第10章 胶体化学

第10章

胶体化学主要研究对象

高度分散的多相系统，粒子直径1～1000nm。210.1分散系统的概述分类及胶体系统的制备10.2胶体的结构与特性10.3胶体的稳定性和聚沉10.4高分子溶液和乳浊液目录310.1分散系统的分类及胶体系统的制备10.1.1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构成的系统。分散相——被分散的物质；又称为分散质。分散介质——起分散作用的物质；或呈连续分布的物质。10.1.2分散系统的分类

(1)按分散相粒子大小分

小分子分散系统胶体分散系统粗分散系统小分子分散系统

分散相与分散介质以小分子或离子形式彼此混溶，没有界面，是均匀的单相，r<1nm以下。又称为真溶液，如ZnSO4aq。胶体分散系统

分散相粒子r=1~1000nm、多相不均匀系统。粗分散系统

分散相粒子r>1000nm

。4(2)按聚集状态分

有8类分散介质分散相名称实例气液固气溶胶云，雾烟，粉尘液气液固泡沫乳状液液溶胶或悬浊液肥皂泡沫牛奶，含水原油金溶胶,油墨,泥浆固气液固固溶胶泡沫塑料珍珠有色玻璃,某些合金表10.1.1分散系统按聚集状态分类510.1.3胶体系统的分类

溶胶高分子溶液缔合胶体溶胶——高度分散的、多相的、热力学不稳定系统。

相界面很大，界面能很高。如Fe(OH)3

溶胶。高分子溶液——大分子以分子形式溶于介质中，为均相热力学稳定系统。缔合胶体——分散相是由表面活性剂缔合形成的胶束。均相热力学稳定系统。

溶胶分类按分散介质不同

液溶胶——分散介质为液体；固溶胶——分散介质为固体；气溶胶——分散介质为气体。胶体系统的特点

透明或不透明，发生光散射，胶体粒子扩散速度慢，不能透过半透膜，有较高的渗透压。粗分散系统

(包括悬浮液、乳状液、泡沫等)分散相粒子>胶体粒子，是高度分散、多相、热力学不稳定系统。很多性质相似，常一起讨论。6类型粒子大小/m主要特性

小分子或小离子分散系统(真溶液)＜10-9

单相系统,粒子能透过滤纸和半透膜,扩散速度快,普通或超显微镜均看不见,如NaCl和蔗糖水溶液

胶体分散系统(溶胶)10-9～10-6

多相系统，粒子能透过滤纸，但不能透过半透膜，扩散速度慢；在普通显微镜下看不见,但在超显微镜下可分辨,如AgI溶胶

粗分散系统(乳状液和悬浊液)＞10-6

多相系统，粒子不能透过滤纸，不扩散，在普通显微镜下可看到，如牛奶表10.1.2分散系统的分类及主要特性710.1.4胶体系统的制备制备溶胶

使分散相粒子的大小落在

胶体分散系统的范围之内。分类

分散法，凝聚法分散法——使粗分散的物料分散成胶体。使用机械设备。研磨法

用胶体磨、气流粉碎机(喷射磨)。超声波分散法

用>16000Hz超声波，制备乳状液。电弧法分散金属作电极，产生电弧，制备金、银、铂等金属溶胶。凝聚法——使小分子或离子聚集成胶体。分为物理凝聚法

蒸气凝聚法蒸气骤冷法

过饱和法改变溶剂/冷却使溶解度降低制备溶胶。S乙醇液+水化学凝聚法

生成不溶性物质的反应，控制结晶过程而得到溶胶。如FeCl3水解反应制Fe(OH)3溶胶;复分解反应制As2S3溶胶；氧化还原反应制备S溶胶;还原反应制Au溶胶;离子反应制AgI,AgCl溶胶。粗分散系统d>1000nm分子分散系统d<1nm胶体系统1<d<1000nm聚集分散810.1.5溶胶的净化在制备溶胶的过程中，常生成一些多余的电解质，如制备Fe(OH)3溶胶时生成HCl。净化的方法

