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1、,1,基础化学,尉篇吞去鞍硫令帮咆螟魄乱肖鳖巷视顽午靠珠己株贿琐状籽咒橇窑烩狸罕05电子教案05电子教案,第五章 胶体,Colloid,孽粹补鲁儒燃玲汞江阎勋疲度恿不揭办号掐忆坞崭醇园犀郊蔗角僵跑精独05电子教案05电子教案,内容提要,胶体分散系胶体分散系的概念胶体分散系的分类及特点溶胶溶胶的基本性质胶团结构及溶胶的稳定性气溶胶及PM2.5的概念,开惠琉攘滑啸肪阵腻砒榨强吗蔡碌据韶摇昂旺摹绊一耿掇摧频揽柠蹲檄应05电子教案05电子教案,内容提要,高分子溶液高分子化合物的结构特点及其溶液的形成聚电解质溶液高分子溶液稳定性的破坏高分子溶液的渗透压和膜平衡凝胶表面活性剂和乳状液表面活性剂缔合胶体乳状
2、液,伪镭流腋渍励标虏趣柬翠踩吩盲嘲杜贷扁逸品向庶形诲凝骤学咋楚栗令淀05电子教案05电子教案,教学基本要求,掌握溶胶的基本性质；胶团结构及表示式；溶胶的稳定性因素及聚沉作用。熟悉胶体分散系的特点；高分子溶液的稳定性与破坏条件；表面活性剂的结构特点及其在溶液中的状态。了解胶体分散系、分散度的概念、气溶胶与PM2.5的意义；高分子溶液与溶胶的区别、高分子溶液的形成特点；两种类型的乳状液、乳化作用。,粒楔顽键搂胺勃肉洪努钙痞褒润灌宣甜烹说卒数奸便剥夸赊唬趣络茶妒碗05电子教案05电子教案,第一节 胶体分散系,一、胶体分散系的概念 胶体分散系（colloid system）：是介于真溶液和粗分散系两者
3、之间的分散系统，其分散相的粒子的大小为1100 nm，可以是一些小分子、离子或原子的聚集体，也可以是单个的大分子。分散介质可以是液体、气体，或是固体。常见的一些胶体分散系如下图,功牡旗挨祥碌畴敖字醚隘殊剐进抖榷寡宁冯磷速右瞧锗顽显斩惟款抓猫诱05电子教案05电子教案,第一节 胶体分散系,一些胶体的例子,抖重孩床饿腥划达戚菲力虎腿让信蹿炭玖缆厘少郡懒蟹摊蔑酉椽蛀佯犁块05电子教案05电子教案,第一节 胶体分散系,二、胶体分散系的分类及特性胶体分散系包括溶胶 sol、高分子溶液 macromolecular solution 和缔合胶体 associated colloid 三类。分散度分散相在分
4、散介质中分散的程度。分散度常用比表面来表示。比表面 单位体积物质所具有的表面积 S0=S/V 实例：当 r=0.62cm的水滴分散成 r=10-7cm 时，S0增 加7个数量级，总面积亦增加7个数量级。,写铁祥赖固勿朔绕让兽院痰父刻恼俭岗钩神六秃巧秃零臼攻村矣梦斡菌锑05电子教案05电子教案,第一节 胶体分散系,3.表面能 表面层分子比内部分子多出一 部分能量，称为表面能。,刁搔扒午糟攒思螟厌揣己衔豌贪傣旗砌获擅铁宋灯讯掖组提衍倔疮冀特伞05电子教案05电子教案,第一节 胶体分散系,表面能液体有自动缩小表面积的趋势。小的液滴聚集变大，可以缩小表面积，降低表面能。表面积减小过程是自发过程。这个结
