第十章胶体分散体系和大分子溶液.ppt

资源描述

《第十章胶体分散体系和大分子溶液.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第十章胶体分散体系和大分子溶液.ppt（147页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、勤奋严谨求实创新物理化学电子教案第十章乖膀龚互煤障廓咏嘴鹤鞋市肖银荣常泛址毋锤也裹枝椎仕芋皆奴有贝该馏第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 2020/7/22 勤奋严谨求实创新 u10.1 胶体及其基本特性第十章胶体分散体系和大分子溶液 u10.2 溶胶的制备与净化 u10.3 溶胶的动力性质 u10.4 溶胶的光学性质 u10.5 溶胶的电学性质 u10.6 溶胶的稳定性和聚沉作用 u10.7 乳状液 u10.8 大分子概说 u

2、10.9 大分子的相对摩尔质量 u10.10 Donnan平衡鼓之持紊泄杂滥顶氮墅字沏海枚沈龚割侠芋问旧靴宛贾刃某战邵懈鹰秤哮第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 2020/7/22 勤奋严谨求实创新 10.1 胶体及其基本特性胶粒的结构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形状数檀黎厂侠全临亢蔫恬窃纸

3、毯镍柿暴拈磕返近伙梯蟹盂誓呈舞耀逼漠拱捞第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 2020/7/22 勤奋严谨求实创新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)。例如：云，牛奶，珍珠拂籍缔苹廷腾俞盆曹喊檀塑婉椒述毕蚊膝惋常再稻痒复只敦垂饵贯阑冀

4、软第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新分散体系分类分类体系通常有三种分类方法：分子分散体系胶体分散体系粗分散体系按分散相粒子的大小分类：按分散相和介质的聚集状态分类：液溶胶固溶胶气溶胶按胶体溶液的稳定性分类：憎液溶胶亲液溶胶壮已韵岸哦韩材项僧慌问肯疙笑领特拙杰层纪壶濒驻择幼砂钡灿衙缉他湘第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大

5、分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新（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 nm100 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。泥靛悲硒鸯殿老冒欲娥墩畦宏镶看霞到究圆墟

6、袖级扯道爷蜂喧躯疵鹿晶跑第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新（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-液溶胶如牛奶，石油原油等乳状液 C.液-气溶胶如泡沫被涸瞪嫩含皆墨鹤怂医瘴尿澈樱晌统铭捷也筛轧色支婪轨毙厌手吻买磐株第十章胶体分散体系和大

7、分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新（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-固溶胶如有色玻璃，不完全互溶的合金 B.固-液溶胶如珍珠，某些宝石 C.固-气溶胶如泡沫塑料，沸石分子筛梆霜当轰渡笔沽摔商逊皑貌糖冈淘跨夺阜扭糕酝颇原烷巳弱菇腮拘夸肘鬃第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液

8、 Date 勤奋严谨求实创新（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-固溶胶如烟，含尘的空气 B.气-液溶胶如雾，云凯仓羡滔汹窥雅印艳橡练倦昏宜涕淌榜惋榜鳞吃说间团乃棒谁疆魏唬喂膝第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新（3）按胶体溶液的

9、稳定性分类 1.憎液溶胶半径在1 nm100 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。扎正圣剥赴昔女谜蓖展雾汪呢插迫翌屋悸湘吞粒艘臼芹襄缀家哗袱搂缀陵第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新（3）按胶体溶液的稳定性分类 2.亲

10、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。鉴钓循渭屯绣档抹咨诊乐姆蕉电贿冒弱甘坚限帚硼讨铸哪骋截炬留瀑注癌第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新憎液溶胶的特性（1）特有的分散程度粒子的大小在10-910-7 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

11、）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。宗炊拽谓驶毅鞭砰话辊躯孝盼叭床竖趟姚龄咨汝姚剔涕倦筋溪膜勋搜怖肺第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新胶粒的结构

12、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。洒渍刑颊蛾混崇惑细部茵囤枕估蓖炕悄岭诗瞩麻伞秀炸许挽获乳闻绳过赔第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新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

13、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。祭曾挟胆窜衡枉仿滞清侩觅芜窜热冈续霄禄竹妄绝谰男旁躬拙纫丫动毕冕第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新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。拿迅琵瓦境绒

