第9章 胶体化学1.pptVIP

第九章胶体化学 （1）胶团之间既存在着斥力势能，也存在着引力势能。 （2）溶胶的相对稳定性或聚沉取决于斥力势能或引力势能的相对大小：斥力势能占优——稳定引力势能占优——聚沉 （3）斥力势能、引力势能均随粒子间距离的变化而变化，但因两者与距离函数关系的不同——会出现在某一距离范围内引力势能占优势；而在另一范围内斥力势能占优势的现象 （4）加入电解质时，对引力势能影响不大，但对斥力势能的影响却十分明显。电解质的加入会导致系统的总势能发生很大的变化。适当调整电解质的浓度，可以得到相对稳定的溶胶。 溶胶的经典稳定理论—DLVO理论 所以溶胶稳定的原因： 1)胶粒带电 ? 增加胶粒间的排斥作用； 2)溶剂化作用 ?形成弹性水化外壳，增加溶胶聚合的阻力 3)Brown运动 ?使胶粒克服受重力影响而不下沉 除胶粒带电是溶胶稳定的主要原因外，溶剂化作用和布朗运动也是溶胶稳定的有利因素。溶胶粒子合并、长大，进而发生沉淀的现象，称为聚沉。溶胶从本质上说是不稳定的，许多因素可导致溶胶聚沉，如加热、辐射、加入电解质等。溶胶对电解质很敏感，这方面的研究也较深入。 §9.8 憎液溶胶的聚沉 1、电解质的聚沉作用 适量的电解质对溶胶起到稳定剂的作用。 但如果电解质加入得过多，往往会使溶胶发生聚沉。 原因： 电解质的浓度或价数增加时，都会压缩扩散层，使扩散层变薄，斥力势能降低，当电解质的浓度足够大时就会使溶胶发生聚沉； 若加入的反离子发生特性吸附时，斯特恩层内的反离子数量增加，使胶粒的带电量降低，而导致碰撞聚沉。 聚沉值 ? 溶胶发生明显聚沉所需电解质的最小浓度 聚沉能力? 聚沉值的倒数电解质对溶胶的聚沉规律：(i)反离子的价数起主要作用价数?，聚沉值?，聚沉能力聚沉值 ? 1/Z 6，聚沉能力 ? Z 6Schultz-Hardy规则 例如：对于带负电荷的As2S3 溶胶，用几种电解质聚沉，其聚沉值分别为：KCl：49.5mol?m-3 ；MgCl2 ： 0.7mol?m-3 ；AlCl3 ： 0.093 mol?m-3 。 聚沉能力之比 = 1/ 聚沉值KCl : MgCl2 : AlCl3 =1 : 70 : 532 反离子价数之比：16 : 26 : 36 = 1 : 64 : 729 (ii) 同价离子，有感胶离子序正离子的聚沉能力：H+ Cs+ Rd+ NH4+ K+ Na+ Li+负离子的聚沉能力 ：F－Cl－Br－NO3－I－OH－ 正离子水化能力强, r?, 水化能力?, 水化层厚, 进入紧密层少, 聚沉能力? 负离子水化能力弱, r?, 水化能力?, 水化层薄, 进入紧密层多, 聚沉能力? ——豆浆（带负电的大豆蛋白溶胶）中加入卤水制作豆腐的过程实际就是利用电解质使溶胶发生聚沉的实例 2、高分子化合物的聚沉作用 搭桥效应? 一个大分子通过吸附，把许多胶粒联结起来，变成较大的聚集体而聚沉； 脱水效应? 高分子对水的亲合力强，它的存在，使胶粒脱水，失去水化外壳而聚沉； ?电中和效应? 离子型的高分子，吸附到带电胶粒上，中和了粒子表面电荷，使粒子间斥力降低，进而聚沉。 若在溶胶中加入较多的高分子化合物，许多个高分于化合物的一端吸附在同一个分散相粒子的表面上，如（b）图所示，将分散相粒子完全包围起来，对溶胶则起到保护作用。 §9.9 乳状液 由两种不互溶或部分互溶的液体所形成的粗分散系统，称为乳状液。 类型 水包油，O/W，油分散在水中 油包水，W/O，水分散在油中 O + W + 乳化剂乳状液 乳化剂 表面活性剂 固体粉末 1. 乳状液类型的鉴别 (1)染色法：将油（水）溶性染料滴入乳状液，在显微镜下观察，染色的一相为油（水）相。 (2)稀释法：将乳状液滴入水中或油中，若乳状液在水中能稀释，即为O/W型；在油中能稀释，即为W/O型。 (3)导电法：O/W型乳状液的导电性能远好于W/O型乳状液，通过测电导可区别两者。 2. 乳状液的稳定 (1) 降低界面张力(a) 加入表面活性剂， ? ?，G表?，稳定性(b) 表面活性剂的HLB值可决定形成乳状液的类型：HLB值 3-6: 形成W/O型乳状液；HLB值12-18: 形成O/W型乳状液。大头朝外，小头向内，表面活性剂可紧密排列，形成厚壁，使乳状液稳定。 （2）形成定向楔的界面 二价碱金属皂类， 形成W/O型乳状液： 一价碱金属皂类， 形成O/W型乳状液： Colloid Chemistry 本章基本要求 1、了解分散体系的分类及胶体的定义。 2、理解胶体的光学性质、动力性质和电学性质。 3、理解胶团的结构和胶体稳定性与聚沉作用。 目 录 §9.1 分散体系的分类及其主要特征 §9.2 胶体系统的制备 §9.3 胶体系统的光学性质 §9