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1、2022/1/25,物理化学第十二章,1,第十二章 胶体化学Colloidal Chemistry,2022/1/25,物理化学第十二章,2,分散系统 dispersion system：一种或几种物质分散在另一种物质中所构成的系统。,分散相 dispersed phase,分散介质 dispersing medium,不连续相,连续相,小分子溶液,胶体分散系(憎液溶胶),粗分散系,大分子溶液(亲液溶胶),分子/原子/离子 1,集合体 100,集合体 1100,大分子 1100,均相系统(真溶液),多相系统,不稳定,稳定,2022/1/25,物理化学第十二章,3,胶体所涉及的1100nm的超细
2、微粒，介于宏观和微观之间，属于介观(mesoscopic)领域，具有许多特殊的性质。,macroscopic,mesoscopic,microscopic,宏观,微观,介观,2022/1/25,物理化学第十二章,4,溶胶的基本特性： 特有的分散程度（高度分散性） 多相不均匀性 聚结不稳定性,热力学不稳定而动力学稳定。,如，金溶胶可以存放几十年。,溶胶的许多性质如扩散慢、不能通过半透膜、渗透压低、乳光亮度强等，都与其特有的分散程度密切相关。,2022/1/25,物理化学第十二章,5,1861，格雷厄姆 Graham(英)提出：胶体 colloid扩散慢、不易结晶、易成粘稠状；晶体 crystal
3、扩散快、易结晶、不易成粘稠状。,胶体是几乎任何物质都可以存在的一种状态。,胶体化学的研究对象：,狭义：胶体，尤指液溶胶。,广义：胶体、粗分散系统、大分子溶液。,胶体化学即研究胶体和相近系统的形成、破坏及其物理化学性质和变化规律的一门科学。,Thomas Graham (1805-1869),2022/1/25,物理化学第十二章,6,1. 溶胶的制备和净化2. 溶胶的光学性质3. 溶胶的动力性质4. 溶胶的电学性质和稳定性5. 乳状液6. 悬浮液7. 泡沫和气溶胶8. 大分子溶液9. 凝胶*,2022/1/25,物理化学第十二章,7,第一节 溶胶的制备和净化Preparation and pur
4、ification of colloids,胶体分散系1 r 100 nm,粗分散系 r 100 nm,(小)分子分散系r 1 nm, 胶溶法（解胶法）：,新鲜沉淀中加少量稳定剂（胶溶剂）后即得溶胶, 研磨法：,用于脆而易碎的物质, 超声波分散法：,用于制备乳状液, 电弧法：,用于制备金属溶胶, 化学凝聚法：,通过化学反应使生成物呈过饱和状态，然后粒子再结合成溶胶,如将H2S通入足够稀As2O3溶液制得As2S3溶胶；将FeCl3溶液滴到沸水中水解制得Fe(OH)3溶胶, 物理凝聚法：,蒸气骤冷、改换溶剂,2022/1/25,物理化学第十二章,8,最初制备的溶胶常含有过多的电解质或其它杂质，不
5、利于溶胶的稳定，故需净化处理。常用的方法有渗析法 dialysis method 和超过滤法 ultra-filtration method。,渗析法：将待净化的溶胶与溶剂用半透膜（羊皮纸/膀胱膜/硝酸纤维/醋酸纤维）隔开，因溶胶粒子不能通过半透膜，而溶胶中的电解质和其它杂质（分子/离子）则可透过半透膜进入到溶剂一侧，如不断更换溶剂，即可达到净化的目的。,2022/1/25,物理化学第十二章,9,电渗析可以说是一种除盐技术，广泛用于分离提纯物质，尤以制备纯水和处理三废最受重视。,特点：可同时对电解质水溶液起淡化、浓缩、分离、提纯作用，也可用于蔗糖等非电解质的提纯，以除去其中的电解质。,2022
