第1章分散系統(tǒng)

無機及分析化學理學院化學教研室第一章分散系統(tǒng)1分散系統(tǒng)的概念將一種或幾種物質分散到另一種物質中所形成的系統(tǒng)第一節(jié)

分散系統(tǒng)及其分類云：水分散在空氣中另一種物質稱為分散介質牛奶：乳脂分散在水中珍珠：水分散在蛋白質中被分散的物質稱為分散相2分散系統(tǒng)分類分散系統(tǒng)通常有三種分類方法。分子分散系統(tǒng)1.按分散相粒子的大小分2.按分散介質的物態(tài)分氣溶膠3.按膠體分散系統(tǒng)的性質分憎液溶膠膠體分散系統(tǒng)粗分散系統(tǒng)液溶膠固溶膠親液溶膠締合溶膠｛｛｛按分散質粒子的大小分類(1)分子分散系統(tǒng)

分散相與分散介質以分子或離子形式彼此混溶，沒有界面，是均勻的單相，分子半徑大小在10-9m以下。通常把這種系統(tǒng)稱為真溶液。（2）膠體分散系統(tǒng)

分散相粒子的半徑在1~100nm的系統(tǒng)。目測是均勻的，但實際是多相不均勻系統(tǒng)。（3）粗分散系統(tǒng)

當分散相粒子大于1000nm，目測是混濁不均勻系統(tǒng)，放置后會沉淀或分層，如黃河水。按分散介質的物態(tài)分類（1）液溶膠

將液體作為分散介質所形成的溶膠。當分散相為不同狀態(tài)時，則形成不同的液溶膠C.液-固溶膠如油漆，AgI溶膠等.液-液溶膠如牛奶，石油原油等A.液-氣溶膠如泡沫（2）固溶膠

將固體作為分散介質所形成的溶膠。當分散相為不同狀態(tài)時，則形成不同的固溶膠C.固-固溶膠有色玻璃，不完全互溶的合金.固-液溶膠珍珠，某些寶石A.固-氣溶膠泡沫塑料，沸石分子篩（3）氣溶膠

將氣體作為分散介質所形成的溶膠。當分散相為固體或液體時，形成氣-固或氣-液溶膠B.氣-固溶膠如青煙，含細塵的空氣A.氣-液溶膠如霧，某些云

沒有氣-氣溶膠，因為不同的氣體混合后是單相均一系統(tǒng)，不屬于膠體范圍。相（phase）：

體系內部物理和化學性質完全均勻的部分稱為相。

相與相之間在指定條件下有明顯的界面，體系中相的總數(shù)稱為相數(shù)，用F

表示。氣體：不論有多少種氣體混合，只有一個氣相。液體：按其互溶程度可以組成一相、兩相或三相共存。固體：一般有一種固體便有一個相。兩種固體粉末無論混合得 多么均勻，仍是兩個相（固體溶液除外，它是單相）。補充1溶液概念溶液:即分子分散系統(tǒng)，物質以分子、離子或原子狀態(tài)分散于另一種物質中所構成的均勻而穩(wěn)定的分散系統(tǒng)。溶液：是高度分散的分子分散系統(tǒng)。固體溶液（固溶體、合金）氣態(tài)溶液（空氣）液態(tài)溶液（重點討論）第二節(jié)溶液2溶液的濃度(1)

物質的量濃度

（單位體積溶液中所含溶質B的物質的量）

c(B)==單位：mol·L-1

例

計算98%濃硫酸（M=98.07）（d=1.84g·mL-1

）的c?