主要有渗析法、电渗析法和超过滤法。渗析法

利用胶体粒子不能透过半透膜(羊皮纸,硝酸或醋酸纤维素等)的特点,使小粒子渗析出去。膜袋内为溶胶,外放纯溶剂。电渗析法

为了加快渗析速度，在装有溶胶的半透膜两侧外加一个电场，使多余的电解质离子向相应的电极作定向移动。超过滤法

用半透膜作过滤膜，利用吸滤或加压的方法使胶粒与含有杂质的介质在压差作用下迅速分离。电渗析和超过滤可合并使用。910.2胶体系统的光学性质10.2.1光散射现象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。光束通过粗分散系统，粒子直径>入射光波长,主要发生反射,系统呈现混浊。光束通过胶体溶液，胶粒直径<可见光波长，主要发生散射，可以看见乳白色的光柱。光束通过小分子溶液，溶液均匀，散射光相互干涉而完全抵消，看不见散射光。胶体系统的光学性质，是其高度的分散性和多相的不均匀性特点的反映。10应用判别是溶胶还是分子溶液。散射光的强度，可用瑞利公式计算。

一束经聚集的光通过溶胶，从与入射光垂直的方向侧面可观察到一个发光的锥体——Tyndall效应，又称乳光效应。10.2.2Tyndall效应1110.2.3瑞利公式1871年，Rayleigh研究了大量的光散射现象，对于粒子半径<47nm的溶胶，导出了散射光的强度I计算公式，称为Rayleigh公式I0,——入射光的强度和波长；l——观察者与散射中心的距离；

n,n0——分散相,分散介质折射率；V——每个粒子的体积；

C——单位体积中的粒子数；

——观察方向与入射光方向间夹角散射光的强度与入射光波长的四次方成反比。入射光波长→短，散射光→强。可见光区的波长较短的紫色和蓝色光，散射作用最强；波长较长的红色光散射最弱，大部分会透过溶胶。可解释当白光照射时，从垂直于入射光方向观察到的散射光呈蓝紫色，而透过光呈橙红色。散射光的强度与粒子体积的平方成正比。小分子溶液粒子太小，散射光很弱，看不见光柱。溶胶粒子大小合适，有明显的光柱产生。粒子>反射为主，散射光很弱。可用丁达尔效应来鉴别溶胶和小分子溶液。分散相与分散介质折射率相差越大，散射光越强。散射光强度与粒子的浓度成正比。测定条件相同，对于同类物质，I2/I1=C2/C1→测定胶体溶液浓度的仪器，称为浊度计。1210.3胶体系统的动力学性质

解释胶粒能扩散、渗透以及因重力作用而不聚沉下来的原因。10.3.1布朗运动1827年植物学家布朗（Brown)用显微镜观察到悬浮在液面上的花粉粒子不断地作不规则的运动——布朗运动。大量观察→结论：粒子越小,布朗运动越激烈。其运动激烈程度不随时间而改变,但随温度的升高而增加。当半径>5m，Brown运动消失。——在时间间隔t内粒子的平均位移，m；——介质的粘度，Pa·s；r——粒子的半径，m；L——阿伏加德罗常数。

爱因斯坦-布朗平均位移公式1310.3.2扩散扩散——粒子从高浓度区向低浓度区迁移的宏观现象。扩散系数D

分散相的粒子为球形时

D——单位浓度梯度下，单位时间通过单位面积的物质的量。m2·s-1

——粒子的平均位移。——分散介质的粘度可计算出胶粒半径。Brown运动产生的本质

分散介质分子以大小不同和方向不同的力对胶体粒子不断撞击而产生的。由于受到的力不平衡，→连续地以不同方向、不同速度作不规则运动。随着粒子增大，撞击的次数增多，而作用力抵消的可能性→大。1410.3.3沉降与沉降平衡C1,C2——在高度h1,h2处粒子的数密度；

