表面化学和胶体化学.ppt

第八章 表面化学和胶体化学 1 引 言 一、几个概念 表面化学：研究物质相界面上发生的现象的规律。 1. 界面和表面 界面（interface）：密切接触的两相间的过渡区， 约10-910 -8 m， 有几个分子层厚。 五类界面：气(g)-液(l) ，气(g)- 固(s)， 液(l)- 固(s) ，液(l1)-液(l2) ，固(s1)- 固(s2) 表面（surface）： 若其中的一相为气相（习惯）。如l-g，s-g。 2. 界面现象和表面现象： 在相的界面上发生的行为 。 如： 露珠为球形 微小液滴易蒸发 水在毛细管中会自动上升 3. 比表面A0 单位（量纲）：长度-1 或 单位（量纲）：面积质量- 1 例如：有边长为 的立方体 ， 分割成边长为 的小立方体 ， 可见：体系的分散程度越高，比表面积越大。 二、表面化学和胶体化学的关系 胶体： 粒子粒径在1nm100nm间的高度分散的多 相体系。 胶体粒子的比表面积极大，表面效应极为显著 。 2 表 面 热 力 学 性 质 1. 表面张力 表面层粒子受力不均匀，产生内压力。 表面有自动缩小的趋势，产生表面收缩力。 表面层粒子受力分析 一、表面张力及其影响 例：记 ，金属丝移动 到一定位置时，可以保持不再滑动 表面张力 m2 l m1 f 表面张力：垂直作用于单位长度相界面上，与表 面平行（平面）或相切（曲面）的收 缩力。 力的方向：与液面相切，与单位线段垂直。 力的类型：表面收缩力。 力的单位量纲：Nm-1 表面层分子受力不均匀 内压力 表面张力 体系的一种强度性质，受到多种因素的影响。 金属键离子键极性键非极性键, 与压强有关 与温度有关 一般：温度升高,；教材P544 式（11-3） 温度升高到临界温度Tc时，0 其它：分散度 ,运动情况等 与接触相的性质有关（见教材P543表11-2） 一般：压强升高,；见教材P544图11-5 2. 影响表面张力的因素 与物质本性有关 分子间的作用力越大，越大： 接触相相同， 固体 液体 二、比表面Gibbs自由能与表面Gibbs自由能 恒T、P、恒组成、可逆过程，生成dAs新表面 需环境作功：dGT，p=Wr=dAs 表面分子具有比内部分子高的能量 例如：一滴水（1克水），比表面积A0=4.85cm2g-1 表面能约为4.8572.810-7 = 3.510-5 J r =10-7cm小水滴，比表面积 A0=3.0107 cm2g-1 表面能达到 220J，是原有表面能的6.3106倍。 积分 ： 则：= Gs/As= Wr/As 得： ：（比）表面Gibbs自由能，表面自由能。 也表示恒T，p，ni下，增加单位面积所必须 对体系作的非体积功，又称比表面功。 单位量纲：Jm-2 Jm-2 = Nmm-2 = Nm-1 讨论：dU =TdS pdV +dAs+idni dH =TdS + Vdp +dAs+idni dA =-SdT pdV +dAs+idni dG =-SdT +Vdp +dAs+idni 注意：表面自由能与表面张力的代表符相同，均 为，量纲相通，但两者的概念不同！ 表面自由能是单位表面积的能量，标量； 表面张力是单位长度上的力，矢量。 GT,p =As+ini ，GT,p =ini =（GT,p - GT,p）/As = Gs/As Gs：(比)表面过剩Gibbs自由能，表面过剩自由能 恒T，p下的表面过程有： dGT,p = dGs =dAs+ Asd0 体系中各相组成（ni）恒定，确定，则： dGs = dAs 0，表面积减小为自动过程；微物 表面积不能改变时， dGs = Asd 0， 减小为自动过程，吸附，润湿等表面过程。 