6、/1/25,物理化学第十二章,10,*超过滤法：用孔径细小的半透膜（约10300 nm）在加压或吸滤的情况下使胶粒与介质分开。,可溶性杂质能透过滤板而被除去，所得胶粒则应立即分散在新的分散介质中，以免聚结成块。,渗析和超过滤不仅用于提纯溶胶及高分子化合物，还广泛用于污水处理，去除中草药中的淀粉等高分子杂质以提取有效成分。,在生物化学中常用超过滤法测定蛋白质、酶、病毒和细菌分子的大小。,人们还利用渗析和超过滤原理，用人工合成的高分子膜制成人工肾，帮助肾功能衰竭患者去除血液中的毒素，即血液透析。,2022/1/25,物理化学第十二章,11,第二节 溶胶的光学性质Optical property o
7、f colloids,丁铎尔效应 Dyndall effect（英，1869）：,溶胶的光学性质是其特有分散程度和多相不均匀性特点的反映。,其它分散系也会产生这种现象，但远不如溶胶显著，故丁铎尔效应是鉴别溶胶的最简便的方法。,2022/1/25,物理化学第十二章,12,丁铎尔效应与分散相粒子的大小有关。,当光束投射到分散系统上时可以发生：,光的反射/折射、 散射、 吸收、 透过,粒子大,粒子小,频率同,无作用,丁铎尔效应实质是光的散射（散射光即乳光），又称乳光效应。,小分子分散系,粗分散系,胶体分散系,利用丁铎尔效应可制得超显微镜，用以观测胶粒的运动、大小、形状，研究胶粒的聚沉过程、沉降速度、
8、电泳现象等。,它是强光源暗视野显微镜，看到的并非粒子本身，而是其乳光（光点），因此分辨率大大提高。现已为电子显微镜所取代。,2022/1/25,物理化学第十二章,13,散射光（乳光）强度可用瑞利 Rayleigh 公式表示（1871）：,适用于粒子不导电且半径r47 nm的稀溶胶系统。,单位体积溶胶的散射光强度,小分子真溶液因其粒子体积很小，故乳光效应极弱。,大分子溶液因分散相（溶剂化）与分散介质的折射率极接近，故乳光效应也很弱。,2022/1/25,物理化学第十二章,14,散射光（乳光）强度可用瑞利 Rayleigh 公式表示（1871）：,单位体积溶胶的散射光强度,短波的蓝紫光容易散射：,
9、晴朗天空和海洋呈蔚蓝色(密度涨落引起折射率差异产生散射)；,晨曦和晚霞呈橙红色(透过光)；,旋光仪用钠光，危险信号灯用红光，汽车防雾灯用黄光，养路工、环卫工衣服、校车用橙黄色(黄红光不易散射，穿透力强)。,2022/1/25,物理化学第十二章,15,第三节 溶胶的动力性质Kinetic properties of colloids,布朗运动 Brownian motion（英，1827）：,在超显微镜下可观察到胶体粒子在介质中不停地作无规则的运动，即布朗运动。若每隔一定时间记录某特定胶粒的位置，则得一条完全不规则的运动轨迹（一团乱麻，处处连续处处不可微）.,布朗运动是介质分子热运动的结果，可视
10、为分散相粒子的热运动。,胶粒在不同时刻以不同速率向不同方向作无规则运动。,2022/1/25,物理化学第十二章,16,据分子运动论可得爱因斯坦-布朗平均位移公式（1905）：,t 时间间隔内粒子的平均位移,温度越高、粒子越小、介质粘度越小，布朗运动就越激烈。,扩散和渗透压 diffusion and osmotic pressure：,因溶胶粒子远比小分子大且不稳定，不能制成较高的浓度，故其扩散作用和渗透压表现得很不显著（扩散慢，渗透压低）。,2022/1/25,物理化学第十二章,17,扩散：粒子自发从高浓度区向低浓度区定向迁移的现象。,菲克第一定律 Ficks first law：,*菲克第
