胶体溶液及表面现象.ppt

无机化学,1,第一节溶胶,胶体分散系包括溶胶、高分子溶液和缔合胶体三类。胶体的分散相的粒子的大小为1100nm，可以是一些小分子、离子或原子的聚集体，也可以是单个的大分子。分散介质可以是液体、气体，或是固体。,无机化学,2,无机化学,3,一、溶胶的性质,（一）胶粒对过滤器的通透性滤纸孔径1000-5000nm瓷板孔径100nm,无机化学,4,Tyndall现象,令一束聚焦的光束通过溶胶，则从侧面可以看到一个发光的圆锥体，这种现象称为Tyndall效应(Tyndalleffect)，又称乳光现象。,（二）溶胶的光学性质-丁铎尔现象,无机化学,5,无机化学,6,d略小于或接近于,d,dc(KI)B.V(AgNO3)V(KI)C.n(AgNO3)n(KI)D.n(AgNO3)=n(KI)E.n(AgNO3)n(KI),答案：A、E,无机化学,21,二、溶胶的稳定性和聚沉,稳定性-溶胶是热力学上的不稳定体系，其稳定性因素主要是胶粒带电和水化膜的存在。胶粒都带有相同符号的电荷，胶粒之间相互排斥，阻止两胶粒合并变大；另外胶粒吸附层中的离子对水分子有吸引力，吸附的水分子在胶粒表面形成一层水化膜，阻止了胶粒之间的聚结。因此溶胶中的胶粒能相对稳定地存在。聚沉-当胶粒的动能增大到能克服这种静电斥力时，胶粒间就会相互碰撞合并，粒子增大到布朗运动克服不了重力作用时就出现聚沉。,无机化学,22,促使溶胶聚沉的主要方法：（一）加入强电解质原理：一是加入的强电解质解离出的离子破坏了双电层结构，胶粒失去了静电保护作用；二是强电解质离子具有很强的溶剂化作用，破坏了胶粒表面的水化膜。注意：电解质对溶胶的聚沉作用取决于与胶粒带有相反电荷的离子，即反离子。电解质对溶胶的聚沉作用与反离子所带电荷的多少有关。,无机化学,（1）一般地，离子电荷越高，对溶胶的聚沉能力就越强。这个规律叫做哈迪-叔尔采规则。一价、二价、三价反离子的临界聚沉浓度之比：(1/1)6:(1/2)6:(1/3)6=100:1.8:0.14（2）同价反离子的聚沉能力虽相差不大，其聚沉能力随着离子水合半径的减小而增加。如:一价正离子(对负溶胶)聚沉能力：H+Cs+Rb+NH4+K+Na+Li+一价负离子(对正溶胶)聚沉能力：F-Cl-Br-I-OH-,无机化学,24,（二）加入带相反电荷的溶胶带相反电荷的溶胶有相互聚沉能力。例如，用明矾净水。（三）加热加热增加了胶粒的运动速度和碰撞机会，同时降低了它对离子的吸附作用，从而降低了胶粒所带电荷的电量和水化程度，使溶胶在碰撞中聚沉。例如：As2S3溶胶加热至沸，析出淡黄色As2S3沉淀。,无机化学,25,1.下列四种电解质对某种AgCl溶胶的临界聚沉浓度（mmolL-1）分别是：NaNO3(300)，Na2SO4（295），MgCl2(25)，AlCl3(0.5)，则该种AgCl溶胶的类型和胶粒所带电荷的电性分别是（）A.正溶胶、正电性B.正溶胶、负电性C.中性溶胶、电中性D.负溶胶、正电性E.负溶胶、负电性,答案：E,无机化学,26,2.溶胶具有相对稳定性的原因是（）A.布朗运动B.带有相同电荷的胶粒间的静电斥力C.胶粒表面水合膜的保护作用D.A、B和C3.现有甲、乙、丙、丁和Fe(OH)3五种溶胶，把甲与丙、乙与丁、丙与丁、丙与Fe(OH)3溶胶两两混合，均发生聚沉现象，那末，胶粒带负电荷的溶胶是（）A.