第三章胶体溶液和表面现象

1、1第三章第三章胶体溶液与表面现象胶体溶液与表面现象2胶体溶液与表面现象胶体溶液与表面现象一、溶胶一、溶胶二、高分子化合物溶液二、高分子化合物溶液三、表面现象三、表面现象3第一节第一节 溶溶 胶胶4 一、分散系的分类一、分散系的分类分散系分散系分子或离子分散系分子或离子分散系（真溶液）（真溶液）d 1 nm胶体分散系胶体分散系（溶胶（溶胶&高分子溶液高分子溶液）1 d 100 nm5二、胶团结构二、胶团结构 以以AgI为例：为例： AgNO3 + KI = AgI +KNO3 当当AgNO3 过量时，过量时， 胶粒带正电荷，胶团结构如胶粒带正电荷，胶团结构如下：下：6 （AgI )m n

2、 Ag+ ( n -x ) NO3- x+ x NO3- 胶核胶核 电位离子电位离子 反离子反离子 反离子反离子 吸附层吸附层 扩散层扩散层 胶粒（带正电）胶粒（带正电） 胶团胶团 胶团结构表示式为：m 形成胶核物质的分子数，m通常是一个很大的数值（约103数量级）。n 吸附在胶核表面的电位离子数，n的数值比m要小得多。x 扩散层的反离子数。(n-x) 吸附层的反离子数。7当当KI 过量时：过量时： AgNO3 + KI = AgI +KNO3 胶粒带负电，胶团结构如下：胶粒带负电，胶团结构如下：(AgI)m nI- (n-x) K+ x- xK+胶核 吸附层 扩散层（带正电）胶粒（带负电）胶

3、团（电中性）8Fe(OH)3溶胶：溶胶： Fe (OH)3m n FeO+ (n - x) Cl- -x+ xCl- - As2S3溶胶：溶胶： （ As2S3 ）m n HS- (n -x) H+x- x H+胶粒带电，胶团不带电胶粒带电，胶团不带电 （电中性）（电中性）当当KI过量时，胶粒带负电荷过量时，胶粒带负电荷 ，胶团结构如下：，胶团结构如下： (AgI )m n I- - (n - x ) K+ x- - x K+ 9三、三、 溶胶的性质溶胶的性质1、动力学性质（布朗运动）、动力学性质（布朗运动） 布朗运动布朗运动10布朗运动产生的原因：布朗运动产生的原因： 分散质粒子本身处于不断

4、的热运动中。分散质粒子本身处于不断的热运动中。 分散剂分子对分散质粒子的不断撞击。分散剂分子对分散质粒子的不断撞击。 液体分子对溶液体分子对溶胶粒子的撞击胶粒子的撞击 粗分散系粗分散系11 2、光学性质（丁达尔效应）、光学性质（丁达尔效应）Fe(OH)3胶体胶体丁达尔效应示意图丁达尔效应示意图光源光源凸透镜凸透镜光锥光锥暗室里，将一束聚焦的光线透过溶胶时，在入射光的垂直方向，可以看到一条发亮的光柱，该现象称为丁达尔现象丁达尔现象。 12 溶胶中分散质粒子直径：溶胶中分散质粒子直径： 1 100 nm 可见光波长：可见光波长： 400 700 nm 入射光的波长入射光的波长 分散介质粒子分散介质

5、粒子: 入射光发生散射，可见明亮光入射光发生散射，可见明亮光柱，如溶胶。柱，如溶胶。 真溶液溶质颗粒太小（真溶液溶质颗粒太小（二价离子二价离子一价离子一价离子如：对于如：对于As2S3溶胶（负溶胶）的聚沉能力溶胶（负溶胶）的聚沉能力AlCl3CaCl2NaCl对于对于Fe(OH)3溶胶溶胶（正溶胶）的聚沉能力（正溶胶）的聚沉能力K3Fe(CN)6 K2SO4KCl要掌握要掌握22练习：练习： 1. 将将20ml 0.1mol / L的的AgNO3与与10ml 0.1mol / L的的KI溶液混合。下列电解质中，对溶液混合。下列电解质中，对AgI溶胶聚沉能力最强的是（溶胶聚沉能力最强的是（ ）。