M——

摩尔质量；,0——粒子、介质的密度。

平衡时粒子数密度随高度分布的分布定律

沉降——因重力作用，粒子下沉的过程。由于布朗运动和扩散作用，使浓度趋于均一。沉降平衡——粒子受重力作用和扩散作用相近时→。

形成浓度梯度h1h21510.4溶胶系统的电学性质

电动现象——溶胶与电势差有关的相对运动。在外电场作用下，固-液两相可发生相对运动；电泳、电渗。在外力作用下,迫使固-液两相进行相对运动时,产生电势差。流动电势

电动现象表明

溶胶粒子表面带电荷。胶粒带电原因

胶粒表面从溶液中选择性地吸附某种离子而带电。

AgI溶胶AgNO3过量,吸附Ag+,带正电；反之,吸附I-,带负电。胶粒表面分子发生电离而使胶粒带电。蛋白质中的氨基酸分子,在pH较低的溶液中,生成－NH3+离子带正电...双电层——胶粒表面带电荷，分散介质必带电性相反的电荷。在胶粒的界面周围形成了双电层。1610.4.1双电层理论

平板型模型，扩散双电层模型，Stern模型。(1)亥姆霍兹模型

平板型模型固体的表面电荷与溶液中带相反电荷的离子(即反离子)构成平行的两层，如同一个平板电容器。

(2)扩散双电层模型

Gouy和Chapman提出

正、负离子静电吸引和热运动两种效应，使溶液中的反离子只有一部分紧密地排在固体表面附近，相距约1～2个离子厚度，称为紧密层；另一部分反离子按一定的浓度梯度扩散到本体溶液中，构成扩散层。

在电场作用下，带电质点和溶液中的反离子分别向相反方向运动。模型过于简单。17(3)斯特恩双电层模型Stern层

在固体表面吸附的反离子→紧密层，被称为～；Stern平面由反离子电性中心构成的平面。滑动面

由于离子的溶剂化作用,胶粒在移动时,紧密层会结合一定数量的溶剂分子一起移动→滑动的面,

比Stern层略远。Stern电势

从固体表面到Stern平面，电位从0直线下降为

。电势带有溶剂化层的滑动界面与溶液本体之间的电势差。电势大小

∝胶粒带电程度,扩散层厚度。注意

只有在固-液两相发生相对移动时，才能呈显出

电势。→动电电势。滑动面1810.4.2溶胶的电动现象(1)电泳电泳——在外电场作用下，胶体粒子在分散介质中的定向移动。例如红棕色Fe(OH)3溶胶，50V直流电，界面在负极↑，溶胶向负极移动，证明→胶粒带正电荷。电势与电泳速度

关系——电泳速度，m·s-1;——介质粘度，Pa·s;E——电场强度/电位梯度，V·m-1;,0——介质、真空介电常数。0=8.85410-12F·m-1应用

了解溶胶粒子的结构、带电性质。蛋白质分子、核酸分子等大分子的分离。毛细管电泳。19(2)电渗

与电泳现象相反。电渗——在外电场作用下,分散介质通过多孔膜或极细的毛细管(1~10nm)而移动，即固相不动而液相流动的现象。应用

溶胶净化、海水淡化、泥炭和染料的干燥等。(3)流动电势流动电势——在外加压力下，迫使液体流动经过多孔膜而定向流动时，在膜的两边所产生的电势差。电渗作用的反面现象。(4)沉降电势沉降电势——分散相粒子在重力场或离心力场作用下迅速移动时，在移动过程的两边所产生的电势差。电泳作用的反面现象。20四种电现象的相互关系：固相不动，液体移动

电渗外加电场引起相对运动

电泳流动电势液体静止，固体粒子运动沉降电位相对运动产生电位差21[(AgI)m·nI－·(n-x)K+]x-xK+10.4.3溶胶的胶团结构AgI胶团

AgNO3

aq加入过量的KI，形成带负电荷的AgI溶胶，胶粒带负电荷，其胶团结构式

(过量的KI为稳定剂)滑动面胶核胶粒扩散层胶团胶核——由多个分子、原子或离子聚结形成胶粒的中心。胶核因吸附溶液中有相同化学组成的离子而带电荷。胶核胶粒图10.4.1AgI胶团剖面图胶体粒子——在电场作用下,发生运动时总是带着紧密层的反离子，这运动着的独立单位称为～。胶团——胶粒与扩散层中的反离子，形成的一个电中性整体。22

