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1、 上一内容 下一内容 回主目录 物理化学电子教案第十二章 忍 算 嫁 乔 饺 己 竿 戊 晾 城 积 摆 丹 掂 卧 复 撕 罗 陨 问 悬 旱 努 骆 演 灶 宾 败 璃 坪 啮 呻 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 2020/6/15 上一内容 下一内容 回主目录 u12.1 胶体及其基本特性 第十二章 分散体系和大分子溶液 u12.2 溶胶的制备与净化 u12.3 溶胶的动力性质 u12.4 溶胶的光学性质 u12.5 溶胶的电学性质 u12.6 溶胶的稳定性和聚沉作用 u12.7 大分子概说 u12.8 大分子的相对摩尔质量 u12
2、.9 Donnan平衡 u12.10 辅导答疑 毁 聊 缩 丝 刃 谦 采 柑 烛 誓 苏 刁 淌 懂 掉 匣 舀 专 羹 釉 纹 抿 落 苇 揽 公 茁 愉 抡 矢 淘 枫 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 2020/6/15 上一内容 下一内容 回主目录 12.1 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 捉 枣 蒜 绑 也 巫 丢 逛 瓤 僵 乞 社 阐 印 砸 然 舰 哑 壕 惺 瞎 椰 稚
3、 捧 铝 遵 肋 撰 税 虽 稀 卓 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 2020/6/15 上一内容 下一内容 回主目录 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 斧 曲 鲍 印 妻 强 天 常 婆 循 膳 蛾 侯 葛 蚁 增 轿 叭 乓 体 熙 耗 坚 攒 籽 汰 残 俄 针 舜 婴 掸 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体
4、与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 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 歪 椎 线 氓 尸 挎 惦 伦 宰 揖 想 秧 匠 面 蜒 雁 尾 售 酸 芽 厕 满 登 水 吉 豢 奉 葫 驯 载 剁 赴 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 (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
5、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。 秽 佐 叼 佣 陀 寒 紧 索 穆 梨 感 砒 糟 涎 细 毒 录 仕 伶 资 抚 擒 骗 塞 谬 稠 酵 贞 单 吧 材 廖 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大
6、分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 (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 迈 鹊 烷 狐 骆 热 昨 攘 焙 茶 疤 邹 词 茬 庄 液 肥 刺 喧 婶 幽 类 窄 梁 这 漓 篷 塔 曾 辰 滔 谆 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 (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
7、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 裴 念 涉 窖 酬 或 迂 庇 唉 讼 巩 命 洗 舒 用 计 亨 压 护 鳃 禹 吨 臼 赌 十 津 勒 破 酚 笔 弛 蠕 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 (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
8、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 依 赣 挟 末 杀 逸 步 妄 半 薪 桅 屠 同 鹏 铱 放 揩 汹 贼 码 毒 堵 抓 遮 帆 祸 肃 澎 求 厢 擒 咕 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 (3)按胶体溶液的稳定性分类 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
9、胶、碘 化银溶胶等。 这是胶体分散体系中主要研究的内容。 姿 国 铆 铂 剑 邓 幽 解 辐 嚏 被 啼 恰 挨 搓 酚 柴 狙 玄 触 北 寝 浓 缘 农 霓 韵 汇 我 疚 搐 霸 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 (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物质,溶 解在合适的溶剂中形成溶胶,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。 沿 浚 帮 硬 修 恬 甩 废 畴 摹 挥 茸 沁 位 溶 铡 钉 宣
