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第十三章 胶体分散体系和大分子溶液01


第十三章

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2012-12-28

第十三章

胶体分散体系和大分子溶液

?13.1 胶体及其基本特性

?13.2 溶胶的制备与净化
?13.3 溶胶的动力性质 ?13.4 溶胶的光学性质

?13.5 溶胶的电学性质
?13.6 溶胶的稳定性和聚沉作用 ?13.7 乳状液(见十二章) ?13.8 大分子概说 ?13.9 大分子的相对摩尔质量 ?13.10 Donnan平衡
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13.1 胶体及其基本特性
分散相与分散介质

分散体系分类
(1)按分散相粒子的大小分类 (2)按分散相和介质的聚集状态分类 (3)按胶体溶液的稳定性分类

憎液溶胶的特性
胶粒的结构

胶粒的形状
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2012-12-28

分散相与分散介质
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)。
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例如:云,牛奶,珍珠

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2012-12-28

分散体系分类
分类体系通常有三种分类方法: 按分散相粒子的大小分类:

?分子分散体系 ?胶体分散体系 ?粗分散体系

?液溶胶 按分散相和介质的聚集状态分类: ?固溶胶 ?气溶胶
?憎液溶胶 按胶体溶液的稳定性分类: ?亲液溶胶

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2012-12-28

(1)按分散相粒子的大小分类
1.分子分散体系 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,分子半径大小在10-9 m以 下 。通常把这种体系称为真溶液,如CuSO4溶液。 2.胶体分散体系 分散相粒子的半径在1 nm~100 nm之间的体系。目 测是均匀的,但实际是多相不均匀体系。也有的将1 nm ~ 1000 nm之间的粒子归入胶体范畴。 3.粗分散体系 当分散相粒子大于1000 nm,目测是混浊不均匀体 系,放置后会沉淀或分层,如黄河水。
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(2)按分散相和介质聚集状态分类
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
C.液-气溶胶
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如牛奶,石油原油等乳状液
如泡沫
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(2)按分散相和介质聚集状态分类
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 B.固-液溶胶 C.固-气溶胶 如有色玻璃,不完全互溶的合金 如珍珠,某些宝石 如泡沫塑料,沸石分子筛

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(2)按分散相和介质聚集状态分类
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
体系,不属于胶体范围.

A.气-固溶胶
B.气-液溶胶
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如烟,含尘的空气
如雾,云
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(3)按胶体溶液的稳定性分类
1.憎液溶胶

半径在1 nm~100 nm之间的难溶物固体粒子
分散在液体介质中,有很大的相界面,易聚沉,是

热力学上的不稳定体系。
一旦将介质蒸发掉,再加入介质就无法再形成

溶胶,是 一个不可逆体系,如氢氧化铁溶胶、碘
化银溶胶等。 这是胶体分散体系中主要研究的内容。
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(3)按胶体溶液的稳定性分类
2.亲液溶胶 半径落在胶体粒子范围内的大分子溶解在 合适的溶剂中,一旦将溶剂蒸发,大分子化合物凝 聚,再加入溶剂,又可形成溶胶,亲液溶胶是热力

学上稳定、可逆的体系。

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2012-12-28

憎液溶胶的特性
(1)特有的分散程度
粒子的大小在10-9~10-7 m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)热力学不稳定性
因为粒子小,比表面大,表面自由能高,是热力学不 稳定体系,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。
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胶粒的结构

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。

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2012-12-28

胶粒的结构
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。
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2012-12-28

胶粒的结构
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。 若无相同离子,则首先吸附水化能力较弱的负 离子,所以自然界中的胶粒大多带负电,如泥浆水、 豆浆等都是负溶胶。

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2012-12-28

胶粒的结构
例1:AgNO3 + KI→KNO3 + AgI↓ 胶团的图示式:

过量的 KI 作稳定剂
胶团的结构表达式 : [(AgI)m n I – (n-x)K+]x– xK+
胶核
|________________________|

胶核 胶粒 胶团

胶粒(带负电) |________________________________| 胶团(电中性)

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2012-12-28

胶粒的结构
例2:AgNO3 + KI→KNO3 + AgI↓

过量的 AgNO3 作稳定剂
胶团的结构表达式:

胶团的图示式:

[(AgI)m n Ag+ (n-x)NO3–]x+ x NO3–
胶核
|______________________________| |_______________________________________|

胶核 胶粒 胶团

胶粒(带正电)

胶团(电中性)

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2012-12-28

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。

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2012-12-28

胶粒的形状
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

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