11、一定律只适用于浓度梯度不变的情况。一般地，应用,菲克第二定律 Ficks second law：,单位时间通过某截面的物质的量,单位：m2s-1,2022/1/25,物理化学第十二章,18,球形粒子的扩散系数可由爱因斯坦-斯托克斯方程计算：,结合爱因斯坦-布朗平均位移公式：,它是爱因斯坦-布朗公式的另一种形式，据此可测量扩散系数D。,再由爱因斯坦-斯托克斯方程得粒子半径，即可求得摩尔质量：,溶胶的渗透压：,很小，一般只有几个Pa。,2022/1/25,物理化学第十二章,19,沉降平衡 sedimentation equilibrium：,沉降：粒子因受重力作用而下沉的现象。,导致浓度差，导致扩
12、散。,重力和扩散力相等时，达沉降平衡：粒子沿高度方向形成一定的浓度梯度，系统呈动力稳定性。,贝林 Perrin 高度分布定律：,C1(2)是高度h1(2)处单位体积中的粒子数，M是粒子的摩尔质量，g是重力加速度，0和分别是介质和粒子的密度,2022/1/25,物理化学第十二章,20,贝林 Perrin 高度分布定律：,C1(2)是高度h1(2)处单位体积中的粒子数，M是粒子的摩尔质量，g是重力加速度，0和分别是介质和粒子的密度,此式和气体随高度分布公式完全相同。,对气体,2022/1/25,物理化学第十二章,21,粒子匀速沉降时，其粘滞阻力 = 重力 浮力：,斯托克斯 Stokes 方程,据此
13、可测粒子半径或溶液粘度(落球式粘度计)。,一般，溶胶粒子太小，沉降速度过于缓慢以至无法测定。用转速极高的“超离心机”可大大加速沉降，扩大测量范围。,2022/1/25,物理化学第十二章,22,第四节 溶胶的电学性质和稳定性Electrical properties and stability of colloids,溶胶的稳定性主要取决于其电学性质：胶粒带电（同电相斥）。,正溶胶,负溶胶,：氢氧化铁，氢氧化铝，氧化钍(锆),：金/银/铂，硫/碳/硒，硅酸，硫化物(As2S3)，氧化钒(锡),胶粒带电的原因：, 胶粒表面选择吸附溶液中含相同元素的离子（Fajans 规则）。, 胶粒表面分子电离。
14、,如 AgI 溶胶：AgNO3 + KI = KNO3 + AgI(溶胶),如硅酸溶胶：表面 H2SiO3 分子电离出 SiO32- 而带负电。,大分子如蛋白质溶胶：H2N-Pr-COOH = H3N+-Pr-COO-,净电荷为零时的pH值称为蛋白质的等电点 isoelectric point。,2022/1/25,物理化学第十二章,23,因胶粒带电，故介质必带等量相反电荷（整个溶胶为电中性）。,在外电场作用下，固（分散相胶粒）、液（分散介质）两相可发生相对运动：电泳 electrophoresis 和电渗 electro-osmosis。,在外力作用下，迫使固、液两相作相对运动时又可产生电势
15、差：沉降电势 sedimentation potential 和流动电势 streaming potential。,这些现象(含电动电势)统称电动现象 electrokinetic phenomenon。,2022/1/25,物理化学第十二章,24,电泳装置,电泳和电渗 electrophoresis and electro-osmosis：,NaCl稀溶液,Fe(OH)3溶胶,清晰界面,在外电场作用下，胶体粒子在分散介质中定向移动的现象。,电泳现象说明胶粒是带电的。,影响因素：,胶粒大小、形状、电荷数，电解质种类、离子强度、pH值、温度、场强。,室温下，胶粒的运动速度与一般离子的（610-6