自动 平衡 自动 平衡 平衡 自动 比表面Gibbs自由能和表面张力的比较 比表面Gibbs自由能 表面张力 符号 数值 相等 量纲 相通 单位 J.m-2 N.m-1 标量 矢量 强度性质 要点： 1） 表面分子所受到不对称力场 表面张力 2） 一切减小 ，As 的过程为自动过程 提问：表面Gibbs自由能、比表面Gibbs自由能、 表面张力三者的概念、单位是否相同？ 如何表示？ 固体表面有过剩的Gibbs自由能吗？它与 液体的有何不同？ 一、弯曲液面下的附加压强 1.液面的曲率 2.弯曲液面的附加压强 附加压强ps： 由表面张力的合力产生，指向“球心”的压强 AB ps p0 p = p0 + ps 凸面 AB ps p0 p = p0 - ps 凹面 3 弯曲表面的特性 AB AB p0 平面 p = p0 其大小与表面的弯曲程度、表面张力的大小相关 Young-Laplace公式 球面任意曲面 附加压强ps：由表面张力的合力产生，指向“球心”的压 强 适用范围： 1)适用毛细管直径0.5mm情形 2)适用于r为定值的小液滴或液体中小气泡。 注意： 1) r 的符号： 凸液面，r0，ps0， r 指向液相(固相)内部 凹液面，r 0，ps0， r 指向气相 平液面，r,ps0， 2）气泡的附加压强： 肥皂泡两个l-g界面，r1r2 ps=ps,1+ ps,2= 4/r r1 r2 ps,1 ps,2 气 气 例:有完全为水润湿的两似球形固体微粒，其接 触点周围有水,气/液界面的形状类似于滑轮槽， 气/液界面的曲率半径为0.02mm，滑轮槽的最小 内径为0.16mm，已知20时水的表面张力为 72.810-3 Nm-1。请定量说明水对微粒的聚结是 否有利？ 解：r1= 210-5 m r2= 810-5 m s s l r2r1 毛细现象：毛细管插入液相中，毛细管内液体 上升或下降的现象。 原因：附加压强 ps=p静压时， 在液面处达力平衡 p大气 h p大气 pS r rm ps= 2/r p静压=gh cos=rm/r 2/r =gh 2cos/rm=gh h = 2cos/rmg rm , , h 90o，h0； 90o ，h0；rm，h 0 rm：毛细管半径 r：凹液面曲率半径 公式应用：测表面张力 最大气泡压力法 ps+p控=p大气 减小p控 ：气泡长大，最终逸出 气泡半径r 变化： 大小大 ps变化：小大小 ps,max= 2/r (r曲率=r毛细管) ps,max = p大气 - p控 p控 p大气 pS 二、微小物质的特性 微小物质：比表面积大，Gs=As大 1.弯曲液面的饱和蒸气压与表面曲率半径的关系 Kelvin公式 r1 r2，p2 p1； r1， p1 p0， r2取为r， p2= pr Kelvin公式化为： 凹液面，r0，则：pr= p凹 p0， 且|r|越小，p凹越小； 凸液面，r0，则：pr= p凸 p0， r/m 10-6 10-7 10-8 10-9 pr / p0 1.001 1.011 1.114 2.95 物质要小到一定程度，表面效应才显著 微小物质的饱和蒸气压 pr 增大， 其化学势增高 Kelvin公式化为： 微小物质的熔点低（凸面） 微小物质的饱和蒸气压大块物质饱和蒸气压 微小物质化学势 大块物质化学势 ，熔融时 ， 则 ： 微物熔融应满足： 只有降低熔点，才能使 减小，故有： Tf（微小） Tf（大块） 微小固体物质的溶解度大 溶解度：恒T p下，溶质在溶剂中达到溶解 平衡时的（饱和）浓度。 