6、）。 A. NaCl B. CaCl2 C. K2SO4 D. K3Fe (CN)6 2. 将将10ml 0.1mol / L的的AgNO3与与20ml 0.1mol / L的的KI溶液混合。下列电解质中，对溶液混合。下列电解质中，对AgI溶胶聚沉能力最强的是（溶胶聚沉能力最强的是（ ）。）。 A. NaCl B. CaSO4 C. KBr D. AlCl3要掌握23第二节、高分子化合物溶液第二节、高分子化合物溶液2、是单个分子分散的单相体系，是真溶液，、是单个分子分散的单相体系，是真溶液，溶解过程是自动的，也是可逆的，是热力学溶解过程是自动的，也是可逆的，是热力学的稳定体系。的稳定体系。3、

7、无丁达尔效应因为高分子化合物分子中含、无丁达尔效应因为高分子化合物分子中含有大量的亲水基团有大量的亲水基团(-OH， -COOH、-NH2 )，溶剂化作用强，溶质与溶剂间无界面。溶剂化作用强，溶质与溶剂间无界面。1、高分子化合物的分子量可达几百万，长、高分子化合物的分子量可达几百万，长度可达几百纳米，但截面积只度可达几百纳米，但截面积只 相当于一个普相当于一个普通分子大小。通分子大小。 24 高分子化合物对溶胶的保护作用：高分子化合物对溶胶的保护作用： 保护作用：保护作用： 例：例： Fe(OH)3溶胶，加入白明胶（高分子溶胶，加入白明胶（高分子化合物溶液）后再加电解质不易聚沉。化合物溶液）后

8、再加电解质不易聚沉。25第三节、表面现象第三节、表面现象 表面张力： 液体或固体表面粒子比内部粒子能量高，多出液体或固体表面粒子比内部粒子能量高，多出的这部分能量称为体系的表面能。由于内外受力不的这部分能量称为体系的表面能。由于内外受力不均匀存在着使液面紧缩的力，称为表面张力。均匀存在着使液面紧缩的力，称为表面张力。26 1g水滴分散成直径水滴分散成直径2nm的小水滴，总的小水滴，总面积为原来的面积为原来的625万倍，增加的能量可将这万倍，增加的能量可将这1g水的温度升高水的温度升高50。同一体系，其分散。同一体系，其分散度越大，其表面能越大。度越大，其表面能越大。 胶体是一种高度分散的多相体

9、系，具胶体是一种高度分散的多相体系，具有很大的比表面，因此表面能很大。能量有很大的比表面，因此表面能很大。能量越高，体系越不稳定，胶体是热力学的不越高，体系越不稳定，胶体是热力学的不稳定体系。稳定体系。27表面活性剂表面活性剂 表面活性物质：溶于水后能显著降低溶液表面活性物质：溶于水后能显著降低溶液的表面能（表面张力）的物质称为表面活性剂。的表面能（表面张力）的物质称为表面活性剂。分类：1、离子型表面活性剂2、非离子型表面活性剂28表面活性剂的结构 从分子结构来看，其特点是具有从分子结构来看，其特点是具有双亲基团双亲基团的物质的物质：亲水基：亲水基：如如-OH,-COOH,-NH2,-SO3H

10、等，是极性部分，溶于水；等，是极性部分，溶于水；憎水基憎水基(亲油性亲油性)如如烷基、苯基等，是非极性部分，溶于油。烷基、苯基等，是非极性部分，溶于油。29亲油基亲油基亲水基亲水基30亲油基亲油基 亲水基亲水基如：如：CH3(CH2)16COONa乳化剂在水面上定向排列乳化剂在水面上定向排列肥皂是最常见的表面活性物质，它是硬脂酸的肥皂是最常见的表面活性物质，它是硬脂酸的钠盐。钠盐。 C17H35-COONa。 亲油基亲油基 亲水基亲水基 注：表面活性物质在两相间的排列注：表面活性物质在两相间的排列31 定义：定义： 一种液体分散在另一种不相溶的一种液体分散在另一种不相溶的液体中形成的体系称为乳