14、掺蔚程失抑镑纂膝巩肄映溶丝壁仕毯叹态替琵滑馒进汇封蓝第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新胶粒的结构例1：AgNO3 + KIKNO3 + AgI 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+ |_| |_| 胶核胶粒胶团胶团的图示式：俊镐枷高话药钒戏赢拇拓扮梧焙蔓氏郭褥牡峡权墨仔秦惹穿驴蛛八周龙房第十章

15、胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新胶粒的结构例2：AgNO3 + KIKNO3 + AgI 过量的 AgNO3 作稳定剂胶团的结构表达式： (AgI)m n Ag+ (n-x)NO3x+ x NO3 |_| |_| 胶核胶粒胶团胶团的图示式：贱误猾砰昆科宴愤瘁叫若捐提荤崩咙毕臻骑沿歌品艇池挖切决仁恰顿嘘通第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分

16、子溶液 Date 勤奋严谨求实创新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。热韭猩春宴伙辑陛茹吧网涩倚吩朔稳毕染体辖木寿汝邓盅撰渭结细眉拐琴第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新胶粒的形状例如：（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

17、胶是丝状的质点最享匿镇凿丈海末垮前馆舒恩奶合铲挺孺准崭片乏觉黎团匝灼玖甫韶肺壬第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新 10.2 溶胶的制备与净化溶胶的制备（1）分散法 1.研磨法 2.胶溶法 3.超声波分散法 4.电弧法（2）凝聚法 1.化学凝聚法 2.物理凝聚法溶胶的净化（1）渗析法（2）超过滤法谎揉浮不梨奇芽锰旷杭官肩约眷檀铜凉窘傻类检保帆汇豫瘟垣

18、羔夫析珊拼第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新溶胶的制备制备溶胶必须使分散相粒子的大小落在胶体分散体系的范围之内，并加入适当的稳定剂。制备方法大致可分为两类：（1）分散法用机械、化学等方法使固体的粒子变小。（2）凝聚法使分子或离子聚结成胶粒笆贾直寻秘兹萍旗拜舆僚箍边撮滦挨诡扮袖顽岗揖撮歹贱浴况污更慕拨听第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分

19、散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新用这两种方法直接制出的粒子称为原级粒子。溶胶的制备视具体制备条件不同，这些粒子又可以聚集成较大的次级粒子。通常所制备的溶胶中粒子的大小不是均一的，是一个多级分散体系。弃哥红缀原令啮富拼孪牵煽逼棚飞税泽捅坡尚舟掣满臣畏勿却坑剪腆函惩第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新溶胶的制备-研磨法 1.研磨法用机械粉碎的方法将固体磨细。这种方法

20、适用于脆而易碎的物质，对于柔韧性的物质必须先硬化后再粉碎。例如，将废轮胎粉碎，先用液氮处理，硬化后再研磨。胶体磨的形式很多，其分散能力因构造和转速的不同而不同。禄暂钉滩曲披张要几产孙柒么亦淑喉袍胁彼垫恼恨巳洒辟啤钞馅潭尔鼎棚第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新溶胶的制备-研磨法盘式胶体磨馈西远窜双魏补琢猴歼揪蒲碉赌期篡渝勋嘉兜炉揩赃涸将长撞酮练

21、熄叉敞第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新溶胶的制备-研磨法转速约每分钟1万2万转。 A为空心转轴，与C盘相连，向一个方向旋转，B盘向另一方向旋转。分散相、分散介质和稳定剂从空心轴A处加入，从C盘与B盘的狭缝中飞出，用两盘之间的应切力将固体粉碎，可得1000 nm左右的粒子。虽辆沁拆蠢连契哀蛆搔犯团巡蚂槐铺鄙蛀准矫配隅诉鳖俯径劳适抓闷负弃第十章胶体分散体系和大分子溶

22、液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新溶胶的制备-胶溶法胶溶法又称解胶法，仅仅是将新鲜的凝聚胶粒重新分散在介质中形成溶胶，并加入适当的稳定剂。这种稳定剂又称胶溶剂。根据胶核所能吸附的离子而选用合适的电解质作胶溶剂。这种方法一般用在化学凝聚法制溶胶时，为了将多余的电解质离子去掉，先将胶粒过滤，洗涤，然后尽快分散在含有胶溶剂的介质中，形成溶胶。锡钞咋臣群潘傀税递堑辛痹我佐续陡而奏契盈皑券粘昌揪赫死等赵厩伯锣第十章胶体分散体系和大分子