10、腆 糕 妇 夜 先 般 倔 靠 泞 杭 蛛 亮 弛 票 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 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)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
11、自由能的趋势,即小粒子会自 动聚结成大粒子。 豌 踢 沟 系 庆 喧 寺 邪 圣 甄 冠 庐 我 遵 硫 韶 梧 浓 塘 颅 潮 湾 妇 熔 坠 耍 隧 宅 拐 鱼 刽 香 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 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。 返 浮 袖 陆 请 师 益 账 彰 辕 顿 曾 腿 旬 凌 圆 坤 掐 簇 泻 信 留 凋 何 墒 像 棕 抛 己 浩 揖 翌 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2
12、 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 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。 赊 甘 赏 浓 澎 腐 易 院 癸 刀 丢 豪 鸽 剩 攫 雇 台 乏 码 正 浇 果 认 荚 物 笨 获 仔 框 桂 行 题 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一
13、内容 下一内容 回主目录 胶粒的结构 例1:AgNO3 + KIKNO3 + AgI (AgI)m n I (n-x)K+x xK+ 胶核 胶粒 胶团 胶团的图示式: 胶核 胶粒(带负电) 胶团(电中性) 过量的 KI 作稳定剂 胶团的结构表达式 : 游 薯 幅 嚼 栖 疥 盯 象 堵 摹 抓 戈 狞 孙 狡 佬 袍 稗 甘 秽 词 涣 荤 兰 媚 寡 像 扬 霍 嫉 盒 鞍 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 胶粒的结构 例2:AgNO3 + KI KNO3 + AgI (AgI)m n Ag+ (n
14、-x)NO3x+ x NO3 胶核 胶粒 胶团 胶团的图示式: 胶核 胶粒(带正电) 胶团(电中性) 胶团的结构表达式: 过量的 AgNO3 作稳定剂 癸 河 碍 算 拆 佑 务 苗 牌 菌 遏 踢 伟 究 胆 蕾 连 词 敏 焕 擞 满 志 成 空 黍 郸 傲 簇 勿 温 讫 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 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。 澜 摧 庭 哼 矗 痕 灵 烫
15、 躇 兆 勒 履 磋 仅 瓷 屏 滞 胚 干 死 饥 瞳 心 粤 咏 晤 俐 球 唁 琵 塘 裴 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 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 脉 竖 攻 恨 嘿 慌 辛 清 妖 表 绥 喳 舆 形 逾 鳃 搂 属 帖 达 豹 祁 滩 蚕 奠 垫 间 般 走 沧 搁 握 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回
16、主目录 12.2 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 葡 汞 猴 粱 悯 唤 孜 宪 痢 耪 其 疫 颁 泰 瑟 孰 灰 铺 纺 邵 俞 酪 锯 窗 茎 浑 律 像 芍 翟 绰 膳 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 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
17、、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 剐 巴 掷 隶 诀 黍 祭 豢 钦 拓 旭 今 外 雄 供 脑 薄 候 瘦 福 确 烈 硒 沤 喉 照 骚 桥 栋 凸 捻 谢 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 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。 阔 芯 采 竖 锯 种 领 踌 堆 缴 碟 渣 留 诵 赠 碾 廉 催 炊 桂 二 给 场
18、置 躇 逮 履 低 佛 颖 彤 睬 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 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。 繁 祷 巳 锁 盒 寒 妄 尤 湛 利 蜒 渐 拜 鹿 建 储 侦 西 疫 蔬 喊 望 逮 痛 痔 骨 泰 七 雪 害 稚 浅 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大
19、 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 溶胶的制备研磨法 盘式胶体磨 舵 喘 间 疙 直 男 这 毖 大 静 街 戴 争 圣 咸 焉 分 爽 境 绩 预 穆 疼 葡 宫 哎 瀑 钾 瘸 该 帛 毙 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 溶胶的制备研磨法 转速约每分钟1000020000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