将开尔文公式与亨利定律结合，推导得： 和 若r2r1，则c2 c1， 即：物质颗粒越小，其溶解度越大； 因为固体颗粒的r0，所以微小物质的溶解度 (c r)大于正常条件下物质的溶解度(c 0) 微小物质化学活性大 微小物质化学势高，所以化学活性大 介安状态与新相难成 易蒸发，易升华，易融化，易溶解，其逆过程 难冷凝，难凝华，难凝固，难结晶。 共同特征：从原体系中形成新的相态，初成的 新相颗粒是极微小的，则i大，微粒很快蒸发 (升华，融化，溶解)。形成亚稳（介安）体系 过饱和蒸气 过冷液体 过热液体 过饱和溶液 介安状态（热力学不稳定状态 ） 过饱和蒸气 降温过程： A：不能凝出微小液滴 B：凝出微小液滴 AB：过饱和蒸气 pB pA 消除：如人工降雨，加AgI颗粒 pB T 微小 大块 B A l g TA p pA 过冷液体 原因：凝固点下降。如纯净水可到-40不结冰 。 过热液体 液体在正常沸腾温度不沸腾，要温度超过正 常沸腾温度才沸腾。 原因：液体表面气化，液体内部的极微小气泡 （新相）不能长大逸出（气泡内为凹液面）。 小气泡受到的压力为： p = p大气+ ps+ p静 p静=gh ps = 2/r p大气 ps h 如 r =-10-8m，T = 373.15K时， = 58.8510-3N.m-1， ps= 2 /r =11.77103kPa h = 0.02m，=958.1kgm-3 p静=gh = 958.19.80.02=0.1878kPa p大气=100kPa p =100 + 0.1878 + 11.77103 = 11.87103kPa 根据开尔文公式 得： 气泡内液面上的液体饱和蒸气压为： pr=94.34kPa p pr 过饱和溶液 原因：微小物质的溶解度大。解决方法：加晶种 一、吸附热力学 吸附：在一定条件下，某种物质在相界面上自动 聚集的现象。 1.吸附热 固体吸附气体时，气体分子运动自由度下降， 则：Ss0 ，表面过程Gs0，可逆条件下 ， Qr = TSs 0 ，故吸附过程为放热反应 且：Hs= Gs + TSs 0 2吸附热的确定 量热方法：用热量计 由克-克公式计算（等量吸附热） 4 固/气界面的吸附作用 吸附热的大小 吸附强弱，吸附性质 小：与气体的液化热接近，气体液化为物理过程 大：与化学反应的热效应接近，吸附 化学过程 二、物理吸附与化学吸附 吸收光谱，有新的特征谱线出现 化学吸附 原有特征谱线出现位移或加强 物理吸附 两者比较，差异见P556表11-5； 共同之处是吸附热服从同一规律，吸附量也服 从同一规律。 物理吸附与化 学并不一定是 截然分开的， 由物理吸附转 到化学吸附也 许是捷径。 Ed Ea |QC| |QP | Ni Ni H H H H DH-H QP QC Ea P H+H r Ed 0 (+) ( ) Ea：吸附活化能 Ed：解吸活化能 QC：化学吸附热 QP：物理吸附热 三、吸附曲线类型 1吸附量： 吸附达到平衡时单位质量的吸附剂吸附气体的 体积V（标准状态下）或物质的量（摩尔数）。 = V/m m3g-1 m3kg-1 或 = n/m molg-1 molkg-1 显然 = f (T,p) ,T, p之间的关系(三维) 2. 吸附曲线： 恒 T = f (p) 吸附等温式 吸附等温线 恒 p = f (T) 吸附等压式 吸附等压线 恒 p= f (T) 吸附等量式 吸附等量线 四固体吸附气体的等温方程式（三个） 1Freundlich公式 - 经验(实验)式 根据吸附等量线数据，作出吸附压强(p)与温度 (1/T)曲线，可以求出吸附热。 