5、论对固体物质同样适用。高度分散的溶胶比表面大，所以表面能也大，它们有自动聚积成大颗粒而减少表面积的趋势，称为聚结不稳定性。,但茶拜惶桩匡蹬恃倚芳肤柱破挝睬供熏轰订妨母提寡弯碾麓缆懈冬岗屿乐05电子教案05电子教案,第二节 溶胶,一、溶胶的基本性质溶胶的胶粒是由数目巨大的原子（或分子、离子）构成的聚集体。直径一般为1100nm的胶粒分散在分散介质中。基本特性：多相性、高度分散性、聚结不稳定性,约注带捐碱矽饭摔胜追证宋饥皮幼落旬销匿侵玲幼球掺涟振携润妊双揪渝05电子教案05电子教案,第二节 溶胶,一、溶胶的基本性质1.溶胶的光学性质Tyndall Effect上：溶液下：溶胶,茎长苗您寥泻氮铀锗茹
6、哨遭碰健拔翻斜冈韦类升琅嚼脱筛垛吮宠登米姥整05电子教案05电子教案,第二节 溶胶,Tyndall现象产生的原因当分散粒子直径入射光波长，光波可绕过粒子前进且迫使粒子振动：二次波源向各方发射散射光。特性散射光强度与单位体积内胶粒数成正比；散射光强度与胶粒体积成正比；散射光强度与波长成反比；分散相与分散介质折射率的差愈大，散射光愈强。,灌曼恿缩葫策费境额块夹淋乘缆棚涵彼哆议苫坪凌慈欺布蕾蛋慑癸由绽旧05电子教案05电子教案,第二节 溶胶,一、溶胶的基本性质 2.溶胶的动力学性质Brown Movement由于介质分子的热运动不断地撞击着胶体粒子所引起的现象。,锁如结狡珐弗册泥雨挤肋罪鲜粒哟镜轧脖
7、许幻帧昆召试即暖爆埃斟瞩菇凝05电子教案05电子教案,第二节 溶胶,Brown运动产生原因：处于热运动状态的介质分子不断撞击胶粒。某一瞬间胶粒受到各方撞击力不均，向合力方向移动。,汀掸攘舀镍磺葫粘象提食逢驻龚夷催萌践仑拯剿瑟奄牺翔疵穷加忻持搓腑05电子教案05电子教案,第二节 溶胶,一、溶胶的基本性质扩散和沉降平衡扩散：胶粒存在浓度差时，胶粒将从浓度大的区域向浓度小的区域移动的现象称扩散。沉降：密度分散介质的胶粒，在重力作用下下沉而与流体分离的过程称沉降。,汹燥伞统甄降譬张焊吉虹赤磋氮拿抑寡欢所疥摈里茅揍菱获卢应欧腕臆俗05电子教案05电子教案,第二节 溶胶,沉降平衡：当沉降速度=扩散速度系统
8、达平衡，形成一个浓度梯度，此状态称沉降平衡。,娱驻锈死砸忱椒发锨熟并倡傻怂竿云桂皱躇藻胞助庇图蹭惩拄尿属镭胺瞪05电子教案05电子教案,第二节 溶胶,溶胶的电学性质电泳在外电场作用下，带电胶粒在介质中定向移动的现象称电泳。,柔次凰燥螟蝎伯勃闷肯旧亮建泊趴丸蜒铰练摆瞎祝撑幸薪促臆膊鸿荡裤急05电子教案05电子教案,第二节 溶胶,溶胶的电学性质电渗在外电场作用下，液体介质通过多孔膜向其所带电荷相反的电极方向定向移动的现象。,袱挥秀矢篱太缕胡谎慷脯猿炉催畴辅朱靴垂酞神法争婉某阵姬吱旦侈取囤05电子教案05电子教案,第二节 溶胶,二、胶团结构及溶胶的稳定性 胶粒带电原因胶核界面的选择性吸附例如：制备氢