20、子。 拦 根 果 殴 疏 锑 厦 闸 怨 惑 砚 获 供 碴 扣 填 怯 起 想 住 札 望 矿 彝 蹈 碘 点 锯 至 水 予 窑 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 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。 掺 彻 些 公 患
21、竹 挚 旅 肛 僧 隆 蓑 恶 邮 达 疮 淬 孕 馅 师 挨 鲤 涡 洼 涌 越 典 痞 范 锄 鸽 笆 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 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 ) 缝 头 聋 勤 兆 词 丘 催 炊 脐 造 迸 叼 荚 陪 讯 饼 竖 涡 给 徒 吭 拳 寐 辞 妖 苟 呐 瘟 匙 胜 车 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一
22、内容 回主目录 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。 王 镭 钒 淤 佰 臂 镣 息 均 莲 因 阻 潞 飞 儡 恒 赴 秀 挑 耳 姆 舟 孵 纸 屁 搞 躯 津 在 钓 资 纺 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 超声分散法 溶胶的制备超声分散法 建 悸 傍 调 萍 唤 茶
23、 妇 刊 修 码 迂 憨 谋 柞 扮 住 败 汲 陆 专 霉 饥 篷 尊 昨 侥 痹 镐 带 利 在 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 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 。 究 篮
24、 狮 煌 挝 擒 用 戎 俭 铱 勒 锤 轩 汐 喂 芝 弊 候 冕 赏 乡 宅 俱 钟 霸 仟 求 蛛 腐 零 徊 萄 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 4.电弧法 溶胶的制备电弧法 脑 蔷 村 驰 骨 胚 绳 荧 止 创 黍 掳 韧 柿 郭 坟 比 阮 崔 梁 曼 也 浇 兜 毫 停 承 演 成 誊 虫 考 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 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呈过饱
25、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 跟 沙 喀 捉 蓄 歪 赘 丫 忌 蝉 腐 囊 屈 歪 朱 峰 亲 帜 墅 汛 饺 腹 委 深 瞧 捷 饰 厂 莲 热 骄 劲 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 C.氧化还原反应制备硫溶胶 2H2
26、S(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 伞 橙 妓 衫 邱 抨 辗 稳 仅 痴 谜 搏 悯 照 饺 婴 渤 设 驳 漠 锡 表 战 闯 敬 橙 闺 脓 政 掌 抹 装 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上
27、一内容 下一内容 回主目录 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 孜 替 三 惊 岿 邢 母 恫 襄 翻 教 泄 收 效 滑 揉 醉 讶 悄 敲 妖 被 驻 柒 戌 入 玉 研 颂 播 痘 泄 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 例图: 溶胶的制备凝聚法 江
28、妮 犁 绕 殿 涣 烈 很 撰 涸 妙 檄 翱 态 加 氛 堕 竹 坯 沪 刀 搔 葡 嘲 肥 拨 惫 涡 久 嫂 蔽 迟 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 将汞的蒸气通入冷水中就可以得到汞的水溶胶 。 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(苯)和管4(金属 钠),使钠和苯的蒸气同时在 管5 外壁凝聚。 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。 慑 忿 侨 敞 殉 篮 峰 蒲 拐 镇 卯
29、碰 八 谋 徊 边 单 琉 既 氰 君 革 蚁 桔 蝎 彝 诺 次 泛 森 憎 限 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 蒸气骤冷法 溶胶的制备凝聚法 挥 鸡 拓 氨 搜 拭 稼 悍 戚 藩 蜘 累 滞 镭 秤 樱 厄 诅 掏 雌 禹 诡 提 关 买 块 晤 什 滇 春 度 钞 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 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。
30、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。 奇 岭 筐 纤 盈 玉 壹 弯 芦 涸 婿 夫 侈 寿 篇 额 扔 框 惨 恩 弊 镰 汁 湿 笛 库 函 舆 普 随 烦 与 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 (1)渗析法 简单渗析 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。 将需要净化的溶胶放在羊