AgI溶胶过量KI为稳定剂，胶粒带负电荷

[(AgI)m·nI-·(n-x)K+]x-xK+

过量AgNO3作稳定剂，胶粒带正电荷

[(AgI)m·nAg+·(n-x)NO3-]x+xNO3-Fe(OH)3溶胶{[Fe(OH)3]m·nFeO+·(n-x)Cl-}x+xCl-SiO2溶胶[(SiO2)m·nSiO32-·2(n-x)H+]2x-2xH+As2S3

溶胶[(As2S3)m·nHS-·(n-x)H+]x-xH+其它几种胶团结构式胶粒的形状

并非都是球形。Fe(OH)3

溶胶是棒状的质点。V2O5

溶胶是带状的质点。聚苯乙烯胶乳是球形质点。2310.5

溶胶的稳定与聚沉10.5.1溶胶的稳定性溶胶是多相分散系统，在热力学上是不稳定系统。但一些溶胶却能稳定存在很长时间。溶胶能稳定存在的主要原因①布朗运动

溶胶的粒子小，布朗运动激烈，在重力场中不易沉降，即具有动力学稳定性。②双电层结构胶团双电层结构使胶粒都带有相同的电荷，胶粒间相互排斥而不易接近，→胶粒不易聚集、沉降(聚沉)。③粒子溶剂化在水溶液中，胶粒、反离子都是水合的粒子，外面有一层水化膜，阻止了胶粒和扩散层中反离子的直接碰撞、接触,也就防止了胶粒间的聚集。24

溶胶的经典稳定理论

DLVO理论杰里亚金(Derjaguin),朗道(Landau),维韦(Verwey)和奥弗比克(Overbeek)分别提出了溶胶稳定性理论,综合一起简称DLVO理论,是目前对胶体稳定性及电解质的影响解释比较完善的理论。要点①胶团之间既存在着斥力势能，也存在着引力势能。②溶胶的相对稳定性或聚沉取决于斥力势能或引力势能的相对大小。>稳定；<聚沉。③斥力势能、引力势能以及总势能都随离子间距离的变化而变化。会出现在某一距离范围内引力势能占优势，而在另一范围内斥力占优势的现象。④理论推导表明加入电解质时,对引力势能影响不大,但对斥力势能的影响却十分明显。∴电解质的加入导致系统的总势能发生很大的变化。适当调整电解质的浓度，可得到相对稳定的溶胶。2510.5.2溶胶的聚沉聚沉——胶粒聚结，颗粒变大，进而沉淀析出的过程。外观表现颜色的变化、出现浑浊、产生沉淀。(1)电解质的聚沉作用溶胶对电解质很敏感，适量电解质起稳定剂的作用。过量使胶粒的电势降低→某一数值，溶胶开始聚沉。电解质对溶胶的聚沉能力用聚沉值表示。聚沉值——使溶胶在一定时间内发生明显聚沉所需电解质的最低浓度。电解质的聚沉值越小，使溶胶聚沉的能力越强。→表12.5.126表10.5.1不同电解质对溶胶的聚沉值/mmol·L-1As2S3