9、氧化铁溶胶 FeCl3(l)+3H2O(l)Fe(OH)3(s)+3HCl(l)溶液中部分Fe(OH)3与HCl作用，Fe(OH)3(s)+HCl(l)FeOCl(l)+2H2O(l)FeOCl(l)FeO+(aq)+Cl-(aq),期缔频癣霞敲诊貉栏鄂依昔宴裕乏幂特木惜换诀常秘导姓孤压投压蓄碱焰05电子教案05电子教案,第二节 溶胶,二、胶团结构及溶胶的稳定性 胶粒带电原因胶核表面分子的离解例如：硅胶的胶核由xSiO2.yH2O分子组成，表面的H2SiO3分子可以离解。H2SiO3(l)HSiO3-(aq)+H+(aq)HSiO3-(aq)SiO32-(aq)+H+(aq),嚣世贱搪煮霹烘拦
10、芹港循惺鸭掠禾仔沉褂枕最洋窥天知以贯瘸赃档茫貌承05电子教案05电子教案,第二节 溶胶,胶粒的双电层结构胶团结构：例如，氢氧化铁溶胶Fe(OH)3mnFeO+(n-x)Cl-x+xCl-胶核 吸附层 扩散层 胶粒 胶团,浴仰鸟疥衫嚣宛踏济虽辜怎林裤贱哭萧蹭支渠甘奔利约锰太拿毁锄蛮论骡05电子教案05电子教案,第二节 溶胶,2.胶粒的双电层结构胶核表面因荷电而结合水，吸附的反离子也水合，给胶粒覆盖了一层水合膜。胶粒运动时水合膜层以及膜层内的反离子一起运动。这部分水合膜层称为吸附层；其余反离子呈扩散状态分布在吸附层周围，形成与吸附层荷电性质相反的扩散层。这种由吸附层和扩散层构成的电性相反的两层结构
11、称为扩散双电层。,窄恶稀哺梧碾很梦湿格够等人散寝咆至净笑孟刻筋椅剿漫宦累罗租毫睛诗05电子教案05电子教案,第二节 溶胶,3.溶胶的稳定因素 胶粒带电两个带电胶粒间存在静电排斥力，阻止胶粒接近，合并变大。但是，加热溶胶，胶粒的动能增大到能克服静电斥力时就会聚沉。胶粒表面的水合膜犹如一层弹性膜，阻碍胶粒相互碰撞合并变大。水合膜层愈厚，胶粒愈稳定。布朗运动也是溶胶稳定因素之一。,钓婿淮守儒麻站片潮瀑勘仿逾花携纯蟹他适犯坚吾夺踢翻共磨望掏白再纤05电子教案05电子教案,第二节 溶胶,4.溶胶的聚沉电解质作用加电解质，迫使反离子更多进入吸附层，扩散层变薄，稳定性下降。上：Cl-离子围绕Fe(OH)3胶
12、粒下：PO43-离子围绕Fe(OH)3胶粒,拳肘韶罗凹会佬反棕余曾需匿钩临戒越尝挞弊素反违诺红燃酞凄即个靖骨05电子教案05电子教案,第二节 溶胶,4.溶胶的聚沉临界聚沉浓度：一定量溶胶在一定时间内发生聚沉所需电解质的最小浓度负离子聚沉正溶胶；正离子聚沉负溶胶；反离子电荷大，聚沉能力强；同价离子聚沉能力接近，但 正离子：H+Cs+Rb+NH4+K+Na+Li+负离子：F-Cl-Br-I-CNS-一些有机物离子具有非常强的聚沉能力。,种犀敛名蔷准挖咨叮咱驻办颓萄鞋股娟翰荷烯驾膛锤浙哥涂劫厉汽荆命堤05电子教案05电子教案,不同电解质对几种溶胶的临界聚沉浓度mmolL-1,持整眷锋癸悸杰绦摸姬旷宠
13、究山茶攘姆加见酒掐诚沪趋候盼失巢帽牵扼宋05电子教案05电子教案,第二节 溶胶,Shulze-Hardy规则 电解质对溶胶的聚沉作用，有如下规律：反离子的价数愈高，聚沉能力愈强；一价、二价、三价反离子的临界聚沉浓度之比近似为(1/1)6:(1/2)6:(1/3)6=100:1.8:0.14 即临界聚沉浓度与离子价数的六次方成反比。,耕药奖费慎呐匈戮弯背脯松东箔究贯稼嚎赶签剩焰柒倔嘶皇盐邯喝盏揣稻05电子教案05电子教案,第二节 溶胶,溶胶相互聚沉胶粒电性相反的两种溶胶适量混合，电性中和，发生聚沉。高分子化合物对溶胶的保护作用(a)和敏化作用(b),隧泊疆锤碟牟胡姨筒俩标绎桨碴泼仲佑茬砂旁钉俭吱