解：c==18.4mol·L-1

(2)質量摩爾濃度（溶質B的物質的量與溶劑A質量的比值）

單位：mol·kg-1

例題：在50.0g水中溶有2.00g甲醇(CH30H)，求甲醇的質量摩爾濃度。b(CH3OH)==

(3)物質的量分數(shù)（溶液中某種組分B物質的量與溶液總物質的量n之比）

x(A)=x(B)=

思考題：在100g水溶液中溶有10.0gNaCl，求水和NaCl的物質的量分數(shù)？雙組分溶液x(A)

+x(B)=1

(4)質量分數(shù)質量百分濃度（每100份質量的溶液中所含溶質的質量分數(shù)）

(B)

=m(B)/m液100%b.百萬分數(shù)濃度（ppm)：用10-6表示（每100萬份質量的溶液中溶質所占的質量分數(shù)）

1ppm=1mg/kg或1ppm=1ug/mlc.十億分數(shù)濃度（ppb),用10-9表示（每10億份質量溶液中溶質所占的質量分數(shù)）

1ppb=1ug/kg或1ppb=1ug/l

(5)幾種溶液濃度之間的關系①物質的量濃度與質量分數(shù)②物質的量濃度與質量摩爾濃度如果已知溶液的相對密度和溶液的質量m，則有

若該系統(tǒng)是一個二組分系統(tǒng)，且B組分的含量較少，則m近似等于溶劑的質量m(A)，則若該溶液是稀的水溶液，則在數(shù)值上有c(B)≈b(B)。

什么是“稀溶液的依數(shù)性”？與溶液有關的性質分為兩類：溶液的顏色、比重、導電性等性質，與溶質的本性有關；溶液的蒸氣壓、沸點、凝固點等性質，與溶質的本性無關。難揮發(fā)、非電解質稀溶液的蒸氣壓下降、沸點上升、凝固點下降和滲透壓，只與溶液的濃度（即溶質粒子數(shù)目）有關，而與溶質的本性（即粒子的性質、大?。o關，這些性質叫做稀溶液的依數(shù)性。第三節(jié)

稀溶液的依數(shù)性飽和蒸氣壓：在一定的溫度下，當蒸發(fā)的速度等于凝聚的速度，液態(tài)水與它的蒸氣處于動態(tài)平衡，這時的蒸氣壓稱為水在此溫度下的飽和蒸氣壓，簡稱蒸氣壓。用符號P表示。純水的蒸氣壓示意圖初始：υ蒸發(fā)

>υ凝聚平衡：υ蒸發(fā)

=υ凝聚1稀溶液蒸汽壓下降什么是蒸發(fā)？什么是凝聚？實驗：在純溶劑中加入任何一種難揮發(fā)的物質時，溶液的蒸氣壓便下降，在同一溫度下，純溶劑蒸氣壓與溶液蒸氣壓之差，稱為溶液的蒸氣壓下降值（P）。

純溶劑溶液稀溶液蒸汽壓下降Why?

解釋：

同一溫度下，由于溶質的加入，使溶液中單位體積溶劑蒸發(fā)的分子數(shù)目降低，逸出液面的溶劑分子數(shù)目相應減小,因此在較低的蒸氣壓下建立平衡，即溶液的蒸氣壓比純溶劑的蒸氣壓低。即P<P0糖水的蒸氣壓低于純水的蒸氣壓空氣中只有水分子能通過放置一段時間后！？

一定溫度下，難揮發(fā)性的非電解質稀溶液的蒸氣壓等于純溶劑的飽和蒸氣壓與溶液中溶劑A的物質的量分數(shù)的乘積，而與溶質本性無關。即

1887年法國化學家RaoultF.M.根據(jù)大量實驗結果，對于難揮發(fā)性的非電解質稀溶液，得出如下規(guī)律：式中，P為溶液的蒸汽壓，P0

為純溶劑的蒸汽壓，

x(A)為溶液中溶劑的物質的量分數(shù)。P=P0x(A)拉烏爾定律(三種表示）

對于只有一種溶質的稀溶液，設xB為溶質的物質的量分數(shù)，則

x(A)

＋x(B)

=1，上式可寫作P=P0

[1-x(B)

]P=P0-P0x(B)

P0-P=P0x(B)

P0

>PP0－P=△P=P0x(B)△P

表示溶液的蒸汽壓下降值。即在一定溫度下，難揮發(fā)非電解質稀溶液的蒸氣壓下降值與溶質的物質的量分數(shù)即溶質的粒子數(shù)成正比，而與溶質的本性無關。