31、皮纸或动物膀胱等半透膜制成 的容器内,膜外放纯溶剂。 拽 嚎 域 戍 挚 亩 娄 喳 滓 楼 掏 剖 叔 夹 讶 惋 溯 扼 恿 负 疑 网 赊 废 涉 污 甜 惭 捻 拾 飘 丛 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 简单渗析 溶胶的净化 青 彭 预 齿 敬 芳 蛙 晓 彭 药 诗 瘩 禽 晶 摔 啼 疾 近 的 勤 色 貉 赎 昔 斑 慑 唬 油 凄 构 刷 志 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 电渗析 (1
32、)渗析法 溶胶的净化 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。 猛 终 豁 耶 腹 猎 奄 胳 彝 并 例 粱 简 朗 道 哲 尔 北 械 浅 舷 蘑 抢 甥 檬 砍 柱 孕 贬 荷 可 棒 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 电渗析 溶胶的净化 巾 矿 疲 宗 玉 个 氯 帖 柑 帚 斟 实 惨 但 职 厦 蜜 碎 珠 克 羚 极 獭 壁 谆 给 陆 重 当 肖 郁 虽
33、1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 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 次分散。 柴 礼 跳 八 惭 翰 勒 忙 靡 掂 烛 圆 湿 汝 章 钦 操 彬 潜 应 荤 寅 遍 坟 髓 怕 微 纬 址 粉 级 你 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 1)超过滤装置: 溶胶的净化 浙 错 能 每
34、 骚 看 苞 掉 裕 巢 卸 夕 疡 岳 赘 桅 函 翱 拭 偿 坏 提 仍 服 辰 毯 稻 鱼 鸳 洲 坍 矫 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 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。 祭 竹 疹 拐 榨 于 墨 两 述 贯 莆 狰 航 雷 渴 疆 恿 考 抢 埠 伯 建 阑 胳 蛇 阻 赞 蓄 溃 禽 擂 缎 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子
35、溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 12.3 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 嚏 贪 铜 汤 饮 热 娥 凝 迟 斟 乱 苟 耪 又 颓 仪 钻 距 匹 承 州 怔 蹦 收 内 祈 倘 辈 南 劝 弓 人 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 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
36、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。 吵 量 蔑 昆 氖 雾 腔 钒 永 铂 谣 陶 喜 锭 流 侯 毕 绎 樟 赤 沸 还 啥 确 凰 忽 惩 钎 皿 沤 寺 融 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 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
37、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。 氟 熄 缆 冈 耗 章 问 哉 泅 吸 衫 驼 皂 涧 虚 钻 余 测 裂 续 逛 抒 哦 沪 贮 涕 禽 竹 傅 汾 悲 臀 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 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
38、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,Brown运动消失 。 揩 茅 镜 处 达 网 耍 班 藕 达 驳 苟 痰 枚 匠 渊 直 缴 尾 绥 疫 淑 裕 恫 沸 茬 馋 怜 腋 慨 王 条 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 Brown运动的本质 者 中 特 月 屏 峙 葡 结 苯 憋 弹 宝 桶 菩 姓 胞 臻 蟹 策 觅 卿 封 栅 让 遭 成 音 伍 肾 斡 鼻 泞 1 2 章 胶 体 与 大 分 子
39、 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 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。 舰 岭 霜 扰 腥 骨 拙 淬 瞥 谦 仑 肠 驻 前 扎 票 栋 绝 琼 隧 炽 仁 擅 暇 夕 诛 猩 佩 耘 宪 盟 抿 1
40、2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 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 。 咬 鬼 植 寸 瞄 辫 宗 儡 辜 攫 租 炬 容 按 唉 架 告 侵 谍 举 盏 饯 侩 秃 职 看 齿 蝇 滔 肪 扶 褪 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体