(负溶胶)AgI(负溶胶)Fe(OH)3

(正溶胶)Al2O3

(正溶胶)LiCl

5851LiNO3

165

NaCl

9.25

NaCl

43.5

NaCl

NaNO3

140

KCl

9.0

KCl

46

KCl

49.5

50KNO3

136

KBr

12.5KNO3

60KNO3

RbNO3

126KI16KCNS67CaCl2

0.650.72

0.81Ca(NO3)2

2.40K2SO4

0.205K2SO4

0.30MgCl2

Mg(NO3)2

2.60K2Cr2O7

0.159K2Cr2O7

0.63MgSO4

Pb(NO3)2

2.43MgSO4

0.22K2C2O4

0.69AlCl3

0.093

0.0960.009Al(NO3)3

0.067K3[Fe(CN)6]0.081/2Al2(SO4)3

La(NO3)3

0.069K4[Fe(CN)6]0.05Th(NO3)4

Ce(NO3)3

0.06927②同价反离子

同价反离子的聚沉能力接近，也有差别。

一价阳离子的硝酸盐对负性溶胶的聚沉能力的大小次序

H+＞Cs+＞Rb+＞NH4+＞K+＞Na+＞Li+

不同一价阴离子的钾盐聚沉正溶胶时,聚沉能力的大小次序

F-＞Cl-＞Br-＞NO3-＞I-＞SCN-＞OH-

同价离子聚沉能力的次序称为感胶离子序。(1)电解质的聚沉作用聚沉能力——聚沉值的倒数。电解质聚沉作用的规律

①价数规则电解质的聚沉能力主要决定于与反离子的价数。反离子的价数↑,聚沉能力↑。

聚沉值与反离子价数的六次方成反比——Schulze-Hardy价数规则。

一、二、三价反离子的聚沉值比例大约为1:64:729,即为28(2)高分子化合物的聚沉作用相互聚沉将两种电荷相反的溶胶适量混合,发生聚沉,称为～。相互聚沉作用的条件

两种电荷相反的溶胶的用量应恰使其所带的正电荷量与负电荷量相等,才会完全聚沉,否则可能不完全聚沉,甚至不聚沉。实例明矾净水天然水中常含有SiO2等负溶胶,加入的KAl(SO4)2·12H2O水解后形成Al(OH)3正溶胶,两种电性相反的溶胶互相吸引而聚沉。(3)

溶胶系统的相互作用在溶胶中加入高分子化合物，可能使溶胶稳定，也可能聚沉。作聚沉剂为线形聚合物如聚丙烯酰胺。聚沉作用搭桥作用联结胶粒。脱水效应使胶粒脱水。电中和作用中和表面电荷，离子间斥力↓。2910.6

悬浮液乳状液泡沫气溶胶10.6.1悬浮液悬浮液——不溶性固体粒子分散在液体中所形成的粗分散系统。如白土+水特点

分散相粒子的线度>1000nm,不存在布朗运动,无扩散,易沉降析出；散射光很弱。相界面很大，能选择性地吸附某种离子而带电；某些高分子化合物对悬浮液有保护作用——使悬浮液暂时稳定。悬浮液组成——大小不等的粒子，多级分散。粒度分布——大小不等的粒子在试样中的含量。沉降分析

计算粒子半径rh——粒子沉降高度；t——粒子沉降时间；,0——纯固体、分散介质的密度;——分散介质的粘度。3010.6.2乳状液tP沉降曲线,多级分布乳状液——由两种不互溶或部分互溶的液体所形成的粗分散系统。外观上常呈乳状,即呈不透明或半透明的乳白色。如牛奶,含水石油,乳化农药。相的表示

W——水相；O——有机物质相。类型水包油型——油分散在水中，O/W型;如牛奶。油包水型——水分散在油中，W/O型；如含水石油。内相——乳状液中的分散相；外相——乳状液中的分散介质。若某相体积分数>74%,该相→外相。乳化作用——能使乳状液比较稳定存在的作用。乳化剂——使乳状液稳定存在的物质。乳化剂的分类表面活性剂(如肥皂),天然产物(如明胶、羊毛脂),大分子类(如动物胶、聚乙烯醇)和固体粉末(如炭黑、粘土、Al2O3)。31(1)乳状液类型的鉴别方法①染色法在乳状液中加少量的油溶性染料如苏丹红Ⅲ等，若整个乳状液都染上了颜色→油是外相→W/O型；若只有星星点点的液珠带颜色→油是内相→O/W型。也可用水溶性染料如亚甲基蓝、荧光红等进行试验。②稀释法乳状液能被外相液体(分散介质)稀释而不易被内相稀释。能被水稀释→

