Chapter12 胶体化学

1、 1第十二章第十二章 胶体化学胶体化学(4h)(4h)12.1 12.1 胶体系统的制备胶体系统的制备12.2 12.2 胶体系统的光学性质胶体系统的光学性质12.3 12.3 胶体系统的动力性质胶体系统的动力性质12.4 12.4 溶胶系统的电学性质溶胶系统的电学性质12.5 12.5 溶胶的稳定与聚沉溶胶的稳定与聚沉12.6 12.6 悬浮液悬浮液12.7 12.7 乳状液乳状液12.8 12.8 泡沫泡沫12.9 12.9 气溶胶气溶胶12.10 12.10 高分子化合物溶液的渗透压和粘度高分子化合物溶液的渗透压和粘度12.11 12.11 高分子溶液的盐析、胶凝作用与凝胶的溶胀高分子溶

2、液的盐析、胶凝作用与凝胶的溶胀 2引引 言言1.分散系统的定义分散系统的定义分散系统：一种或几种物质分散在另一种物质中所构成的分散系统：一种或几种物质分散在另一种物质中所构成的系统。系统。分散相：分散质，被分分散相：分散质，被分散的物质；散的物质；分散介质：呈连续分布分散介质：呈连续分布的起分散作用的物质。的起分散作用的物质。例：云，牛奶，珍珠例：云，牛奶，珍珠 32.2.分散系统的分类分散系统的分类分散系统分散系统按分散相粒子线尺寸大小分类：按分散相粒子线尺寸大小分类： 溶液（或真溶液）：粒子直径小于溶液（或真溶液）：粒子直径小于1nm，均相、热力学，均相、热力学稳定系统，扩散速度快稳定系统

3、，扩散速度快 ；胶体分散系统：胶体分散系统：分散相粒子在某方向上（三维空间尺寸）分散相粒子在某方向上（三维空间尺寸）的的直径在直径在11000 nm之间之间 ，系统可透明或不透明；，系统可透明或不透明；粗分散系统：分散相粒子在某方向上的直径在大于粗分散系统：分散相粒子在某方向上的直径在大于 1000 nm，多相、热力学不稳定系统，多相、热力学不稳定系统 。 4溶胶（溶胶（憎液胶体憎液胶体）：高度分散的、多相、热力学）：高度分散的、多相、热力学不不稳定稳定系统。系统。高分子溶液（高分子溶液（亲液胶体亲液胶体）：高度分散的、均相、热力学）：高度分散的、均相、热力学稳定系统。稳定系统。缔合胶体（胶束

4、）：高度分散的、均相、热力学稳定系缔合胶体（胶束）：高度分散的、均相、热力学稳定系统。统。 胶体分散系统：胶体分散系统： 5溶胶（憎液胶体）：溶胶（憎液胶体）： 被分散的物质与水或其它溶剂没有亲和力的胶体分散被分散的物质与水或其它溶剂没有亲和力的胶体分散系统。是热力学不稳定系统。系统。是热力学不稳定系统。 如：金溶胶、如：金溶胶、Fe(OH)3溶胶等。溶胶等。形成憎液溶胶的形成憎液溶胶的必要条件必要条件： （1）分散相的溶解度要小；）分散相的溶解度要小； （2）必须有稳定剂存在。）必须有稳定剂存在。 6亲液胶体：亲液胶体： 被分散的物质与水或其它溶剂具有很强的亲和力的胶体被分散的物质与水或其它

5、溶剂具有很强的亲和力的胶体系统。系统。 又称为高分子溶液，是热力学稳定系统。又称为高分子溶液，是热力学稳定系统。 如：蛋白质水溶液、淀粉水溶液、聚乙二醇水溶液等。如：蛋白质水溶液、淀粉水溶液、聚乙二醇水溶液等。 7分散分散介质介质分散相分散相名名 称称实实 例例气气液液固固气溶胶气溶胶云云、雾、喷雾、雾、喷雾烟、粉尘烟、粉尘液液气气液液固固泡沫泡沫乳状液乳状液液溶胶或悬浮液液溶胶或悬浮液肥皂泡沫肥皂泡沫牛奶牛奶、含水原油、含水原油金溶胶、油墨、泥浆金溶胶、油墨、泥浆固固气气液液固固固溶胶固溶胶泡沫塑料、泡沫塑料、 泡沫玻璃泡沫玻璃珍珠珍珠、蛋白石、蛋白石有色玻璃、某些合金有色玻璃、某些合金分散

