物化第十一章ppt课件

按分散相粒子大小分：真溶液d1nm；胶体系统1nmd100nm；粗分散系统d100nm,11.1分散系统及胶体系统,(1)定义：将一种或多种物质分散到另一种物质中所构成的系统；,1.分散系统：,(2)组成：分散介质与分散相；,(3)分类,按系统均一程度分：溶液分散相可溶；多相系统分散相不溶。,(1)定义:分散相粒子1nmd100nm的分散系统。,2.胶体系统：,(2)分类,多相、高度分散、热力学不稳定系统；,均相、热力学稳定系统。,表面活性剂缔合胶束为分散相，水常为分散介质，之间有较好的亲和性；,亲液胶体(高分子溶液),缔合胶体(胶体电解质),相界面大界面能高亲和力较弱,无相界面，亲和力较强；,均相、热力学稳定系统。,11.3胶体系统的动力学性质,一、布朗运动,1.定义：分子在分散介质中处于永不停息、无规则的运动状态。,2.实质：分子热运动。,胶粒受分散介质分子冲击图,二、沉降平衡,1.扩散：在存在浓度梯度的条件下，分散相粒子因热运动而发生宏观上的定向迁移运动。,2.沉降：多相分散系统中，分散相粒子由于受到重力作用而下沉的运动。,3.沉降平衡：对于溶胶系统，在扩散和沉降两种相反作用相近时会形成分散相粒子受力平衡，从而形成粒子密度在高度分布上呈现浓度梯度(下高上低)。,11.4胶体系统的光学性质,一、光效应分析,1.入射光频率分子固有频率：光吸收；,2.入射光与分子无任何作用：光透过；,3.入射光分散相分子直径d：光反射；,4.入射光分散相分子直径d：光散射。,二、光学性质丁达尔效应,1.实质：光的散射；,3.散射光强的计算：Rayleigh公式,2.丁达尔效应的应用：鉴别溶胶和真溶液,(1)固体粒子表面可从溶胶中有选择的吸附某种离子而带电：,(2)固体粒子表面的某些分子或原子在分散介质中可发生电离而带电。,吸附正离子固体粒子表面带正电，而分散介质带负电；,吸附负离子固体粒子表面带负电，而分散介质带正电；,一、分散相粒子带电原因,11.5溶胶的电学性质,(3)离子晶体溶解；晶格取代；摩擦带电,二、电动现象,(2)方向：带正电荷的胶体粒子向负极定向移动；反之向正极定向移动。,1.电泳,(1)定义：外电场下，胶体粒子在分散介质中定向移动的现象。,2.电渗,在多孔膜(或毛细管)两端加入电场，分散介质将通过多孔膜定向移动的现象。,4.沉降电势：电泳的反过程。,3.流动电势：电渗的反过程；,三、双电层理论,(2)从固体表面到介质本体电势直线下降。,1.霍姆霍兹双电层模型(平板电容器模型),(1)正负电荷均匀分布与固液界面两侧；,(1)固体表面：看作质点，电荷均匀分布；,2.古依-查普曼模型(扩散双电层理论),(2)扩散层：反离子呈扩散状分布介质中热运动与静电作用的共同结果；,(3)从固体表面到介质本体电势逐渐下降。,正确反映了反离子在扩散层中的分布和电势的变化,离子有大小，不可看作质点；,3.斯特恩模型(修正扩散双电层理论)：,在12个分子距离内，正负离子间除了静电吸引作用，还有范德华力，作用更强。,(1)修正依据：,固体表面看作质点，电荷均匀分布；,(2)双电层结构：,斯特恩层(固定吸附层)：紧密吸附层反离子中心线；,扩散层：与上相同。,热力学电势0：固体表面到溶液本体的电势差；,斯特恩电势：斯特恩面到溶液本体的电势差；,(3)基本概念：,电势：当固液发生相对移动时，滑动面到溶液本体电势差。