O/W型；若在乳状液中加入水后不易分散→

W/O型。如O/W型的牛奶可用水稀释而不能用植物油稀释。③电导法油类导电性差，水溶液有较好的导电能力→O/W型乳状液的导电能力比W/O型乳状液大得多。(2)乳状液稳定的主要原因①降低了油-水的界面张力加乳化剂，如表面活性剂的HLB值2～6亲油性→

W/O型乳状液;HLB值12～18亲水性→

O/W型乳状液，界面张力↓。②乳化剂在分散相液滴的周围形成坚固的保护膜。③形成双电层，产生电互斥力。32(3)去乳化

破乳去乳化作用——破坏乳状液的过程。过程

两步：微小液滴絮凝成团→凝聚过程；分散相结合成更大的液滴→分层。原理消除或削弱乳化剂的保护。去乳化方法

顶替法加不能生成牢固保护膜的表面活性剂置换原来的乳化剂,如异戊醇。

化学法加与乳化剂发生化学反应的物质，破坏乳化剂。油酸钠+无机酸。

加相反类型的乳化剂如W/O型乳状液+O/W型乳化剂。

物理方法主要包括离心、过滤、加热、电沉降、超声波处理等方法。3310.6.3泡沫

泡沫

不溶性气体分散在液体介质或固体介质中所形成的分散系统。

液体泡沫：肥皂、啤酒泡沫；固体泡沫：泡沫塑料、泡沫橡胶...

起泡剂

对泡沫起稳定作用的物质。常用表面活性剂，还有蛋白质、明胶、聚乙烯醇、甲基纤维素、皂素等。应用

泡沫浮选，泡沫灭火剂，泡沫杀虫剂，泡沫除尘...泡沫的破坏消泡

分物理方法化学方法

物理方法

搅动、加热和冷却的交替、加压与减压、过滤、离心或超声波处理等方法进行消泡。

化学方法

两方面：抑泡

(防止泡沫形成)和破泡

(消除已生成的泡沫)。常用加入泡沫抑制剂和消泡剂。消泡应用发酵，精馏，造纸，印染，污水处理过程...3410.6.4气溶胶气溶胶——液体或固体分散在气体介质中所形成的分散系统。云,雾；烟,尘。云、烟分散度较高,0.01～1m;雾、尘分散度较低,>1m。气溶胶的作用水的蒸发与凝结。植物授粉。微生物传染扩散。有害粉尘:由矿石开采，机械加工产生。应用

液体燃料→雾状，固体燃料→粉尘。军事中烟、雾。环境治理…(1)粉尘的分类

按粉尘在空气中沉降性质分尘埃

颗粒较大，直径10～100m，在静止的空气中呈加速沉降的尘粒。尘雾

直径0.25～10m，在静止的空气中呈等速沉降的尘粒。尘云颗粒甚小，直径<0.1m，静止的空气中不能自动地下沉,无规则布朗运动的浮尘。35(2)粉尘的性质①粉尘的润湿性

被水润湿。颗粒→小,吸附能力→强,吸附空气中粒子在其表面形成的气膜→牢固,影响水对其润湿性。②粉尘的沉降速度

在静止的空气中呈等速沉降的尘粒,可用斯托克斯方程计算沉降速度

,0

——粉尘、空气的密度；r——球形粒子半径；——静止空气的粘度。直径>10m的可见尘粒，在静止的空气中可很快沉降下来；直径<1m的尘粒将长期飘浮与空气中，难沉降到地面。起因

产生过程中，由于摩擦、撞击、放射线照射、高压电场的影响而带电。带异性电荷的粉尘间,易吸引聚结变大→沉降，除尘。带同性电荷的粉尘不利沉降。荷电量

温度↑、湿度↓，荷电量↑。③粉尘的荷电性36④粉尘的爆炸性粉尘爆炸——高度分散的多相系统，有巨大的表面积和表面自由能;可燃性粉尘在适当条件下，会燃烧爆炸。爆炸限引起爆炸的最高浓度——爆炸上限；最低浓度——爆炸下限。