ΔP=K

b(B)當溶液很稀時，在一定溫度下，難揮發(fā)非電解質稀溶液的蒸氣壓下降值近似地與溶質B的質量摩爾濃度成正比，而與溶質的本性無關。即例已知20℃時水的飽和蒸氣壓為2.33kPa。將17.1g蔗糖（C12H22O11）與3.00g尿素[CO(NH2)2]分別溶于100g

水。計算形成溶液的蒸氣壓。兩種溶質的摩爾質量分別是M1=342g·mol-1和M2=60.0gmol–1。

解：兩種溶液的蒸氣壓均為：

所以：只要溶液的質量摩爾濃度相同，其蒸氣壓也相同。沸點：液體上方蒸汽壓等于外界壓力時的溫度叫液體的沸點。液體的正常沸點：外壓為101.3KPa時的沸點。2稀溶液沸點升高

當溶液的蒸氣壓下降，要使其沸騰，即蒸氣壓達到外界壓力，就必須使其溫度繼續(xù)升高Δtb

，達到新的沸點，才能沸騰。即難揮發(fā)非電解質稀溶液的沸點總是高于純溶劑的沸點，

這一現(xiàn)象叫稀溶液的沸點升高。溶液越濃，其P

越大，tb

越大，即tb

P，而ΔP∝b（拉烏爾定律表示形式Ⅲ）

∴Δtb∝b(B)

即

Δtb=Kb

b（B）即難揮發(fā)非電解質稀溶液的沸點升高值△tb與溶質的質量摩爾濃度b（B）成正比，而與溶質的本性無關。式中Kb是溶劑的沸點升高常數(shù)，它只與溶劑的性質有關，而與溶質無關。不同的溶劑有不同的Kb值。Kb值可以理論推算,也可以實驗測定，其單位是：℃﹒kg﹒mol-1或K﹒kg﹒mol-1。

難揮發(fā)性非電解質稀溶液的沸點升高的原因是溶液的蒸汽壓低于純溶劑的蒸汽壓。

例

已知純苯的沸點是80.2℃，取2.67g萘（C10H8）溶于100g苯中，測得該溶液的沸點為80.731℃，試求苯的沸點升高常數(shù)。解：

凝固點：一定的壓力下（常指101.325KPa），溶液的蒸氣壓與固態(tài)純溶劑的蒸氣壓相等且兩相共存時的溫度。

即Δtf=Kfb(B)

Kf：摩爾凝固點下降常數(shù)，單位：K·kg·mol-1

3稀溶液凝固點下降

和沸點升高一樣，對于難揮發(fā)性的非電解質溶液，凝固點降低亦正比于溶液的質量摩爾濃度，而與溶質的本性無關。溶液的凝固點下降的原因也是溶液的蒸氣壓下降。

例冬天，在汽車散熱器的水中注入一定量的乙二醇可防止水的凍結。如在200g的水中注入6.50g的乙二醇，求這種溶液的凝固點。解：Δtf=Kfb（B）（℃）即此溶液的凝固點為-0.98℃擴散和滲透現(xiàn)象1）擴散：指物質分子從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域轉移直到均勻分布的現(xiàn)象

不同濃度氣體，溶液等均可發(fā)生擴散現(xiàn)象。2）滲透：若在兩種不同濃度的溶液之間，加上一種薄膜（半透膜）這種通過半透膜進行的擴散稱滲透現(xiàn)象。

可作為半透膜的物質：細胞膜、腸衣、人工制備的火棉膠膜、玻璃紙、蘿卜皮等。4稀溶液滲透壓可以允許小分子自由通過而不允許大分子通過的薄膜。

滲透作用產生的條件：

①半透膜存在；

②膜兩側溶液的濃度不相等。

等滲溶液：膜內外溶液濃度相等時，滲透作用便不會產生，這種滲透壓相同的溶液稱為等滲溶液。滲透壓：將純溶劑與溶液以半透膜隔開時，為維持滲透平衡所需加給溶液的額外壓力。符號:π