最常用的是吸附等温线，有五种类型(P559) 2. Langmuir单分子层吸附理论 三点假设，动态平衡， b = k吸/k解（吸附平衡常数） 压强低(p小)，吸附弱(b小)， bp1，p1； 压强高(p大)，吸附强(b大)， bp1，p0； 一般状态下， p01 p1/n (弗伦德利希表达)。 m 123 pp p/ 3BET多分子层吸附理论 （Brunauer-Emmett-Teller提出） 四点假设，推得二常数公式，P561式（11-40）； 三常数公式，P562式（11-41）。 是实验测定比表面积的理论基础。 提问：为什么气体在固体表面上的吸附总是放热 ？ 但确有些气体在固体表面上的吸附是吸热 的（如H2在玻璃上的吸附），如何解释？ 5 固/液界面现象 若cB,0 cB，则B 0。 一、固/液界面的吸附 1.固/液界面吸附的特点 含溶质、溶剂，情况复杂 2.固/液界面吸附的一些经验规律 自学 3.固/液界面吸附等温线 非稀溶液复合吸附等温线 稀溶液吸附等温线 二、 润湿作用 润湿：简单说是液体附着在固体上的现象。 严格说 。P567 dGs=Asd0是自动过程，降低程度不同， 润湿程度不同。 1.沾湿（粘附润湿） 特点：液、固接触后，液体的形状基本保持不变 。始态：一个l/g界面和一个s/g界面； 末态：一个s/l界面； G沾= s/ls/gl/g= Wa 0 平衡 自动 s/g s/l l/g 沾湿的条件 自动 平衡 自动 平衡 s/g s/l 浸湿的条件 2.浸湿（浸润） 当固体浸入液体时，s/g界面完全被s/l界面 所取代。 特点：固体完全浸没在液体之中。 始态：一个s/g界面； 末态：一个s/l界面； G浸 = s/ls/g 0 自动 平衡 3.铺展润湿（完全润湿） 少量的某液体在光滑的s/g界面（或l/g界面） 上自动展开，形成一层液态薄膜的过程。 特点： l/g界面增加很多，A l/g,始Al/g,末； 原有的s/g界面（或l/g界面）消失， 为新的l/g界面取代。 始态：一个s/g界面；末态：一个s/l和l/g界面； G展 = l/g +s/ls/g 0 自动 平衡 自动 平衡 s/g s/l l/g 铺展的条件 4.内聚功（Wc） 内聚：其实质是某种液体在与之完全相同的液体 表面铺展的逆向过程。 内聚功：Wc = 2l/g = WaWc 若WaWc ，则 0， G展 0，自动铺展。 Gs 增大 更难于进行 润湿层次增高 GT,p,沾湿=Gs,沾湿=s/l -s/g -l/g GT,p,浸湿 = Gs,浸湿 =s/l -s/g GT,p,铺展= Gs,铺展=s/l -s/g+l/g s/g s/l l/g 最低条件：s/g s/l l/g 自动 平衡 自动 平衡 s/g s/l 最低条件： s/g s/l 自动 平衡 s/g s/l l/g 最低条件： s/g s/l l/g 提问：液体润湿固体，对同一液体来说，固体表 面张力大的容易润湿还是小的容易润湿？ 对同一固体来说，液体表面张力大的容易 润湿还是小的容易润湿？ 三、接触角（润湿角） 1.接触角（）： 固、液、气三相交点处，固-液界面的水平 线与气-液界面在交点处切线之间的夹角， 且总在液滴内。 