粉尘浓度≥爆炸下限，遇明火立即爆炸。下限→低，能引起爆炸的温度→低，其危险性→大。名称爆炸下限B/g·m-3名称爆炸下限B/g·m-3名称爆炸下限B/g·m-3铝粉末58.0松香5.0棉花25.2煤末50染料270.0I级硬橡7.6沥青15.0萘2.5面粉30.2虫胶15.0硫矿粉13.9奶粉7.6木屑65.0页岩粉58.0茶叶粉末32.6樟脑10.1泥炭粉10.1烟草粉末68.0表10.6.1一些粉尘的爆炸下限37(3)

气体除尘有毒的粉尘污染环境，危害人类，影响生产。除尘破坏气溶胶；回收有用物质。静电除尘器含尘气体流经高压静电场，气体电离，尘粒带负电，放电沉积。⑤气溶胶的光化学性质符合瑞利公式，散射光强度∝1/4

。透过气溶胶的透射光呈橙红色，侧面的散射光呈淡蓝色。光化学烟雾…3810.7高分子化合物溶液的渗透压和粘度高分子化合物——

M>1104的大分子化合物。高分子溶液在溶剂中自动分散得到。分散质与分散介质间无相界面，均匀分布的真溶液，热力学稳定系统。分子大小在胶体范围内，有胶体的某些特性。

→表12.7.1大分子溶液、溶胶、小分子溶液性质比较39表10.7.1

大分子溶液、溶胶、小分子溶液性质比较溶胶大分子溶液小分子溶液

分散相粒径1～1000nm

溶质分子尺寸为1～1000nm

溶质分子尺寸<1nm

通常粒子质量不均一，为多分散系统

通常相对分子质量不均一，为多分散系统

相对分子质量单一，为单分散系统

扩散比较缓慢

扩散比较缓慢

扩散快

不能透过半透膜

不能透过半透膜

能透过半透膜

制备过程吉布斯自由能升高,非自发

制备过程吉布斯自由能降低,自发过程

制备过程吉布斯自由能降低,自发过程

热力学不稳定系统

热力学稳定系统

热力学稳定系统

多相系统,分散质为多个小分子或原子的聚集体

均相系统,分散质为单个大分子/数个大分子组成的束状物

均相系统，分散质为单个的小分子

非平衡系统

平衡系统

平衡系统

丁达尔效应强

丁达尔效应较弱

丁达尔效应弱

粘度较小

粘度大

粘度小

对外加电解质敏感

对外加电解质不很敏感

对外加电解质不敏感4010.7.1高分子溶液的渗透压

不电离高分子稀溶液

=cBRT

同理想稀溶液的

=RTB/M

B——溶质的质量浓度

/M≠常数时

/B=RT(1/M+A2B)A2——维里系数。用于测高分子摩尔质量。

由于大分子物质的浓度不能配得很高,否则易发生凝聚，→产生的渗透压很小,用这种方法测定大分子的摩尔质量误差很大。4110.7.2

唐南平衡

Donnan高分子化合物为电解质,如蛋白质NazP

NazP

zNa++Pz-

Pz+不能透过半透膜。将NazP

aq与纯水用半透膜隔开Na+

zc

Na+

c'

Pz-cCl-c'Na+

zc+x

Na+

c'-x

Cl-xCl-

c'-x

Pz-cNazP产生z+1个离子，此溶液的

——能电离的高分子溶液的=(z+1)cRT

但z的数值不确定，无法正确地计算大分子的摩尔质量。半透膜另一侧是电解质aq,如NaCl

aq,Na+,Cl-透过半透膜,变化,平衡时唐南平衡

由于蛋白质NazP一类的大分子或大离子不能透过半透膜,而溶剂分子、普通的小分子能自由透过半透膜。当有蛋白质一类的大分子电解质存在时，为了保持电中性，半透膜两边达到平衡时，膜两边电解质浓度并不相等，这种平衡称为～。

结果有相同数量的Na+

和Cl-扩散到了左边。虽然膜两边NaCl的浓度不等，但达到膜平衡时NaCl在两边的化学势应该相等，即42

外加电解质时的大分子溶液的

m(NaCl,左)=m(NaC