單位：常用Pa或kPa滲透壓

滲透壓定律

1885年，van’tHoff

認為稀溶液的滲透壓定律與理想氣體定律相似，表述為：即在一定溫度下，難揮發(fā)非電解質稀溶液的滲透壓與溶質的質量摩爾濃度成正比,而與溶質的本性無關。

滲透現(xiàn)象在動植物的生命過程中有著重要的作用，如：

⊙醫(yī)學上輸液必需輸?shù)葷B溶液。

⊙動物體內水份的輸送。

⊙植物從土壤中吸收水份和營養(yǎng)?！亚笏闳苜|的分子量。（透析;洗腎)

反滲透：在濃溶液一側增加較大的壓力可使溶劑進入稀溶液（或溶劑）。依此可實現(xiàn)溶液的濃縮和海水的淡化。

海水淡水pP>反滲透法海水淡化半透膜

例

測得人體血液的冰點降低值Tf=0.56，求在體溫37℃時的滲透壓。解：

例

20℃時，將1.00g血紅素溶于水中，配制成100mL溶液，測得其滲透壓為0.366kPa。(1)求血紅素的摩爾質量；(2)計算說明能否用其它依數(shù)性測定血紅素的摩爾質量。

解：（1）(2)若利用沸點升高和凝固點降低來測定血紅素的摩爾質量

b≈c=1.50×10－4mol·kg-1△tb

=Kb

b=0.512×1.50×10－4

=7.68×105℃△tf

=Kf·b=1.86×1.50×10－4

=2.79×10－4℃說明什么?

比較以上計算結果，△tb、△tf的值都相當小，很難測準，只有滲透壓的數(shù)據(jù)相對較大，容易測準。所以當被測化合物的相對分子質量較大時，采用滲透壓法準確度最高。

小結性質定義關系式蒸氣壓下降Δp=po-pΔp=pox（A）

=K

b(B）沸點升高Δtb=tb-tboΔtb=Kbb(B)凝固點降低Δtf=tfo-tfΔtf=Kfb(B)滲透壓力Π=c(B)RT電解質溶液也有蒸氣壓下降、沸點上升、凝固點下降和滲透壓等現(xiàn)象嗎？

有，但稀溶液定律所表達的這些依數(shù)性的定量關系不適合于電解質。注意

對于濃度不太大的溶液，定性分析依數(shù)性時：▲同類物質的濃度越大，影響越大。▲同一濃度的不同物質，強電解質影響最大，弱電解質次之，非電解質最弱。

練習按蒸氣壓大小的排序排列：1

mol·kg-1

H2SO41

mol·kg-1

NaCl0.1

mol·kg-1

NaCl0.1

mol·kg-1HAc1

mol·kg-1

C6H12O60.1

mol·kg-1C6H12O61

mol·kg-1

H2SO41

mol·kg-1

NaCl1

mol·kg-1

C6H12O60.1

mol·kg-1

NaCl

0.1

mol·kg-1HAc0.1

mol·kg-1C6H12O6＜＜＜＜＜

練習在純水、以及濃度均為0.1mol·kg-1的KCl、K2SO4、蔗糖（C12H22O11）、NaAc溶液中，沸點最高的是？沸點最低的是？凝固點最高的是？凝固點最低的是？K2SO4溶液

純水

純水K2SO4溶液5稀溶液依數(shù)性的應用（1）測定摩爾質量。（2）利用凝固點下降來制作防凍液和制冷劑。（3）解釋植物的抗寒抗旱功能。（4）檢驗化合物的純度。（5）動植物生理及醫(yī)學方面的應用。

第四節(jié)

電解質溶液

1

電解質溶液依數(shù)性的偏差

鹽b/mol·kg-1Tf/K（計算值）Tf/K（實驗值）

KCl0.100.1860.3491.86KNO3

0.200.3720.6641.78MgCl20.100.1860.5192.79Ca(NO3)20.100.1860.4612.48

1887年，Arrhenius

提出電離理論：●電解質在水溶液中是電離的，離解成陰、陽兩種離子。

●電離“似乎”又是不完全的，即電離度小于100%。

然而，我們知道，強電解質離子晶體，在水中應是完全電離的，那么，這一矛盾又如何解釋呢？

2

強電解質溶液理論

1923年，Debye和Hückle

提出了強電解質溶液理論，初步解釋了前面提到的矛盾。

強電解質在水溶液中是完全電離的，但離子并不是自由的，存在著“離子氛”。

3活度和活度系數(shù)