,溶胶中电解质浓度升高，电势减小。,四、胶团结构,(2)胶体粒子：滑动面以内的带电体(固体表面+紧密层反粒子)；,1.胶团结构双电层结构,(1)胶核：固体表面的带电体(由分子、原子或离子形成)；,(3)胶团：胶体粒子+扩散层所有反离子电中性结构。,(2)稳定剂：能为固体表面提供适宜吸附离子的物质；稳定剂中不被吸附的离子为胶团的反离子。,(1)确定胶核中吸附的离子：固表优先吸附能与固体中电荷相反的离子生成难溶或溶解度很小的化合物的那些离子。,(1)稳定剂的确定；,2.胶团结构的书写,3.胶团结构书写要点,(2)分析稳定剂中的被吸附离子和反离子；,(3)保证整个胶团呈电中性。,溶液中的产物：AgNO3稀溶液过量，反应完全后得到(AgI溶胶+AgNO3稀溶液)；,稳定剂的确定：应为AgNO3,例1.在AgNO3稀溶液中加入少量KI稀溶液得到AgI溶胶，写出其胶团结构。,(1)分析：,固表吸附离子：应为Ag+,扩散层反离子：应为NO3,(AgI)m,(2)解题：,nAg+,x+,胶核,胶粒,胶团,溶液中的产物：KI稀溶液过量，反应完全后得到(AgI溶胶+KI稀溶液)；,稳定剂的确定：应为KI,例2.在AgNO3稀溶液中加入过量KI稀溶液得到AgI溶胶，写出其胶团结构。,(1)分析：,固表吸附离子：应为I+,扩散层反离子：应为K+,(AgI)m,(2)解题：,nI,x,胶核,胶粒,胶团,稳定剂：FeCl3,例3.写出Fe(OH)3溶胶的胶团结构(FeCl3为稳定剂),(1)分析：,固表吸附离子：应为Fe3+,扩散层反离子：应为Cl,(Fe(OH)3)m,(2)解题：,nFe3+,3x+,胶核,胶粒,胶团,11.6溶胶的稳定与聚沉,一、溶胶的稳定,1.经典稳定理论DLVO理论：自学；,1.定义：溶胶中的分散相粒子互相聚结，颗粒变大，进而沉淀的现象。,2.溶胶稳定原因：胶体粒子的带电;溶剂化作用;布朗运动。,二、溶胶的聚沉,2.聚沉作用电解质的聚沉作用,聚沉机理：电解质浓度升高，溶胶的电势降低从而促进溶胶聚沉；具有聚沉能力的是电解质中带有与溶胶反离子相同电荷的离子；例：溶胶带正电，则电解质中的阴离子起聚沉作用。,聚沉值：使溶胶发生明显聚沉所需电解质的cmin；聚沉能力：聚沉值的倒数；聚沉值越小，该电解质聚沉能力越大。,3判断聚沉能力的原则,与胶粒带相反电荷的离子起聚沉作用；,聚沉离子的价数越高聚沉能力越强：一般可近似表示为价数6次方之比-舒尔策-哈迪价数规则；,K+：Mg2+：Al3+=16：26：36,同价正离子，半径越小，聚沉能力越强；同价负离子，半径越小，聚沉能力越弱；,H+Cs+Rd+NH4+K+Na+Li+,FClBrNO3IOH,不同电解质所含聚沉离子相同时，离子个数多的电解质聚沉能力强；,不同电解质中反离子的个数、价数及种类皆相同时，分析另一种离子对带异号电荷胶粒的聚沉能力越强，则该电解质对带该电荷的胶粒的聚沉能力越低；,NaCl、Na2SO4对带负电胶粒的溶胶聚沉能力比较,MgCl2、MgSO4对带负电的胶粒聚沉能力比较,Na2SO4,MgCl2,溶液中的产物：AgCl溶胶+AgNO3稀溶液；,稳定剂的确定：应为AgNO3,11.11.AgNO3过量,固表吸附离子