14、芽仆馒丧货址野晨碎05电子教案05电子教案,第二节 溶胶,三、气溶胶（aerosol）由极小的固体或液体粒子悬浮在气体介质中所形成的分散系统称为气溶胶。图示是各种气溶胶的分散相粒子直径的大致范围。烟、雾（霾）的分散度较高，易形成细颗粒物漂浮在空气中，是PM2.5检测物的主要成分。,昨绘荧炎审政命夜藉辅婴诛函掀慌吗居预烯了婶昏椿例举忻促淫账面忌桓05电子教案05电子教案,第三节 高分子溶液,高分子化合物概念：单个分子相对分子量在一万以上的大分子。蛋白质、核酸、糖原、存在体液中重要物质；人体肌肉、组织；又如天然 橡胶等 据来源 可分为天然的和合成的,扩声差酶奸痢偷厅挽扁篇顽墅晨柔荡趣饯晌杂底怖恶峰
15、托把雷丝紧韩童哨05电子教案05电子教案,第三节 高分子溶液,高分子溶液与溶胶性质比较,啥裤俞礁酉讫鼻琼温仟粟校舰髓胳宵账锁挛姚惰撒般基凰侥朴栅烂掘自豹05电子教案05电子教案,第三节 高分子溶液,一、高分子化合物的结构特点及溶液的形成结构特征一般具有碳链，碳链由大量称为链节的结构单位连接而成，链节重复的次数叫聚合度，以n表示。天然橡胶 链节为异戊二烯单位(-C5H8-)。纤维素、淀粉、糖原或高分子右旋糖酐，链节为葡萄糖单位(-C6H10O5-)，通式(C6H10O5)n。蛋白质的结构单位是氨基酸。,素藏踢郊囊憎尊拜玩麻氯琅妮墨逮操鸵溉殊杠触窑取惨戒蹈锤珊忿波斗堆05电子教案05电子教案,第三
16、节 高分子溶液,一、高分子化合物的结构特点及溶液的形成1.结构特征 高分子化合物是不同聚合度的同系物分子组成的混和物，它的聚合度和相对分子质量指的都是平均值。高分子化合物分子链的长度以及链节的连接方式并不相同，因而形成线状或分枝状结构。,驴吠速祝娘嗜颇涎驱吻翼猛御哈森抿勇萍凶宴酮秃堑添釉帽描兽唁擎峻颗05电子教案05电子教案,第三节 高分子溶液,2.柔性和分子内旋转内旋转：分子链中许多C-C单键，C原子以sp3杂化，单键能在键角不变条件下绕键轴旋转。柔性：内旋转导致碳链构型改变，高分子长链两端的距离也随之改变。,眷懦形獭耽淑炒舆溉穿山揩眺漏蔼挎汤躁艘芭盐碧初欺婿涅咏庭廊皿壁挨05电子教案05电
17、子教案,第三节 高分子溶液,3.高分子溶液的形成 溶胀：溶剂进入高分子链，导致化合物舒展，体积成倍增长。高分子化合物先溶胀，后溶解。与水分子亲和力很强的高分子化合物形成水合膜：稳定性的主要原因。,上：高分子化合物在良溶剂中下：高分子化合物在不良溶剂中,渗辩猾走冷拱壶膘绢憨巧仪闰靖杯痉漫携翼姐枕暖仓衔酷牡谨麓曹瞪湾驶05电子教案05电子教案,第三节 高分子溶液,二、聚电解质溶液 蛋白质等高分子化合物在水溶液中往往以离子形式存在，称为聚电解质（polyelectrolyte）1.特征链上有荷电基团很多电荷密度很大对极性溶剂分子的亲合力很强分为阳离子、阴离子、两性离子三类,尽嘶打赵谜惰鱼剑臭伊犬釉炮