16、 ms-1）相近。,说明胶粒所带电量相当大，否则质量比离子大得多的胶粒不可能具有与一般离子相近的运动速度。,电泳：,2022/1/25,物理化学第十二章,25,电泳观察的是胶粒的运动。,如果在多孔膜（或极细毛细管）两侧施加外电场，则可观察到分散介质通过多孔膜而定向流动，即固相不动而液相移动。,电渗：,电渗现象说明分散介质也是带电的。,电泳和电渗的应用：,电泳涂漆、除尘、镀橡胶、分离蛋白质或氨基酸；,电渗脱水（用于泥土和泥炭的脱水、染料的干燥）。,2022/1/25,物理化学第十二章,26,例1：贮油罐中通常要加入少量有机电解质，否则有爆炸的危险。,因油中常含水，形成油包水乳状液，水滴带电荷，进
17、入油罐后，由于重力作用下沉，产生一定沉降电势，给油罐带来危险。加入有机电解质，可增加油的电导，减小沉降电势，防止事故发生。,例2：输油管和运送有机液体的管道要接地。,在用泵输送石油或其它碳氢化合物时，由于压差迫使液体流动，在扩散层和管道表面会产生流动电势，在高压下会产生火花。为防止事故发生，须将管道接地。,2022/1/25,物理化学第十二章,27,胶团结构 micellar structure（双电层 double layer）：,以AgI负溶胶为例，其胶团结构示意图：,胶核,电位离子,反离子,吸附层,胶粒,扩散层,胶团,写成结构式：, AgIm nI- (n-x)K+ x- xK+,溶胶：
18、所有胶团和胶团间液体构成的整体。,胶粒是荷电的，胶团、溶胶是电中性的。,正（负）溶胶是指胶粒带正（负）电。,2022/1/25,物理化学第十二章,28,其它溶胶的胶团结构式：,AgIm nAg+ (n-x)NO3-x+ xNO3-,AgI正溶胶：,硅酸溶胶：,SiO2yH2Om nSiO32- 2(n-x)H+2x- 2xH+,SiO2yH2Om SiO32- (n-x)H+x- xH+,Fe(OH)3溶胶：,Fe(OH)3m nFeO+ (n-x)Cl-x+ xCl-,书写胶团结构时应注意：, 胶核下标“m”不能漏掉，因它是大量分子、原子的集合体；, 胶团是电中性的。,2022/1/25,物
19、理化学第十二章,29,胶粒的形状：,胶粒的形状对胶体性质有重要影响：胶粒为球形的，流动性较好；若为带状的，则流动性较差，易产生触变现象。,聚苯乙烯胶乳是球形质点,V2O5溶胶是带状质点,Fe(OH)3溶胶是丝状质点,2022/1/25,物理化学第十二章,30,+,电动电势 electrokinetic potential 和溶胶的稳定性：,双电层模型,2022/1/25,物理化学第十二章,31,可见：,热力学电势 吸附层内电势 扩散层内电势,相应电荷：n n-x x,电泳时，运动的质点是胶粒，决定其所受电场力作用大小的电荷是胶粒所带的电荷 x，也即扩散层内的电势。,电动电势 electroki
20、netic potential 或电势 zeta potential。,2022/1/25,物理化学第十二章,32,电势可通过测定电泳或电渗的速度用斯莫鲁霍夫斯基 Smoluchowski 公式计算：,该式适用于 kr 1，即一般电解质的水溶液：粒子半径 r 较大，双电层厚度或离子氛半径 k-1 较小。,一般溶胶的电势都在几十毫伏范围内。 Fe(OH)3：44 mV,2022/1/25,物理化学第十二章,33,显然，越大，表明胶粒带电越多，扩散层越厚，溶胶越稳定。,跟什么因素有关呢？,主要跟溶液中的电解质浓度有关。,随电解质浓度的增加，扩散层受挤压而变薄，降低，溶胶稳定性变小。当降为零时，胶粒