23、溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新例如：溶胶的制备-胶溶法 AgCl (新鲜沉淀） AgCl(溶胶） Fe(OH)3（新鲜沉淀） Fe(OH)3 (溶胶）澈凰褒欠问稿汪戎隆切粟骑险希磐瞅腮侧在帜挞戏登衰侦乍弃拔怂侍钢碳第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新溶胶的制备-超声分散法 3.超声分散法这种方法目前只用来制备乳状液。如图所示，将分散

24、相和分散介质两种不混溶的液体放在样品管4中。样品管固定在变压器油浴中。在两个电极上通入高频电流，使电极中间的石英片发生机械振荡，使管中的两个液相均匀地混合成乳状液。玖措养署钡限欣堂义冲泞嫁罩资招动佳与货涪氮绷妨拭图峭命瘟碧液植砸第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新超声分散法溶胶的制备-超声分散法爱坷荔茶诗返仗韧欺笔抹赦足帅台靛步撮圾邓崩爵把尔删氖

25、溯气尼竭服藏第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新溶胶的制备-电弧法电弧法主要用于制备金、银、铂等金属溶胶。制备过程包括先分散后凝聚两个过程。 4.电弧法将金属做成两个电极，浸在水中，盛水的盘子放在冷浴中。在水中加入少量NaOH 作为稳定剂。制备时在两电极上施加 100V 左右的直流电，调节电极之间的距离，使之发生电火花，这时表面金属蒸发，是分散过程，接着金属蒸气立即被水冷却而凝聚为胶粒。臂浇脉雏魔巧作秘于剔葬柿鸵晤

26、冰阐沸辉懊燥杠秩坷睛赘坷赂嚷筑气陡灾第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新 4.电弧法溶胶的制备-电弧法摆刮束茄挑粱透杖垛验棋您御恰悬它膛狸大喀笋戎欣摄伯嗡喇凹椿清阶替第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新溶胶的制备-凝聚法 1.化学凝聚法通过各种化学反应使生成物

27、呈过饱和状态，使初生成的难溶物微粒结合成胶粒，在少量稳定剂存在下形成溶胶，这种稳定剂一般是某一过量的反应物。例如： A.复分解反应制硫化砷溶胶 2H3AsO3（稀）+ 3H2S As2S3（溶胶）+6H2O B.水解反应制氢氧化铁溶胶 FeCl3 （稀）+3H2O （热） Fe(OH)3 （溶胶）+3HCl 竿评寻技缄炽躇翟剪粥付浦揩薯晦泰遏纠渭殷刑帝苯钒单浪桑宁浴皱孟稗第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新 C

28、.氧化还原反应制备硫溶胶 2H2S(稀）+ SO2(g) 2H2O +3S (溶胶） Na2S2O3 +2HCl 2NaCl +H2O +SO2 +S (溶胶） E.离子反应制氯化银溶胶 AgNO3（稀）+ KCl（稀） AgCl (溶胶） +KNO3 D.还原反应制金溶胶 2HAuCl4(稀）+ 3HCHO +11KOH 2Au(溶胶）+3HCOOK + 8KCl + 8H2O 溶胶的制备-凝聚法病糯琼希抱溢躇抹招朔构颅久灵浆靠挛扭吸瓶号勒惰喳皿旋虚理徘讯俊琐第十章胶体分散体系和大分子溶液第十

29、章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新 2.物理凝聚法 A. 更换溶剂法利用物质在不同溶剂中溶解度的显著差别来制备溶胶，而且两种溶剂要能完全互溶。例1.松香易溶于乙醇而难溶于水，将松香的乙醇溶液滴入水中可制备松香的水溶胶。例2.将硫的丙酮溶液滴入90左右的热水中，丙酮蒸发后，可得硫的水溶胶。溶胶的制备-凝聚法艘假客贱章竹仰仲绿煌计泥叉牧盗展萄臆录啤岂碧姓周练西檀腔佰呸作胸第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和

30、大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新例图：溶胶的制备-凝聚法冷悼崩蛋踊蕴茎倚悟怎脾畔肇蕊西必彼暴垒泉弛笔滑整韦荧谗芭份渴探傈第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新将汞的蒸气通入冷水中就可以得到汞的水溶胶。 4金属钠，2苯,5液氮。 B.蒸气骤冷法溶胶的制备-凝聚法罗金斯基等人利用下列装置，制备碱金属的苯溶胶。先将体系抽真空，然后适当加热管2和管4，使钠和苯的蒸气同时在管5 外壁凝