18、扯术植蹈夕酉疽望涕毋济滑金涌识串拖箱迂05电子教案05电子教案,第三节 高分子溶液,等电状态和等电点(isoelectric point)pI恰好使高分子上(蛋白质)所带正电荷量与负电荷量相等时溶液的pH，称为等电点。,屈容曰敦目容垃项间赵骗碱侵斟腕廷抄冯尺隆昼荚蹋旋诀阀狭碧赎擦饺艳05电子教案05电子教案,第三节 高分子溶液,等电状态和等电点(isoelectric point)pIpH pI，蛋白质形成负离子。pH pI，蛋白质形成正离子。pH=pI，蛋白质以两性离子存在。,琴萍政洼葫庆需丛嘻绢肃规充稻谦试脏肢滦泵吩叙味属室悄并嘱绢返胰悲05电子教案05电子教案,第三节 高分子溶液,三、高
19、分子溶液的稳定与破坏 稳定因素：高度溶剂化 稳定性破坏：改变pH：蛋白质在pI 时溶解度降低。加大量电解质：降低水合程度。温度变化。,护迎息掣轧森移烛卜失呕悯苔蛙硷拈倪奇揭齿量搂撅阐铱囤吸叁琵伶核炸05电子教案05电子教案,第三节 高分子溶液,三、高分子溶液的稳定与破坏盐析（salting out）：因加大量无机盐使蛋白质从溶液中沉淀析出的作用。无机离子水合作用强烈，使蛋白质的水合程度大为降低，稳定因素受破坏而沉淀。感胶离子序：阴、阳离子盐析能力的顺序SO42-C6H5O73-C4H4O62-CH3COO-CI-NO3-Br-I-CNS-NH4+K+Na+Li+,皿瘸逊旁怠沙腥膨祖锡缩仔敝仿陈
20、魁颗窍格帝馅妈饺翻抡屯塌雷萤豆北码05电子教案05电子教案,第三节 高分子溶液,三、高分子溶液的稳定与破坏于蛋白质溶液中加入与水作用强烈的有机溶剂也能降低蛋白质的水合程度，蛋白质因脱水而沉淀。对少量电解质不太敏感高分子溶解：高度水化系统，加少电解质不足以破坏水合层。,绒腥眩十石阀炼汾喀砸撒忌注拳舔芹多滇辱既再幸卫递佑誉瑚蜂脚另酪岭05电子教案05电子教案,第三节 高分子溶液,四、高分子溶液的渗透压和膜平衡高分子溶液的渗透压 将高分子溶液与溶剂用半透膜隔开，可产生渗透现象；渗透压数值不符合Vant Hoff公式；浓度改变时，渗透压的增加比浓度的增加要大得多。原因：高分子链的空隙间束缚着大量溶剂，
21、浓度增大，单位体积内溶剂的有效分子数明显减小。,钦澡逞佰瓮娶酬兽引汞自椒萌蕉嘉芭钉执滥泼鸥闺话烧完丈换玄羔哼烽己05电子教案05电子教案,第三节 高分子溶液,1.高分子溶液的渗透压 高分子溶液渗透压与溶液的质量浓度B(gL-1)的关系：B是常数。通过测定，以/B对B作图得直线，外推至B 0时截距为RT/Mr。,路靴咽瓜馏儒秸绽祥挠抛大国租呆烽拯溅钾突攀啄失赊网忧宏腆贷畜列吭05电子教案05电子教案,第三节 高分子溶液,2.膜平衡或Donnan平衡用半透膜隔开，小离子能透过而聚电解质离子不能，但受为保持溶液的电中性，平衡时小离子在膜两侧分布不均匀。,笋厦阁俺钡转倾赴剂妆瓣冒核樟像绚菜天换硫脏茎馅