活度或有效濃度：指電解質溶液中離子實際發(fā)揮的濃度。

a=rca—活度，c

—濃度，

r—活度系數(shù)，反映了電解質溶液中離子相互牽制作用的大小。

4離子強度（I）

用I

—

離子強度表示離子與“離子氛”之間的強弱，Zi表示溶液中i種離子的電荷數(shù)，ci表示i種離子的摩爾濃度，則：25℃的水溶液中，當I<<1時，活度系數(shù)與離子強度的近似式:

膠體：是一種物質以一定的分散程度存在

的狀態(tài)。膠體溶液（溶膠）是由小分子、原子或離子聚集成較大顆粒而形成的多相體系。高分子溶液:是由一些高分子化合物所組成的溶液。膠體分散系第五節(jié)

膠體溶液分子或離子分散系（粒子直徑小于1nm）膠體分散系（粒子直徑在1-100nm之間）粗分散系（粒子直徑大于100nm）低分子溶液（分散質是小分子）高分子溶液(分散質是大分子)膠體溶液(分散質是分子的小集合體)濁液（分散質是分子的大集合體）最穩(wěn)定很穩(wěn)定穩(wěn)定不穩(wěn)定電子顯微鏡不可見超顯微鏡可觀察其存在一般顯微鏡可見能透過半透膜能透過濾紙,不能透過半透膜不能透過濾紙單相體系多相體系

1

分散度與比表面

分散度：即物質的分散程度，分散質粒子越小，分散程度越大。

比表面：單位體積物質的表面積，用符號S。表示。

S（總表面積）

S。=———————

V（總體積）2

表面能

液體或固體表面粒子比內部粒子能量高，多出的這部分能量稱為體系的表面能。

1g水滴分散成直徑2nm的小水滴，總面積為原來的625萬倍，增加的能量可將這1g水的溫度升高50℃。

同一體系，其分散度越大，其表面能越大。

膠體是一種高度分散的多相體系，具有很大的比表面，因此表面能很大。能量越高，體系越不穩(wěn)定，因此，表現(xiàn)出一系列特殊的表面現(xiàn)象：如水滴會自動呈球形；放置較長時間，溶液中的晶粒會慢慢長大；液體對固體的潤濕及固體表面的吸附。

均使界面能量降低。

3吸附作用

一種物質自動聚集到另一種物質表面上的過程稱為吸附。能夠將其他物質聚集到自己表面上的物質稱吸附劑，被聚集的物質稱為吸附質。（1）

分子吸附固體吸附劑在非電解質或弱電解質溶液中將吸附質以分子的形式吸附到其表面，稱為分子吸附。

吸附的基本規(guī)律是：相似相吸，即極性吸附劑容易吸附極性溶質或溶劑；非極性的吸附劑容易吸附非極性的溶質或溶劑。（2)離子吸附

固體吸附劑在強電解質溶液中對溶質離子的吸附稱為離子吸附。離子吸附又分為離子選擇吸附和離子交換吸附。①離子選擇吸附固體吸附劑從電解質溶液中優(yōu)先選擇吸附與自身組成相關或性質相似的離子，稱為離子選擇吸附。