g l s 玻璃板 g l s l s 玻璃板 2 杨氏方程(Young方程） o点受力分析： 表面张力，s/g，s/l，l/g 的方向确定：使界面缩小 三个力处于平衡状态，合力为0（水平方向） Young方程 l s g l/g s/l s/g o 3与润湿现象的关系 若 ，则= 0，符合铺展 润湿的最低条件，故发生完全润湿(可逆)； 若0 ，则090o s/g s/l 是浸湿的最低条件， 故在此范围内发生浸润； 90o 是润湿与否的分界线 90o 液体润湿固体；90o液体不润湿固体 ； 若 0 ，则90o 180o 在此范围内不润湿，=180o为完全不润湿 4接触角测量 1）直接观察法：照相，测角度。 例：高温x-射线透射仪测金属(冰铜)与炉渣间 2）显微测算 四润湿现象的应用 利用润湿：金属Al电解（熔液润湿电极）、金属 焊接印染洗涤农药、机械设备润滑 利用不润湿：注水采油矿物浮选 应用很多，其它自学。 6 液/气 界 面 现 象 一、溶液表面吸附 1. 溶液表面的吸附现象 降低表面张力(d0)的表面过程为自动过程。 形成溶液时，若溶质 溶剂，则溶质将自动、大 量进入表面层，形成溶质在溶液表面的自动聚集。 这就符合吸附的定义，称为溶液表面的吸附现象。 吸附量定义(简单)为： 溶质 溶剂，出现 cin cs，B 0，正吸附 溶质 溶剂，出现 cin cs，B 0，负吸附 改变表面张力趋势溶质的扩散趋势(动态平衡) 2表面张力等温线（三种类型 ） 1）A线：c , ，负吸附 例：不挥发酸（碱）， 含多个OH-基的有机化合物 2）B线： c，, 正吸附。 例：大部分低脂肪酸，醇， 醛等极性有机物，比水小。 A B C 3) C线： c，到一定浓度后，几乎 不再变化，正吸附。 例： 含八个C原子的有机酸，有机胺盐，磺酸盐， 苯磺酸盐。最低点，可能是杂质影响的结果。 3.Szyszkowski经验公式 为经验常数 可描述表面张力等温线B线 或 碳链增加，值增大，(表面活性值)增大。 极稀溶液， ， 与c 成正比(线性部分), c 越大,越小(到最低点)； 浓溶液， ， 与c 抛物线（指数）关系（等温线曲线部分）。 ：同系物具有相同的值; ：表面活性常数。同系物每增加一个-CH2-，长 链有机物的值为短链的3倍。 4.溶液表面吸附的Gibbs吸附等温式 （1） 推导 二元溶液：溶剂量：n1(本体相) ，n1s(表面相), 溶质量：n2 (本体相)，n2s(表面相) dG = - SdT+Vd p+dAs+idni 恒T，p下：dG =dAs+ idni 表面层：dGs =dAs+ 1sdn1s+ 2sdn2s （1） 积分：Gs =As+ 1sn1s+ 2sn2s dGs =dAs+ Asd +1sdn1s+2sdn2s + n1sd1s +n2sd 2s （2） Asd= -（ n1sd1s +n2sd 2s ） (3) 由溶液本体的Gibbs-Duhem 方程 n1d1+ n2d2=0 得： (5) 将(4)、(5)代入(3)得：Asd= -(n2s - n1s )d 2 又：d2=RTdlna2=a2-1RTda2 （2=2+RTlna2） 平衡时， Gibbs吸附等温式 2意义：单位面积的表面层中，所含溶质的量 与同量溶剂在溶液本体中所含溶质的量的差值， 称溶质的表面吸附量（表面超额）。 若为稀溶液，则 a 用 c 代替，故有： Gibbs吸附等温式 ：也是一种溶质的表面活性 （2） c 关系 A类线 ，d/dc0，0，负吸附， 表面浓度低于本体浓度； B类线：d/dc0， 0，正吸附， 表 面浓度高于本体浓度； C类线：达极小值 后，几乎不变，具 有饱和吸附量，即， 表面浓度与 内部浓度 有确定差值(不变)。 c C B (d/dc) 越大，越大。 （3）溶质的表面活性 表示溶质降低表面张力的能力， 用(0-)/0或d/dc 表示。 0：纯水的表面张力 ：浓度为c 的溶液的表面张力。 Traube近似规则：同系物每增加一个-CH2-， 表面活性增为原来的3倍。 （4） d/dc的求算 根据表面张力的等温曲线（c）作切线； Szyszkowski经验公式求导 （见P576式11-59和式11-60） 则得类似于兰缪尔吸附等温式的表达： 由式11-60可知：当溶质浓度很高时，有： 令： 称为饱和吸附量 兰缪尔吸附等温式 （5）求饱和吸附量m 和溶质分子截面积 N1：溶液中单位面积上的溶质分子数 N1 = N 2/3 N：溶液中单位体积溶质分子数 L：阿伏加德罗常数 作 图，斜率= 1/m，截距 =1/m ,m 溶质分子截面积: 实验得到CnH2n+1X化合物在单分子膜中每个分子的截面积 化合物种类 X a1020/m2 酯肪酸 -COOH 20.5 二元酯类 -COOC2H5 20.5 酰胺类 -CONH2 20.5 甲基酮类 -COCH3 20.5 甘油三酸酯类 -COOCH2 20.5 饱和酸的酯类 -COOR 22.0 醇类 -CH2OH 21.6 5.表面惰性物质与表面活性物质 1）表面惰性物质： 凡是使溶液表面张力增加的物质， 例A； 2）表面活性物质： 凡是使溶液表面张力减小的物质， 例B，C。 习惯上：加入少量就能显著降低表面张力的物 质，又称表面活性剂，例C 。 二、表面活性剂 加入少量就能显著降低溶液表面张力的物质 1. 结构特点和分类 结构特点：具有不对称性，含两亲基团， 用 o表示，以水的表面活性剂为例， 亲水(憎油)极性基团：易溶于极性溶剂中 亲油(憎水)非极性基团：一般为碳氢链 分类：可按用途、物理性质或化学结构分类 按化学结构分：（P577） 离子型：在水中能电离为离子 阴离子型 RCOONaRCOO 阳离子型 RNH3ClRNH3+ 两性型 R1NHR2COOH R1NHR2COO R1NH2R2COOH+ 非离子型：在水中不能电离为离子 HOCH2CH2OCH2nCH2OH 混合型：含有两种亲水基团，一个带电，一个不带电 R(C2H4O)n SO4 Na 2. 物理、化学性质 表面吸附的定向排列与形成溶液胶团 极稀溶液稀溶液 开始形成 胶团溶液 大于CMC溶液 位置：对应-c 曲线上转折处 胶团：稳定存在， 无表面活性 形状：球，棒， 层，椭圆 CMC 临界胶团浓度（CMC）： 形成一定形状的胶团所需表面活性物质的 最低浓度。CMC越小，表面活性越大。 CMC测定：通过物理化学性质的转折点。 L-B膜形成 3.表面活性剂的应用 润湿作用 ， 改变 ，可以改变润湿状态（程度） 助磨：干磨效率 湿磨效率 4. 表面活性剂的HLB值 HLB值：亲水亲油平衡值 增溶作用 起泡作用与消泡作用 洗涤去污作用 润湿、起泡、增溶、乳化 估算 Davies提出： HLB=7+（基团HLB） 离子型表面活性剂也适用 （非离子型 ） 一、分散体系的分类 1按聚集状态分 2. 按分散度分 分散系统 粒子线度 实 例 分子分散 1nm 乙醇水溶液、空气 胶体分散 1nm100nm AgI或Al(OH)3 粗分散 100nm 悬浊液、乳浊液、泡沫 7 胶体化学基本概念 3. 不同分散系统的性质 分子分散：透明，不能发生光的散射，扩散 速度快，溶质和溶剂均可透过半透膜，溶质和溶 剂不会自动的分散成两相，热力学稳定体系，溶 质、溶剂间无相界面，为均相系统。 