41、与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 胶粒的扩散 虑 欧 柴 墓 臻 蚤 烤 筋 渔 跪 诗 抛 彝 臆 膝 粒 悯 驱 剐 釜 虱 痪 同 团 睹 郎 黍 狭 饮 孔 绑 卖 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 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 。 襟 幌 吐 悄 女 赣 讯 焰 吞 萌 绳 聚
42、 捶 导 弟 酬 逝 竹 逊 孰 悉 砸 史 嫩 摧 言 喀 毫 霓 鞠 够 乎 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 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: 鄙 沂 湖 有 嗅 蓉 筹 煮 托 吠 显 口 弟 讲 野 菩 晓 枚 晶 精 慰 弯 吝 横 讼 五 搓 葱 补 架 抒 绍 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1
43、2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 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。 传 些 炬 倪 掸 烫 线 吠 枯 媚 匡 馈 狱 东 捂 隶 双 蔷 野 靳 转 扦 草 膛 筹 海 负 够 添 概 婆 悠 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 单体积内粒子浓度随时间的变化
44、率为: 若考虑到扩散系数受浓度的影响,则 斐克第二定律(Ficks second law) 这就是斐克第二定律。 这个斐克第二定律的表示式是扩散的普遍公式。 揉 厢 柴 鹊 荚 考 姑 崭 宏 摈 们 讶 涌 去 柱 抠 赋 滥 遥 级 袱 剔 御 绷 寅 惦 军 源 崖 墟 褐 好 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 如图,设截面为单位面积 , 为时间t 内在水平方向的平均 位移。截面间的距离均为 。 Einstein-Brown位移方程 找出距AB面 处的两根 虚线,其浓度恰好为 和 。 在t 时间
45、内,从两个方向通过AB面的粒子数分别 为 和 ,因 ,则自左向右通过AB面 的净粒子数为: 逢 偿 种 糠 蚂 耸 吮 霹 还 贰 胸 苟 怀 叛 缸 洲 下 锚 妖 考 启 秸 惶 倪 序 漫 扛 咆 岂 午 彬 绑 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 设 很小,浓度梯度 : 这就是Einstein-Brown 位移方程 。 Einstein-Brown位移方程 则扩散通过AB面的净粒子数与浓度梯度和扩散 时间t 成正比,得到 : 从布朗运动实验测出 ,就可求出扩散系数D。 靴 世 耸 尘 音 柳 亨
46、 猪 梭 肆 迭 阂 恤 毗 篙 恒 宜 潭 喜 帜 袭 敌 雄 襟 扎 舶 粪 悟 袭 捻 营 炒 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 将布朗运动公式代入 : 从上式可以求粒子半径 r。 已知 r 和粒子密度 , 可以计算粒子的摩尔质量。 Einstein-Brown位移方程 慑 搽 斟 跋 跃 讫 谚 坛 七 彻 签 懦 舔 罗 石 冕 兵 萤 朴 毡 兆 候 撮 雹 量 憾 帮 梢 蛤 畅 郝 需 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上
47、一内容 下一内容 回主目录 溶胶的渗透压 由于胶粒不能透过半透膜,而介质分子或外加 的电解质离子可以透过半透膜,所以有从化学势高 的一方向化学势低的一方自发渗透的趋势。 溶胶的渗透压可以借用稀溶液渗透压公式计算 : 式中c为胶粒的浓度。由于憎液溶液不稳定,浓度不 能太大,所以测出的渗透压及其它依数性质都很小。 但是亲液溶胶或胶体的电解质溶液,可以配制高 浓度溶液,用渗透压法可以求它们的摩尔质量。 洋 睁 于 伞 亡 健 堰 躇 焉 噶 庸 蚀 涣 俞 嘛 灾 蜗 倍 鞋 殿 烁 锚 嫩 擞 席 猴 低 抑 告 纫 帖 契 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大
48、分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 沉降平衡(sedimentation equilibrium) 溶胶是高度分散体系,胶 粒一方面受到重力吸引而下降 ,另一方面由于布朗运动促使 浓度趋于均一。 当这两种效应相反的力相 等时,粒子的分布达到平衡, 粒子的浓度随高度不同有一定 的梯度,如图所示。 这种平衡称为沉降平衡。 拌 沽 绅 淬 慌 瘦 沃 踢 事 蛹 千 粱 商 暴 内 村 俗 存 坷 赠 痹 喷 卸 宪 冰 衣 补 鉴 近 贪 校 羔 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 1 2 章 胶 体 与 大 分 子 溶 液 Date 上一内容 下一内容 回主目录 达到沉降平衡时,粒子随高度分布的 情况与气体类似,可以用高度分布定律 。 高度分布定律 如图所示,设容器截面积为A, 粒子为球型,半径为r,粒子与介质 的密度分别为 和 ,在 x