一般可以認為：固體吸附劑常常是優(yōu)先吸附固體晶格上的同名離子或化學成分相近，結晶結構相似的物質的離子。制備As2S3溶膠

2H3AsO3+3H2S=As2S3+6H2O

由于H2S發(fā)生電離：Ｈ２Ｓ

＝Ｈ＋＋ＨＳ－

As2S3選擇吸附HS-而帶負電荷。

②離子交換吸附：當固體從溶液中吸附某種離子后，同時它本身又向溶液排放出等電量的同種電荷離子，這種過程稱為離子交換吸附。

如：去離子水的制備（陰、陽離子交換樹脂）2H++2OH-

＝H2OR－SO3H+M+=R－SO3M+H+R－N(CH3)3OH+X－=R－N(CH3)3X+OH－

濃度大的離子可以交換濃度小的離子；當濃度一定時，離子的交換能力與離子帶的電荷數(shù)和它的離子半徑大小有關。

▲

離子帶的電荷數(shù)越多，交換能力越強；

▲

同價離子中，離子半徑越大，離子交換能力越強。所以：▲

Al3+>Ca2+>Cs+>Rb+>K+>Na+>Li+▲

I->Br-

>Cl-4

溶膠的性質（1）光學性質（丁達爾效應）

1869年，英國物理學家Tyndall發(fā)現(xiàn)：在暗室中讓一束聚光通過溶膠，在與光束垂直的方向上可以看到一個圓錐形光柱，這種現(xiàn)象就稱為Tyndall現(xiàn)象。

當入射光波長<粒子直徑d時，發(fā)生光反射。觀察不到上述現(xiàn)象。

當入射光波長

>粒子直徑d時，發(fā)生光散射，每個粒子成為一個小光源?？梢姽獠ㄩL=400-760nm，膠體粒子直徑d=1-100nm，會發(fā)生散射，可觀察到上現(xiàn)象。Tyndall現(xiàn)象產生原因：

在真溶液中，溶質顆粒太?。?lt;10-9m）,光的散射極弱，看不到丁達爾效應。陽光從狹縫射進室內形成光柱也是丁達爾效應。

（2）動力學性質

①布朗運動

在超顯微鏡下觀察膠體溶液，可以看到膠體粒子的發(fā)光點在介質中間不停地作不規(guī)則的運動，稱布朗運動。布朗運動產生的原因：

分散質粒子本身處于不斷的熱運動中。分散劑分子對分散質粒子的不斷撞擊。

液體分子對溶膠粒子的撞擊

粗分散系布朗運動是溶膠動力穩(wěn)定性的一個原因，由于布朗運動的存在，膠粒從周圍分子不斷獲得動能，從而抗衡重力作用而不發(fā)生聚沉，使溶膠具有一定的穩(wěn)定性。②擴散

擴散現(xiàn)象是微粒的熱運動（或布朗運動）在有濃度差時發(fā)生的物質遷移現(xiàn)象。

質點愈大，熱運動速度愈小，擴散速度也愈小。③沉降和沉降平衡懸浮在流體（氣體或液體）中的固體顆粒下降而與流體分離的過程稱為沉降。當沉降速度與擴散速度相等時，系統(tǒng)就達到了平衡狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為沉降平衡。(3)溶膠的

電學性質——電泳和電滲電泳管中:

Fe(OH)3溶膠向負極移動，說明Fe(OH)3溶膠中分散質粒子帶正電荷。電泳：在電場中，分散質粒子作定向移動，稱為電泳。

膠體微粒的移動，說明膠粒是帶電的，且有正負之分。由于膠體溶液是電中性的，所以，膠粒帶正電荷（或負電荷），則分散介質必帶負電荷（或正電荷）。電泳是介質不動，膠粒運動。生產和科研中的某些應用

▲根據(jù)不同蛋白質分子、核酸分子電泳速度的不同對它們進行分離，已成為生物化學中的一項重要實驗技術?！秒娪镜姆椒ㄊ瓜鹉z的乳狀液凝結而濃縮。電滲：膠粒設法固定不動，分散劑在電場中作定向移動的現(xiàn)象稱為電滲。電滲是介質移動，而膠粒不動！溶膠的電泳和電滲統(tǒng)稱為電動現(xiàn)象。電泳和電滲現(xiàn)象是膠粒帶電的最好證明。膠粒帶電是溶膠能保持長期穩(wěn)定的重要因素之一。5膠體粒子帶電的主要原因

