第7节溶胶的光学及力学性质

1、8.7 溶胶的光学与力学性质溶胶的光学与力学性质一、一、Tyndall效应效应 1869年年Tyndall发现，若令一束会聚光通过溶胶，发现，若令一束会聚光通过溶胶，从侧面（即从侧面（即与光束垂直的方向与光束垂直的方向）可以看到一个发光）可以看到一个发光的圆锥体，这就是的圆锥体，这就是Tyndall效应效应。丁铎尔效应丁铎尔效应 当光束通过分散系统时，一部分自由地通过，当光束通过分散系统时，一部分自由地通过，一部分被吸收、反射或散射。可见光的波长约在一部分被吸收、反射或散射。可见光的波长约在400760 nm之间。之间。 （1）当光束通过粗分散系统，由于粒子大于入射）当光束通过粗分散系统，由于

2、粒子大于入射光的波长，主要发生光的波长，主要发生反射反射，使体系呈现混浊。，使体系呈现混浊。 （2）当光束通过）当光束通过胶体溶液胶体溶液，由于胶粒直径小于可，由于胶粒直径小于可见光波长，主要发生见光波长，主要发生散射散射，可以看见乳白色的光柱。，可以看见乳白色的光柱。 （3）当光束通过真溶液，由于溶液十分均匀，散射）当光束通过真溶液，由于溶液十分均匀，散射光因相互干涉而完全抵消，看不见散射光。光因相互干涉而完全抵消，看不见散射光。二、二、Brown运动运动(Brownian motion)粒子越小，布朗运动越激烈。粒子越小，布朗运动越激烈。其运动激烈的程度不其运动激烈的程度不随时间而改变，但

3、随时间而改变，但随温度的升高而增加。随温度的升高而增加。Brown运动的本质运动的本质当半径大于当半径大于5 m，Brown运动消失运动消失三、三、 胶粒的扩散胶粒的扩散 胶粒也有热运动，因此也与溶液中溶质相似具有胶粒也有热运动，因此也与溶液中溶质相似具有扩散和渗透压。只是溶胶的浓度较稀，这种现象很扩散和渗透压。只是溶胶的浓度较稀，这种现象很不显著。不显著。 由于分子的热运动和胶粒的布朗运动，在有浓由于分子的热运动和胶粒的布朗运动，在有浓度梯度存在时，物质粒子会发生宏观上的定向迁移度梯度存在时，物质粒子会发生宏观上的定向迁移现象，称为扩散。现象，称为扩散。dd= -ddmcDAtx斐克第一定律

4、（斐克第一定律（Ficks first law） 式中式中D为扩散系数，其物理意义为：单位浓度梯为扩散系数，其物理意义为：单位浓度梯度、单位时间内通过单位截面积的质量。度、单位时间内通过单位截面积的质量。 式中负号表示扩散发生在浓度降低的方向，式中负号表示扩散发生在浓度降低的方向， 0。ddcxddnt四、四、 沉降与沉降平衡（沉降与沉降平衡（sedimentation equilibrium） 溶胶是高度分散体系，胶溶胶是高度分散体系，胶粒一方面受到重力的吸引而下粒一方面受到重力的吸引而下降，另一方面由于布朗运动促降，另一方面由于布朗运动促使浓度趋于均一。使浓度趋于均一。 当这两种相反的力相等时，当这两种相反的力相等时，粒子的分布达到平衡，粒子的浓粒子的分布达到平衡，粒子的浓度随高度不同有一定的梯度。这度随高度不同有一定的梯度。这种平衡称为种平衡称为沉降平衡沉降平衡(sedimentation equilibrium)。120121lnhhRTMgCC 对于微小粒子在重力场中的沉降平衡，