤维素等难溶性药物利用表面活性剂的增溶作用可形成透明溶液及增加浓度；药剂制备过程中，它是不可缺少的乳化剂、润湿剂、助悬剂、起泡剂和消泡剂等,2023/4/3,第73页,6)消毒、杀菌在医药行业中可作为杀菌剂和消毒剂使用，其杀菌和消毒作用归结于它们与细菌生物膜蛋白质的强烈相互作用使之变性或失去功能，这些消毒剂在水中都有比较大的溶解度，根据使用浓度，可用于手术前皮肤消毒、伤口或粘膜消毒、器械消毒和环境消毒；7)抗硬水性 甜菜碱表面活性剂对钙、镁离子均表现出非常好的稳定性，即自身对钙、镁硬离子的耐受能力以

40、及对钙皂的分散力。在使用过程中防止钙皂的沉淀，提高使用效果。,2023/4/3,第74页,8)增粘性及增泡性 表面活性剂有改变溶液体系的作用，增大粘度变稠或增大体系的泡沫，在一些特除的清洗、开采行业有广泛的应用。9)去垢、洗涤作用 去除油脂污垢是一个比较复杂的过程，它与上面提到的润湿、起泡等作用均有关。,2023/4/3,第75页,2、乳浊液（1）含义：分散质与分散剂互不相溶的液体形成的粗分散系。（2）类型：水包油型：记作“油水”或“O/W”油包水型：记作“水油”或“W/O”,2023/4/3,第76页,应用牛奶、冰激凌、雪花膏、橡胶乳汁、原油乳状液等均属此种分散体系。乳状液在工业、农业、医药

41、和日常生活中都有极广泛的应用。,希 腊 字 母 表,大写小写中文读音 阿尔法 贝塔 伽马 德耳塔 艾普西隆 截塔 艾塔 西塔,2023/4/3,第78页,教学要求掌握物质的量浓度、物质的量分数浓度和质量摩尔浓度的表示方法及其计算。了解分散系的基本概念及其分类。理解稀溶液的依数性，掌握其与浓度的定量关系。了解稀溶液的依数性在农林等生物科学中的应用。,2023/4/3,第79页,了解强电解质在溶液中的状况以及活度、活度系数、离子强度等概念。了解表面吸附现象的产生原因及其类型（重点了解离子吸附）。理解溶胶的光学、电学和动力学特性及其意义。掌握胶团的结构、溶胶的稳定性和聚沉之间的关系。,2023/4/

42、3,第80页,考试范围,物质的量浓度、物质的量分数浓度和质量摩尔浓度的表示方法及其计算。有关难挥发非电解质稀溶液依数性的定量计算。强电解质溶液依数性与难挥发非电解质稀溶液依数性的关系。有关稀溶液依数性的应用。胶团结构的写法；溶胶的稳定性和聚沉之间的关系，不同强电解质对溶胶的聚沉值及其聚沉能力的比较。,2023/4/3,第81页,基本单元,1、是一种计数对象 2、化学中可以为分子、离子、原子、其他粒子以及它们的组合(如化学反应等)3、一般把基本单元放在括号内。如：n(H2O)n(O)n(O2)n(H+O)n(2H2+O2=2H2O)4、同一系统，基本单元不同，相应的物质的量就不相等 例：某一系统中有18克的水，以H2O 为基本单元，则n(H2O)=1mol 以1/2H2O 为基本单元，则n(1/2H2O)=2mol,