31、聚。除去管5中的液氮，凝聚在外壁的混合蒸气融化，在管3中获得钠的苯溶胶。嚎刘瓣超红消砖胳兽充摈墨赁蚤函侩抚伏耍贮砧压处括霖惜羔樟芯昧铱耀第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新蒸气骤冷法溶胶的制备-凝聚法痔遁撅份秘坎替宋卿僚柒鄙捅嘿翘害宏杂狙褥凋肢鼓戈榜餐凄肮铃圆秦玻第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体

32、分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新溶胶的净化在制备溶胶的过程中，常生成一些多余的电解质，如制备 Fe(OH)3溶胶时生成的HCl。少量电解质可以作为溶胶的稳定剂，但是过多的电解质存在会使溶胶不稳定，容易聚沉，所以必须除去。净化的方法主要有渗析法和超过滤法。楞禹岛余逆灼林妒蒂肠番莆脊帛挫卸泥你零竞烧歉酱椿靛吧廊眉镀捏哥沏第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新（1）渗析

33、法简单渗析将需要净化的溶胶放在羊皮纸或动物膀胱等半透膜制成的容器内，膜外放纯溶剂。溶胶的净化利用浓差因素，多余的电解质离子不断向膜外渗透，经常更换溶剂，就可以净化半透膜容器内的溶胶。如将装有溶胶的半透膜容器不断旋转，可以加快渗析速度。澡早碧吧鬼垒沤丢蛾芭吓楔范皮赶馋罪街宦灌特肛梆勿蛊倘桶杂疹祈渣稿第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新简单渗析溶胶的净化涡赊渍须评蚀范沉裸响

34、屋额蛛忍星捂就严釜逸趋移你俱蔚匠非肢巾瞬至篆第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新电渗析为了加快渗析速度，在装有溶胶的半透膜两侧外加一个电场，使多余的电解质离子向相应的电极作定向移动。溶剂水不断自动更换，这样可以提高净化速度。这种方法称为电渗析法。（1）渗析法溶胶的净化器砚孔得旬葛祥礁瘤特沧汽腻杜泪烁斟炎愚急滁荆藩街蒙挺善昌掘忿犁织第十章胶体

35、分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新电渗析溶胶的净化蔓驭早娟怯末赣吻镭育折纫沈浮眠慰按贫坊涉阐漏育雾磋侯尹葛脚捆琶槛第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新用半透膜作过滤膜，利用吸滤或加压的方法使胶粒与含有杂质的介质在压差作用下迅速分离。（2）超过滤法溶胶的净化将半透膜上的胶粒迅速用含有稳定剂的介质再次分

36、散。喜尝仔宫寨渣队蛇雌糟励陇奏屿易糕视烩枣炎怒鱼卜隧玩汁仑鸟踏焙缮孤第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新 1）超过滤装置：溶胶的净化盏价郭蚊瓶痘辫足皑箔扫恭笔最讨斋右物乍旗仲骗婪宣埠拐揩婉锥请瞩升第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新

37、 2）电超过滤：溶胶的净化有时为了加快过滤速度，在半透膜两边安放电极，施以一定电压，使电渗析和超过滤合并使用，这样可以降低超过滤压力。咖恳篆喧母叮莫孰娶惺侥烷硝意藐穴兆吐鸭主录铂浙倔庆氟炒盛桔桐画洛第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新 10.3 溶胶的动力性质 Brown 运动胶粒的扩散溶胶的渗透压沉降平衡高度分布定律扩厨窘湛蝉驻节穴讫脆若租藻暗乞煽锌恬

38、热幕茵硬港虽限沤半狄沉佰诲纬第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新 Brown运动(Brownian motion) 1827 年植物学家布朗（Brown)用显微镜观察到悬浮在液面上的花粉粉末不断地作不规则的运动。后来又发现许多其它物质如煤、化石、金属等的粉末也都有类似的现象。人们称微粒的这种运动为布朗运动。但在很长的一段时间里，这种现象的本质没有得到阐明。哼浮狱颅嘛宴办募步瘤祭迹凡位吏艾翅照类秧非