21、不带电（等电态），稳定性最小。,溶胶的稳定还有一个原因，就是溶剂化作用。,由于扩散层反离子的溶剂化作用，使胶粒外面形成了一个有一定弹性的溶剂化薄膜层，它可以阻止胶粒的互相碰撞和聚结。,溶胶（动力）稳定性的原因：, 胶粒带电；,一切可以减少胶粒所带电荷、降低溶剂化作用的因素都会使溶胶失稳而聚沉。, 溶剂化作用；, 布朗运动（沉降平衡）。,2022/1/25,物理化学第十二章,34,溶胶的聚沉 coagulation of colloids：, 增大浓度、加热、辐射（均加剧粒子互碰）, 加相反电荷溶胶（电性中和）, 加电解质（足量）, 加大分子（少量）,敏化作用（少量时）搭桥、脱水、电中和效应,保
22、护作用（足量时）常用金值表示其保护能力,如，明矾净水。,不同钢笔水混用常产生沉淀。,如，豆浆制豆腐（点浆）。,江河入海处易形成三角洲。,2022/1/25,物理化学第十二章,35,电解质的聚沉作用：,少量电解质是溶胶的稳定剂，过量则会使溶胶聚沉（使扩散层受挤压而变薄，降低胶粒的带电量和溶剂化作用）。,聚沉值：使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。聚沉值越小，聚沉能力越大。, 电解质中起聚沉作用的主要是与胶粒带相反电荷的离子（异号离子），且随离子价数增加，其聚沉能力显著增强（同号离子则价数越高聚沉能力越小）。,2022/1/25,物理化学第十二章,36,舒尔茨-哈迪价
23、数规则 Schulze-Hardy rule：,电解质的聚沉能力与异号离子价数的六次方成正比。,聚沉能力：,Me Me Me = 16 26 36 = 1 64 729,聚沉值：, 价数相同的异号离子，其聚沉能力也有所不同。,对负溶胶，一价阳离子的聚沉能力次序：,H+ Cs+ Rb+ NH4+ K+ Na+ Li+,对正溶胶，一价阴离子的聚沉能力次序：,F- Cl- Br- NO3- I- SCN- OH-,感胶离子序 lyotropic series, H+ 和有机离子都有很强的聚沉能力。,2022/1/25,物理化学第十二章,37, 染色法：在乳状液中加入少许油溶性染料如苏丹，若整个溶液被
24、染成红色则为 W/O 型，若只有星星点点带色则为 O/W 型。也可用水溶性染料如亚甲基蓝。,第五节 乳状液 Emulsions,乳状液：液体微粒分散于液体介质中所形成的粗分散系统。,类型：水包油型（O/W，牛奶）和油包水型（W/O，原油）。,鉴别方法：, 稀释法（混合法）：取少量乳状液滴入水中或油中，若在水中能稀释则为 O/W 型，若在油中能稀释则为 W/O 型。, 电导法：一般，O/W 型乳状液的电导率远大于 W/O 型的。,2022/1/25,物理化学第十二章,38,要得到比较稳定的乳状液，必须加入乳化剂 emulsifying agent（常用乳化剂有表面活性物质、天然物质、固体粉末等三
25、类）。,乳化作用：乳化剂使乳状液能较稳定存在的作用。, 在分散相液滴周围形成坚固的保护膜；, 降低界面张力；, 形成双电层，产生电互斥力。,主要,2022/1/25,物理化学第十二章,39,乳化剂的性质不仅关系乳状液的稳定性，还决定乳状液的类型：,水溶性一价金属皂是 O/W 型乳化剂（亲水基截面比亲油基大），二价或三价金属皂是 W/O 型乳化剂；,亲水性固体粉末有利于形成 O/W 型乳状液， 憎水性固体粉末有利于形成 W/O 型乳状液。,乳状液的类型通常与两相液体的相对数量无关，有时分散相液滴体积可达总体积的74%以上。,2022/1/25,物理化学第十二章,40,乳状液的去乳化或破乳 dee