6、系统按聚集状态（相态）分类：分散系统按聚集状态（相态）分类： 812.1 12.1 胶体系统的制备胶体系统的制备粗分散系统粗分散系统 1000nm胶体系统胶体系统 1 1000nm分子分散系统分子分散系统 EA 溶胶稳定溶胶稳定ER 1104 kg mol-1 的大分子化合物。的大分子化合物。天然的（如天然的（如 蛋白质、淀粉、纤维素等）蛋白质、淀粉、纤维素等）人工合成的（如人工合成的（如 高聚物分子）高聚物分子） 63高分子溶液（亲液胶体）高分子溶液（亲液胶体）溶溶 胶（憎液胶体）胶（憎液胶体）相相同同点点线度为线度为10-910-6m线度为线度为10-910-6m扩散慢扩散慢扩散慢扩散慢不

7、能通过半透膜不能通过半透膜不能通过半透膜不能通过半透膜不不同同点点真溶液，热力学真溶液，热力学稳定体系稳定体系热力学热力学不稳定体系不稳定体系稳定原因是溶剂化稳定原因是溶剂化稳定原因是粒子带电稳定原因是粒子带电均相体系，均相体系，丁达尔效应弱丁达尔效应弱多相体系，多相体系，丁达尔效应强丁达尔效应强对对电解质稳定性大电解质稳定性大少量电解质少量电解质能使粒子能使粒子聚沉聚沉粘度大粘度大粘度小粘度小( (近纯溶剂近纯溶剂) )高分子溶液具有可逆性高分子溶液具有可逆性溶胶具有不可逆性溶胶具有不可逆性 高分子溶液高分子溶液与与溶胶溶胶性质的比较：性质的比较： 64h1.高分子溶液的渗透压高分子溶液的渗

8、透压修正为：修正为：.1232BBBAAMRT对于高分子溶液：对于高分子溶液：B是是 B 的函数的函数对于理想稀溶液：对于理想稀溶液：RTcBRTMRTcBBMRTBBBAMRT21当高分子溶液的质量浓度很小时，则：当高分子溶液的质量浓度很小时，则：恒温下，作恒温下，作 直线图，由截距可获得直线图，由截距可获得 M 。BB 65介绍三种情况下的介绍三种情况下的膜平衡膜平衡。H2O高高分分子子溶溶液液半透膜半透膜2.2.唐南平衡唐南平衡 66 膜两侧分别是膜两侧分别是不电离不电离的高分子化合物的高分子化合物 ( ( R，浓度，浓度c ) )水溶液和水溶液和水水R (c)H2O左左 半透膜半透膜

9、右右达达渗透平衡渗透平衡， R水溶液渗透压：水溶液渗透压： RTc 67 膜两侧分别是膜两侧分别是电离电离的高分子化合物的高分子化合物 ( (蛋白质蛋白质NazP ，浓度，浓度c ) )水溶液和水溶液和 水水Pz- (c)H2O左左 半透膜半透膜 右右Na+(zc)达达渗透平衡渗透平衡， NazP水溶液渗透压：水溶液渗透压： RTcz1 68 膜两侧分别是膜两侧分别是电离电离的高分子化合物的高分子化合物 ( 蛋白质蛋白质NazP ，浓度，浓度c )水溶液和水溶液和 小分子电解质溶液小分子电解质溶液（NaCl ，浓度，浓度c）Pz- (c)左左 半透膜半透膜 右右Na+(zc)Na+(c)Cl-

10、(c)唐南平衡唐南平衡：在达到渗透压平衡时，不仅半透膜两侧溶液成平衡，电解质在达到渗透压平衡时，不仅半透膜两侧溶液成平衡，电解质也达平衡。也达平衡。 69Pz- (c)左左 半透膜半透膜 右右Na+ (zc)Na+ (c)Cl- (c)Pz- (c)左左 半透膜半透膜 右右Na+ (zc+x)Na+ (c-x)Cl- (c-x)Cl- (x)(a) 开始时开始时 (b) 平衡时平衡时平衡平衡时，时， NaCl 在左右两边的化学势相等，即：在左右两边的化学势相等，即：(NaCl)(NaCl)RL)(2zcczcx唐南效应：唐南效应：由于大分子不能透过膜，平衡时影响到小离子在膜两侧不由于大分子不能透过膜，平衡时影响到小离子在膜两侧不均匀分布，就会产生额外的渗透压。均匀分布，就会产生额外的渗透压。 70达达渗透平衡渗透平衡， NazP水溶液渗透压：水溶液渗透压： RTcRTzcccczccz22222 当当c c， c 适