①吸附作用帶電

固體吸附劑常常是優(yōu)先選擇吸附固體晶格上的同名離子或化學成分相近、結晶結構相似的物質的離子。

例如

膠粒：膠核從周圍介質中選擇性的吸附某種離子（電勢離子），或者通過表面分子的電離而使之成為帶電體，帶電的膠核與介質中的反號離子存在靜電引力作用，使一部分反號離子緊靠在膠核表面形成吸附層；從而形成了帶與電勢離子相同電荷的膠粒。②解離作用帶電溶膠粒子通過表面分子的解離而帶電的現(xiàn)象稱為解離帶電。如H2SiO3=H++HSiO3-H+進入分散介質成為反離子，而在溶膠粒子表面留下，使溶膠粒子表面帶負電。

以AgI為例：

AgNO3+KI=AgI+KNO3

當AgNO3

過量時，分散質帶正電荷，膠團結構如下：[（AgI)m?nAg+?(n-x)NO3-]x+?xNO3-

膠核電位離子反離子反離子吸附層擴散層

膠粒膠團

6膠團結構

膠核：一定量的難溶物分子聚結形成膠粒的中心，常具有晶體結構，是膠團的核心部分。

膠粒：膠核從周圍介質中選擇性的吸附某種離子（電勢離子），或者通過表面分子的電離而使之成為帶電體，帶電的膠核與介質中的反號離子存在靜電引力作用，使一部分反號離子緊靠在膠核表面形成吸附層；從而形成了帶與電勢離子相同電荷的膠粒。

膠團：另一部分反號離子則呈擴散狀態(tài)分布在介質中，即為擴散層。膠粒和擴散層結合一起形成電中性的膠團。當KI過量時，膠粒帶負電荷，膠團結構如下：

[(AgI)m?nI-

?(n-x)K+]x-?xK+思考：如果KCl過量，制備AgCl溶膠，其膠團結構又如何？如果是AgNO3過量，其膠團結構又如何？注意

制備溶膠的條件不同，可使膠體粒子帶不同的電荷。

如制備AgCl溶膠：

AgNO3+KCl=AgCl+KNO3

溶液中存在的Ag+和Cl-都是膠體的組成離子，它們都有可能被吸附。

若是等物質的量進行反應，則不能形成溶膠。FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+[Fe(OH)3]m{[Fe(OH)3]m?nFeO+?(n-x)Cl-}x+?xCl-Fe(OH)3溶膠：As2S3溶膠：[（As2S3

）m?nHS-?(n-x)H+]x-?xH+

硅酸溶膠：

[（SiO2)m?nHSiO3-?(n-x)H+]x-?xH+膠粒帶電，膠團不帶電（電中性）7溶膠的穩(wěn)定性和聚沉

（1）溶膠的穩(wěn)定性

①動力學穩(wěn)定性：布朗運動產生的擴散作用，克服重力場的影響而不下沉。

②膠粒帶電：膠粒表面同種電荷相斥，阻止顆粒相互碰撞聚結成大顆粒。

③溶劑化作用：膠粒中的吸附離子和反離子都是水化離子，膠粒周圍形成了一層牢固的水化薄膜，具一定的彈性，阻止膠粒相互接觸，增強了穩(wěn)定性。

膠粒表面積大，表面能大，體系可自動聚集降低表面能，溶膠是熱力學的不穩(wěn)定體系。溶膠的不穩(wěn)定性:

（2）溶膠的聚沉溶膠的穩(wěn)定性是相對的、暫時的、有條件的，一旦穩(wěn)定條件被破壞，溶膠中的分散相粒子就會相互聚結變大而發(fā)生沉淀，這種現(xiàn)象稱為溶膠的聚沉。溶膠的聚沉是不可逆的。

原因

▲增加分散介質中的反電荷離子濃度，擴散層中一些反離子被擠入吸附層內，中和了膠粒的部分電荷，膠粒間排斥力變小，當膠粒碰撞時易合并成大顆粒而下沉。

▲

電解質離子的水化作用，奪取了膠粒水化膜的水分子，使膠粒水化膜變薄，有利于聚沉。

促使溶膠聚沉的方法有：

①加入電解質；（研究最多應用最廣）

聚沉值：一定量的溶膠在一定時間內明顯聚沉所需電解質的最低濃度（mmol·L-1

）（用于比較各種電解質的聚沉能力）。聚沉值越小，聚沉能力越大。

反離子的價數(shù)越高，聚沉能力越強。

通常:一價反離子聚沉值：25~150

二價反離子聚沉值：0.5~2

三價反離子聚沉值：0.01~0.1叔采-哈迪規(guī)則

例

將12mL0.10mol·L－1KI溶液和100mL0.005mol·L－1的AgNO3溶液混合以制備AgI溶膠，寫出膠團結構式，問MgCl2與K3[Fe(CN)6]這兩種電解質對該溶膠的聚沉值哪個大？