26、mulsification 方法：, 顶替法：用不能形成牢固膜的表面活性剂代替原乳化剂。 如异戊醇，表面活性虽强，但因碳链太短而无法形成牢固膜。, 化学法：加入能与乳化剂反应的物质。 如加入无机酸使油酸钠变成不具乳化作用的油酸。, 中和法：加入相反类型的乳化剂。, 物理法：加热、搅拌、离心分离、电泳等均可实现去乳化。,2022/1/25,物理化学第十二章,41,第六节 悬浮液 Suspensions,粒子匀速沉降时，其粘滞阻力 = 重力 浮力：,即斯托克斯 Stokes 方程。,采用沉降分析可求出多级分散系粒子的粒度分布。,悬浮液：固体微粒分散于液体介质中所形成的粗分散系统。,2022/1/2
27、5,物理化学第十二章,42,第七节 泡沫和气溶胶 Foams and aerosols,泡沫：气体分散于液体或固体介质中所形成的粗分散系统。,气溶胶：液体或固体分散于气体介质中所形成的分散系统。,起泡剂 foaming agent：形成吸附膜，既降低界面张力，又增加界面膜的机械强度。,如云雾、烟尘等。,气体除尘：目前主要采用静电除尘，除尘效率可高达99%。,含尘气体通过高压静电场，阴极发射出大量电子使气体电离，并使尘粒带负电，趋向阳极表面放电而沉积。,2022/1/25,物理化学第十二章,43,第八节 大分子溶液 Macromolecular solution,大分子（M 104）溶液与溶胶的
28、异同：,2022/1/25,物理化学第十二章,44,*聚合物摩尔质量的表示法：,2022/1/25,物理化学第十二章,45,渗透压和唐南平衡osmotic pressure and Donan equilibrium：, 不电离或不带电的大分子（如等电点时的蛋白质）溶液：, 可电离的大分子（如蛋白质的钠盐 NazP）溶液：,Na+可以通过半透膜，但为保持电中性，必须留在Pz-同一侧。,这种膜两边电解质浓度不等的膜平衡就是唐南平衡。,因一个蛋白质分子产生（z + 1）个离子，故,2022/1/25,物理化学第十二章,46, 外加电解质（如NaCl）时的可电离大分子（NazP）溶液：,平衡时，Na
29、Cl在膜两边的化学势相等：,设活度系数均为1，则,故渗透压：,2022/1/25,物理化学第十二章,47, 外加电解质（如NaCl）时的可电离大分子（NazP）溶液：,当盐的浓度远小于大分子的浓度（c c）时,当盐的浓度远大于大分子的浓度（c c）时,改变电解质加入量可使大分子溶液的渗透压在 之间变化。唐南平衡最重要的功能就是控制物质的渗透压。,2022/1/25,物理化学第十二章,48,粘度 viscosity：,大分子溶液的粘度是它在流动过程所存在的内摩擦的反映（包括溶剂与溶剂分子之间、大分子与溶剂分子之间、大分子与大分子之间的内摩擦）。,它随大分子的大小、形状、性质、浓度、温度及溶剂的性
30、质等的不同而不同，是大分子溶液的一个重要特性。,粘度法测高聚物的平均摩尔质量，设备简单、操作便利、耗时较少、精确度较高，是最常用的方法。,粘度的国际单位：Pas。,2022/1/25,物理化学第十二章,49,以表示溶液粘度，0 表示溶剂粘度，组合得（ckgm-3）：,2022/1/25,物理化学第十二章,50,特性粘度是几种粘度中最能反映溶质分子本性的一个物理量,它可通过作 或 图（在稀溶液中均为直线）外推至 c0 而得到。,据此，由麦克 H.Mark 经验方程可得高聚物的粘均摩尔质量：,K、a 是与溶剂、高聚物、温度等有关的经验常数。a 主要取决于高聚物在溶液中的形态，K 还随溶质摩尔质量的