胶体分散：分散质与分散相间存在界面，微 小粒子高度分散，恒T、p下： dGs= dAs+Asd 微小粒子有自动聚集成大颗粒或降低的趋势，扩 散速度慢，渗透压低，不能透过半透膜（热力学 不稳定体系，但动力学稳定体系-布朗运动） 粗分散体系：分散质与分散相间存在界面。 与胶体存在共同特性，也是胶体化学的研究对象 注意：高分子化合物从分散度（线度大小）为胶 体分散系统，具有溶胶性质（如扩散速率慢，不 能通过半透膜），与水或其它溶剂具有很强亲和 力，过去称为亲液溶胶，为热力学稳定系统，为 真溶液均相体系。 憎液溶胶： 其它溶胶分散系（具有明显的憎水性）。 二、 胶体的制备与纯化（自学） 1制备 亲液胶体：直接溶解 憎液胶体：分散法(胶磨法 、超声波法、胶溶法) 凝聚法(物理凝聚与化学凝聚方法) 2纯化： 除去胶体中的电解质及杂质，常用：半透膜渗析。 三、胶体的基本性质 1. 动力性质：胶体粒子不规则热运动引起。 （1）布朗运动：线度40nm的粒子，在分散介质 中处于不停的，无规则的热运动状态。 （2）扩散：有浓度梯度时，物质粒子因热运动而 发生宏观上的定向迁移(高浓度低浓度)。 T一定：动能=(3/2)kT = (1/2) mv2 = const 胶体粒子运动速率溶液中的溶质运动速率 布朗运动公式，爱因斯坦-布朗位移公式， 可求出胶团的摩尔质量：M = (4/3)r3L （3）渗透压 n: 体积为V的溶液中所含溶质的量。 对大分子溶液，注意唐南平衡。 （4）沉降与沉降平衡 沉降与沉降平衡 沉降：多相分散系统中的物质粒子，因受 重力作用下沉的过程。 扩散沉降 沉降平衡：扩散速率=沉降速率 沉降速度： 当重力场中净力（重力与浮力差）等于介质 中质点所受阻力时，质点作匀速运动，此运 动速率为沉降速率。 解释一些现象 ， 如离心分离技术。 沉降平衡时： 解释一些现象，如粉尘对大气的污染。 2.光学性质 丁达尔（Tyndall）现象： 一束光通过溶胶，从侧面（与光垂直方向） 可以看到一个光的圆锥体，区分溶胶与溶液 原因：发生了光的散射作用 分散相粒子尺寸 入射光波长：反射或折散 分散相粒子尺寸 入射光波长：散射 胶体1100nm，可见光波长400 700nm 散射光强瑞利公式： I-4 ：可解释现实中多彩的散射光； In ：可解释憎液溶胶与亲液溶胶的差异 ； n2 (n0)2 = ( n + n0) ( n n0) = n ( n + n0) IV 2： 可解释真溶液为什么难见光散射； IN ： 可解释浊度计的基本原理；等等。 四、胶体的电性质 1.电动现象：在外场作用下，分散相与分散介 质之间发生相对移动的现象。 电泳：在外电场作用下，胶体粒子（分散相） 在分散介质中定向移动的现象。 胶体粒子带电 实验结果：实验结果： 在相同的电势梯度下，胶体粒子与一般离子 具有相近的移动速率 胶体粒子带电量大 胶体粒子质量为一般离子的1000倍，胶体 离子带电量也应为一般离子的1000倍。 电渗：在多孔膜(或毛细管) 的两端施加一定电压， 分散介质将通过多孔 膜而定向移动液 体带电，多孔膜带电 与液体相反。 + 向溶胶中加入电解质，电泳速率降低甚至降 为零 外加电解质可以改变胶体粒子带 电的多少甚至带电符号相反。 实验结果：实验结果：外加电解压对电渗速度影响大。 流动电势：在外力作用下，迫使分散介质通过 多孔膜（毛细管）定向移动，多孔膜 两端产生的电势差。 电渗过程的逆过程 沉降电势：分散相粒子在重力或离心力场的作 用下快速运动时，在移动方向两端所 产生的电势差。 电泳过程的逆过程 电动现象说明：分散相和分散介质均带电。 2.胶体带电的原因 离解 SiO2+H2O H2