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1、2023/9/28,1,第十四章 胶体分散系统和大分子溶液,2023/9/28,2,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)，,另一种物质称为分散介质(dispersing medium)。,分散相和分散介质,2023/9/28,3,什么是胶体分散系统?,按分散相粒子的大小，通常有三种分散系统,1.分子分散系统,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。,2.胶体分散系统,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
2、统。也有的将 1nm 1000 nm之间的粒子归入胶体范畴。,3.粗分散系统,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。,2023/9/28,4,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），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。,2023/9/28,5,14.1
3、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,2023/9/28,6,分散系统的分类,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）
4、,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。,2023/9/28,7,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：,.液-固溶胶 如油漆，AgI溶胶,.液-液溶胶 如牛奶，石油原油等乳状液,.液-气溶胶 如泡沫,2023/9/28,8,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：,.固-固溶胶 如有色玻璃，不完全互溶的合金,
5、.固-液溶胶 如珍珠，某些宝石,.固-气溶胶 如泡沫塑料，沸石分子筛,2023/9/28,9,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。,.气-固溶胶 如烟，含尘的空气,.气-液溶胶 如雾，云,2023/9/28,10,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
6、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。,2023/9/28,11,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。,2023/9/28,12,胶团的结构,胶粒的结构比较复杂，先有一定量的难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
7、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,2023/9/28,13,胶团的结构,例1：AgNO3+KIKNO3+AgI,(AgI)m n I(n-x)K+x xK+,胶团的图示式：,胶团的结构表达式：,过量的 KI 作稳定剂,2023/9/28,14,胶团的结构,例2：AgNO3+KI KNO3+AgI,(AgI)m n Ag+(n-x)NO3x+x NO3,胶团的图示式：,过量的 AgNO3 作稳定剂,胶团的结构表达式：,2023/9/28,15,胶粒的形状,作为憎液溶胶基本质点的胶粒并非都是球形，而胶粒的形状对胶体性质有重要影响。,质点为球形的，流动性较好；若为带状的，则流动性较差，易产生触变现象。,在溶胶中胶粒是独立运动单位，通常所说溶胶带电系指胶粒而言,胶团没有固定的直径和质量，同一种溶胶的值也不是一个固定的数值,2023/9/28,16,胶团的形状,例如：（1）聚苯乙烯胶乳是球形质点,（2）V2O5 溶胶是带状的质点,（3）Fe(OH)3 溶胶是丝状的质点,作业：1,