31、增加而降低。,2022/1/25,物理化学第十二章,51,若要测高聚物摩尔质量的分布，则可用凝胶色谱法：,在多孔凝胶色谱柱中充满溶剂，将试样溶液从柱端引入，然后用纯溶剂淋洗：, 体积最大的分子，不能进入任何孔，只能在颗粒间隙内流动，故最先淋出；, 中等大小的分子，虽不能进入小孔，但却能进出于比它大的孔，因而被推迟淋出；, 最小的分子，可以进出所有的孔，故最后淋出。,2022/1/25,物理化学第十二章,52,释出或吸收液体时，体积显著缩小或膨胀，如各类线性高分子凝胶。有明显选择性，如橡胶吸苯，明胶、琼脂则吸水.,释出或吸收液体时，形状和体积几乎都不变，如多数无机凝胶。没有选择性，液体只要能润湿
32、，都能被吸收。,*第九节 凝胶 Gels,凝胶是胶体的一种存在形式，其中胶粒或大分子互相联结成立体网状结构，网架间充满的液体（在干胶中也可是气体）不能自由流动，呈弹性半固体状态。如豆腐、硅胶等。,凝胶的类型：, 根据分散相质点的刚柔分为：,刚（脆）性凝胶：,弹性凝胶：, 根据含液量的多少分为：,冻胶：,干胶：,含液量常在90%以上，如琼脂、肉冻含水可达99%以上。,含液量少，如市售明胶含水约15%，半透膜也属干胶。,2022/1/25,物理化学第十二章,53,凝胶的制备：, 从固体（干胶）制备：,干胶吸液膨胀即成，常为弹性凝胶。, 从液体制备：,a. 冷却溶胶使过饱和。如0.5%琼脂溶液冷到3
33、5即成冻胶。,b. 加非溶剂。如在果胶水溶液中加适量酒精后即成凝胶。,c. 在胶粒亲水性较强的溶胶（如Fe(OH)3）中加适量电解质。,d. 控制生成不溶物反应的条件。如硅胶即水玻璃加酸而成。,胶凝：由溶胶或高分子溶液形成凝胶的过程。,分散相质点形状的不对称性，提高浓度，降低温度，加胶凝剂（如电解质），延长放置时间都能促进凝胶的形成。,2022/1/25,物理化学第十二章,54,凝胶的性质：,溶胀：干燥的弹性凝胶吸液而膨胀。是高分子溶解的第一阶段。,具有选择性，只能吸收亲和性很强的液体。,有限溶胀：所吸收的液体量达最大值后就不再继续膨胀。无限溶胀：膨胀的结果使凝胶完全溶解形成均相溶液。,溶胀热
34、：物质溶胀时伴随的热效应（一般为放热）。,溶胀压：物质溶胀时对外界施加的压力（有时可能很大）。,古埃及人将木头塞入岩缝，借助于木质纤维遇水溶胀产生的巨大溶胀压来开采建造金字塔的石料，即“湿木裂石”。,2022/1/25,物理化学第十二章,55,凝胶的性质：,脱水收缩(离浆)：凝胶在放置老化过程中发生的特殊分层现象。,析出的一层仍为凝胶（几何形状保持不变，只是体积缩小，浓度变大）；另一层则为稀溶胶或高分子溶液。,2022/1/25,物理化学第十二章,56,凝胶的性质：,触变：某些凝胶（如低浓度明胶、细胞原形质、可塑性粘土）的网状结构不稳定，可因机械力（如振动）变成有较大流动性的溶液态（稀化），外
35、力解除静置后又变回凝胶态（重新稠化）。,2022/1/25,物理化学第十二章,57,凝胶的性质：,凝胶中的扩散和化学反应：,凝胶浓度低时，其电导、扩散速度和纯溶剂几乎没有区别，随着凝胶浓度的增加，两者都降低。,凝胶骨架有许多空隙，类似分子筛，可以分离大小不同的分子。凝胶色谱法就是利用了凝胶的这种性质。,凝胶中也可进行化学反应。由于没有对流存在，反应中生成的不溶物在凝胶中具有周期性分布的特点。,里根 Liesegang 环：凝胶中所得的层状或环状沉淀。,2022/1/25,物理化学第十二章,58,本章要点：,溶胶的制备、净化、性质、稳定性、聚沉,2022/1/25,物理化学第十二章,59,本章标注公式：,本章作业：,（P657） 1、4、5、8、9、13、15,