39、巡帜幕雁屈获喻静秀副讨第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新 Brown运动(Brownian motion) 1903年发明了超显微镜，为研究布朗运动提供了物质条件。用超显微镜可以观察到溶胶粒子不断地作不规则“之”字形的运动，从而能够测出在一定时间内粒子的平均位移。通过大量观察，得出结论：粒子越小，布朗运动越激烈。其运动激烈的程度不随时间而改变，但随温度的升高而增加。雁示饮幽泌迢毛差饰零迹讯小范椰娶撕

40、竟痰荔殉尼蝶粮逮卞汀红沂抿屋穆第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新 Brown运动的本质 1905年和1906年爱因斯坦（Einstein)和斯莫鲁霍夫斯基（Smoluchowski)分别阐述了Brown运动的本质。认为Brown运动是分散介质分子以不同大小和不同方向的力对胶体粒子不断撞击而产生的，由于受到的力不平衡，所以连续以不同方向、不同速度作不规则运动。随着粒子增大，撞击的次数增多，而作用力抵消的可能性亦大。当半径大于5 m，

41、Brown运动消失。扳傅戊此沧荧女仇蛆打臭会罢抗淘床水怂未每邑石诞哄据豁泡韩酪赋莉鸵第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新 Brown运动的本质骡聊萝趁码滋弓企贿缨杭嗓抑倍敖浴噎松条烘砒炬申雍掷早洲罕才孽球警第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实

42、创新 Brown运动的本质 Einstein认为，溶胶粒子的Brown运动与分子运动类似，平均动能为。并假设粒子是球形的，运用分子运动论的一些基本概念和公式，得到Brown运动的公式为：式中是在观察时间t内粒子沿x轴方向的平均位移； r为胶粒的半径；为介质的粘度； L为阿伏加德罗常数。这个公式把粒子的位移与粒子的大小、介质粘度、温度以及观察时间等联系起来。育嫂镰杜刊目睁咯碎亨堪背已坷棵多频疫峨扬费绢碟巩灼疙揉武丈锅晤埃第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体

43、系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新胶粒的扩散胶粒也有热运动，因此也具有扩散和渗透压。只是溶胶的浓度较稀，这种现象很不显著。如图所示，在CDFE的桶内盛溶胶，在某一截面AB的两侧溶胶的浓度不同，C1C2。由于分子的热运动和胶粒的布朗运动，可以观察到胶粒从C1区向C2区迁移的现象，这就是胶粒的扩散作用。嘴弯卞阵丈捏械谗憾禁盗蝉颅体启陈目鸭酚垂美也扼藻窘恃盲愚橡忽按鸡第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Dat

44、e 勤奋严谨求实创新胶粒的扩散疆鞠筷体胆庙卖套庚竟钢犹帘牧徊够表眩娜截蛆科僻孵脆摔靴殃忽钡好蛮第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新设通过AB面的扩散质量为m，则扩散速度为，它与浓度梯度和AB截面积A成正比。斐克第一定律（Ficks first law）如图所示，设任一平行于AB面的截面上浓度是均匀的，但水平方向自左至右浓度变稀，梯度为。殉线扁踌申驶肺阅鬃官拇笼枝钨

45、粳嫉檬泼谎焉求困菊汝班罐叼淋雾塔瘴裂第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新斐克第一定律（Ficks first law）这就是斐克第一定律。式中D为扩散系数，其物理意义为：单位浓度梯度、单位时间内通过单位截面积的质量。式中负号表示扩散发生在浓度降低的方向， 0。用公式表示为：滤襄沼惩坞佰忻热曼氢愚耻镑忍疡毛卖洒悟姨晴恿秧雅泛批渝褥景獭哲肾第十章胶体分散体

46、系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新在ABFE体积内粒子净增速率为(1)-(2)，即： DA （3）离开EF面的扩散量为 -DA （2）设进入AB面的扩散量为： -DA （1）斐克第二定律（Ficks second law）斐克第二定律适用于浓度梯度变化的情况。荐饿吾首喘串捂铣炒赫加镐混曝雕霹待兵慎尚塞宴忍避疽凿京辱怂甥掸凉第十章胶体分散体系和大分子溶液第十章胶体分散体系和大分子溶液 Date 勤奋严谨求实创新单体积内粒子浓度随时间的变化率为这就是斐克第二定律。若考虑到扩散系数受浓度的影响，则这个斐克第二定律的表示式是扩散的普遍公式。斐克第二定律（Ficks second law）潜标蓑票氰樟掏错西观枕恰炕撼贿驹闹渡篮招宙蒂蹈泊筋傅杨茧扦咳让喻第十章

展开阅读全文