11、浊液。液体中形成的体系称为乳浊液。 其中一种液体其中一种液体通常是水，另一种则称为油（通常是水，另一种则称为油（一切不溶于水的一切不溶于水的有机液体统称为油。有机液体统称为油。）。）。液液粗分散体系。液液粗分散体系。一、类型一、类型:水包油（水包油（O/W）：）：水是分散剂，油水是分散剂，油是分散质。如：牛奶是分散质。如：牛奶 油包水（油包水（W/O）：）：油是分散剂，水是分散质。油是分散剂，水是分散质。如：原油如：原油 乳化剂决定乳浊液的类型。乳化剂决定乳浊液的类型。乳浊液乳浊液32亲水乳化剂亲水乳化剂有钾肥皂、有钾肥皂、钠肥皂钠肥皂、十二烷基磺酸、十二烷基磺酸钠、蛋白质、动物胶等；钠、蛋白

12、质、动物胶等；亲油乳化剂亲油乳化剂有钙、镁、锌二价金属肥皂，高级有钙、镁、锌二价金属肥皂，高级醇类、石墨、碳黑等。醇类、石墨、碳黑等。 一般而言，乳化剂亲水性强形成的一般而言，乳化剂亲水性强形成的O /W稳定；乳化剂亲油性强则形成的稳定；乳化剂亲油性强则形成的W /O稳定。稳定。33 水油 ： 亲油型乳化剂亲油型乳化剂 ： 亲水型乳化剂亲水型乳化剂 油包水（油包水（W/O）型乳状液）型乳状液 水包油（水包油（O/W）型乳状液）型乳状液 水和油所形成的乳浊液的类型，主要取决于水和油所形成的乳浊液的类型，主要取决于所选用的乳化剂的品种所选用的乳化剂的品种34【课后小结课后小结】 电解质的阳离子对负

13、溶胶起聚沉作用，负离电解质的阳离子对负溶胶起聚沉作用，负离子对正溶胶起聚沉作用。子对正溶胶起聚沉作用。 电解质对溶胶的聚沉能力，主要取决于与胶电解质对溶胶的聚沉能力，主要取决于与胶粒带相反电荷的离子即反离子的价数，反离粒带相反电荷的离子即反离子的价数，反离子的价数越高，聚沉能力越强。子的价数越高，聚沉能力越强。35【1】由由10mL0.05molL1的的KCl溶液与溶液与100mL0.002molL-1的的AgNO3溶液混合制得溶液混合制得的的AgCl溶胶，若分别用下列电解质使其聚溶胶，若分别用下列电解质使其聚沉，则聚沉值的大小次序为沉，则聚沉值的大小次序为（ ） aAlCl3ZnSO4KCl

14、bKClZnSO4AlCl3cZnSO4KClAlCl3dKClAlCl3ZnSO4自测题自测题36【2】制备制备AgI溶胶时，三支烧杯盛有溶胶时，三支烧杯盛有25mL，0.016molL1的的AgNO3 溶液，分别加入溶液，分别加入0.005moLL1的的NaI溶液溶液60mL，80mL和和100mL 1)三种不同加入量的烧杯中各有什么现象三种不同加入量的烧杯中各有什么现象? 2) 溶胶中加入直流电压，胶体粒子如何运动溶胶中加入直流电压，胶体粒子如何运动?37答：答：1) 第一只烧杯中第一只烧杯中AgNO3过量，第二只烧过量，第二只烧杯中杯中AgNO3与与NaI物质的量相等，第三只烧杯物质的量相等，第三只烧杯中中NaI过量。因此第一只烧杯和第三只烧杯生过量。因此第一只烧杯和第三只烧杯生成成AgI溶胶，第二只烧杯生成溶胶，第二只烧杯生成AgI沉淀。沉淀。 2) 第一只烧杯中溶胶胶团结构为第一只烧杯中溶胶胶团结构为(AgI )m n I- - (n - x ) Na+ x- - x Na+ (AgI )m n Ag+ (n - x ) NO3- - x x NO3- - 3）第三只烧杯中溶胶胶团结构为）第三只烧