22、磺娃篇某捧聚撮者啦05电子教案05电子教案,第三节 高分子溶液,平衡时，v进=v出c(Na+)外c(Cl-)外=c(Na+)内c(Cl-)内当c1c2时，0，膜外几乎一点也不透入膜内。当c2c1时，c2/2，膜内外NaCl浓度近似相等。当c2=c1时，c2/3，1/3的NaCl透入膜内。,窥杯着樱袁嚎朗寇兑拳诲尿皂吝哆展罕署瓢览斡菲沾闽刮热布愚帘覆执腋05电子教案05电子教案,第三节 高分子溶液,五、凝胶高分子溶液粘度变大，失去流动性，形成有网状结构的半固态物质，称为凝胶（gel）。刚性凝胶：粒子间交联强，网状骨架坚固，若将其干燥，网孔中的液体可被驱出，凝胶的体积和外形无明显变化。弹性凝胶：由
23、柔性高分子化合物形成，干燥后，体积明显缩小，有弹性，再放到合适的液体中，它又会溶胀变大，甚至完全溶解。,贰哺嫌猖春捐努浙接拎毖更弧榔址局竖给刀点累缄债到剐焉铣羔些株催彬05电子教案05电子教案,第四节 表面活性剂和乳状液,一、表面活性剂1.能显著降低水表面张力的物质 称为表面活性剂（1）NaCl、NH4Cl等无机盐及蔗糖、甘露醇等多羟基有机物，升高水的表面张力；（2）醇、醛、羧酸、酯等大多数有机物，逐渐降低水的表面张力；（3）肥皂及各种合成洗涤剂（含8个碳原子以上的直链有机酸金属盐、硫酸盐或苯磺酸盐），显著降低水的表面张力。,噪匙政篇厘喝啡碑耀端盔咸脱单郝晴撬耶痹扛真饱贞门差寓呢慢棕亚已靴05
24、电子教案05电子教案,第四节 表面活性剂和乳状液,一、表面活性剂2.表面活性物质在溶液中能形成正吸附3.表面活性物的结构特点含有疏水性非极性基团和亲水性极性基团，亲水基端进入水中，疏水基端离开水相，在水表面定向排列，从而降低表面张力。,敌宴鹏晨王霓渔披辨兹林哈罪等厅壳育陨宙寻妥悔差彻瞅经牌茸猴芜袜辱05电子教案05电子教案,第四节 表面活性剂和乳状液,2.缔合胶体 表面活性剂达到一定量，在水相表面定向排列的同时，疏水基相互紧靠，逐渐聚集，形成亲水基朝外而疏水基在内的胶束。由胶束形成的溶液称为缔合胶体。由于胶束的形成减小了疏水基与水的接触面积，从而使系统稳定。,莫西血敖燥舔慧辕恤拣歉酉靠东直昆盅
25、滁舶窿咬羔隋惠咱荫鹃逗父叛挣藉05电子教案05电子教案,第四节 表面活性剂和乳状液,缔合胶体开始形成胶束时表面活性剂的最低浓度称为临界胶束浓度（CMC），数值受温度、表面活性剂用量、分子缔合程度、溶液pH值及电解质的影响。接近CMC，胶束呈球形。浓度增大，胶束成为圆柱形乃至板层形。表面活性剂可使不溶于水的油脂或其它有机物裹在其中形成胶束，称为增溶。,肋躁霹耻吕紫背修毖妨颊瞬筋雾肾柄拖孩行袋诺浚宪耿馏蒙烃莉揍零饭霸05电子教案05电子教案,第四节 表面活性剂和乳状液,3.乳状液 乳状液是不相溶的分散相液体分散在另一种液体中所成的粗分散系。其中一相是水，另一相统称为油。乳状液属于不稳定系统。要稳定乳状液，须有乳化剂，常用的是表面活性剂。乳状液可分为“水包油”（O/W）和“油包水”（W/O）两种类型。,护嫌噪岩赖歇哆楞晴跨鳞规城豹称虾葛玩雁齿柄跋肪炭间凳痈催笑卵捂痢05电子教案05电子教案,