甲和乙B.乙和丙C.甲和丁D.甲和丙E.乙和丁,答案：D、B,无机化学,27,4.某溶胶在电泳时胶粒向阳极移动，将该溶胶分别加入到蔗糖溶液氯化钠溶液硅酸溶胶氢氧化铁溶胶中，不发生聚沉的是（）A.和B.和C.和D.和E.和,答案：C,5.胶体的本质特征是A.Tyndall现象B.胶粒带电C.胶粒直径为1100nmD.布朗运动,答案：C,无机化学,28,第二节高分子化合物,高分子化合物的相对分子质量很大，通常为104106。它的许多性质都与相对分子质量大有关。可分为天然高分子(蛋白质、核酸、淀粉、糖元、纤维素)和合成高分子(塑料、橡胶等)。高分子化合物能自动分散到合适的分散介质中形成均匀的溶液，为均相系统，在热力学上是稳定的-与真溶液相似。粒子直径大小与溶胶相似-扩散速率慢，不能透过半透膜。,无机化学,29,一、高分子化合物的概念,高分子化合物概念：单个分子相对分子量在一万以上的大分子。蛋白质、核酸、糖原、存在体液中重要物质；人体肌肉、组织；又如天然橡胶等据来源可分为天然的和合成的,无机化学,30,表2-1高分子溶液与溶胶性质的比较,二、高分子化合物溶液的形成和特征,无机化学,31,在溶胶中加入一定量的高分子，能显著提高溶胶的稳定性，这种现象称为高分子对溶胶的保护作用。原因是：高分子物质吸附在溶胶粒子表面，包围住胶粒，形成一层高分子保护膜，使其对介质的亲和力加强，阻止了胶粒之间的直接接触，从而增强了溶胶的稳定性。但有时，加入少量的高分子溶液，不但起不到保护作用，反而降低了溶胶的稳定性，甚至发生聚沉，这种现象称作敏化作用。原因是：浓度低时，无法将胶体颗粒表面完全覆盖，一个高分子长链可同时吸附多个胶粒，把胶粒聚集起来产生沉淀。,三、高分子溶液对溶胶的保护作用和敏化作用,无机化学,32,高分子物质对溶胶保护作用（a）和敏化作用（b）示意图,无机化学,33,第三节凝胶,高分子溶液粘度变大，失去流动性，形成有网状结构的半固态物质，称为凝胶（gel）。刚性凝胶：粒子间交联强，网状骨架坚固，若将其干燥，网孔中的液体可被驱出，凝胶的体积和外形无明显变化。弹性凝胶：由柔性高分子化合物形成，干燥后，体积明显缩小，有弹性，再放到合适的液体中，它又会溶胀变大，甚至完全溶解。,无机化学,34,第四节物质的表面现象,两相接触的分界面称为界面。若其中一相为气相，则称为表面。一切界面上发生的现象，统称为表面现象。,无机化学,35,气相,液体内部及表层分子受力情况示意图,液相,无机化学,36,一、表面张力和表面能表面张力：指向液体内部的引力把液体分子从其表面拉到内部，即表面的一种抵抗扩张的力。用表示，单位N/m。表面能：把分子从内部移往界面必须克服吸引力而消耗一定量的功，这个功称为表面能。,无机化学,37,二、表面活性物质,表面活性物质：能显著降低水的表面张力的物质非表面活性物质：使水的表面张力升高或略微降低的物质。正吸附：若溶液表面吸附的溶质能降低溶剂表面张力，则溶液表层将保留更多的溶质分子，其表层浓度大于溶液内部的溶质浓度，这种吸附称为正吸附。负吸附：若增大溶剂的表面张力，溶液表层则排斥溶质，使其尽量进人溶液内部，此时溶液表层溶质的浓度小于其内部浓度，这种吸附叫负吸附。表面活性物质在溶液中