解：∵n(KI)=12×10-3×0.10=1.2×10-3mol

n(AgNO3)=100×10-3×0.005=0.5×10-3molKI過量，形成AgI負性溶膠

∴膠團結構：[(AgI)m·nI-·（n-x）K+]x-

·xK+

聚沉值：MgCl2＜K3[Fe(CN)6]

練習由10mL0.05mol·L-1的KCl溶液與100mL0.002mol·L-1的AgNO3溶液混合制得的AgCl溶膠，若分別用下列電解質使其聚沉，則聚沉值的大小次序為（a）

a．AlCl3＜ZnSO4＜KClb．KCl＜ZnSO4＜AlCl3c．ZnSO4＜KCl＜AlCl3d．KCl＜AlCl3＜ZnSO4怎樣由豆?jié){制成豆腐？

豆?jié){是蛋白質的負電膠體，在豆?jié){中加鹵水，由于鹵水中含Na+、Ca2+、Mg2+等離子，破壞了蛋白質負電膠體的穩(wěn)定性，從而使其發(fā)生聚沉形成豆腐。②溶膠的相互聚沉（兩種電性相反的溶膠混合，發(fā)生聚沉）

原因：

▲不同電性的膠粒相互吸引，電荷中和?！鴥煞N膠體中的穩(wěn)定劑相互發(fā)生反應，破壞了膠體的穩(wěn)定性。

注意：只有其中一種溶膠的總電荷量恰能中和另一種溶膠的總電荷量才能發(fā)生完全聚沉，否則部分聚沉，甚至不聚沉。為何明礬能凈化水？

明礬[KAl(SO4)2·12H2O]在水中水解產生帶正電的Al(OH)3膠體及沉淀，而水中的污物主要是帶負電的粘土及SiO2等膠體，二者發(fā)生相互聚沉，使膠體污物下沉，另外由于Al(OH)3絮狀沉淀有吸附作用，兩種作用結合就能將污物清除，達到凈化水的目的。8高分子化合物溶液高分子化合物在適當?shù)娜軇┲心茏园l(fā)形成的溶液稱為高分子溶液。高分子溶液由于其溶質的顆粒大小與溶膠粒子相近，所以它表現(xiàn)出某些性質與溶膠相似;

由于高分子化合物溶液的分散質來為單個大分子，是分子分散的單相均勻體系，故具有真溶液的某些性質。

高分子溶液是具有真溶液和膠體溶液的雙重特性。

高分子化合物溶液溶膠相同的性質1分子大小達到1~100nm范圍2擴散慢3不能透過半透膜1膠團大小達到1~100nm范圍2擴散慢3不能透過半透膜不相同的性質1溶質和溶劑有強的親和力（能自動分散成溶液），有一定的溶解度

2穩(wěn)定系統(tǒng)，不需要第三組分作穩(wěn)定劑，穩(wěn)定的原因是溶劑化3對電解質穩(wěn)定性較大。將溶劑蒸發(fā)除去后，成為干燥的高分子化合物。再加入溶劑，又能自動成為高分子化合物溶液，即具有可逆性4平衡體系，可用熱力學函數(shù)來描述5均相系統(tǒng)，丁達爾效應微弱6粘度大1分散相和分散介質間沒有或只有很弱的親和力（不分散，需用分散法或凝聚法制備），沒有一定的溶解度2不穩(wěn)定系統(tǒng)，需要第三組分作穩(wěn)定劑，穩(wěn)定的原因主要是膠粒帶電3加入微量電解質就會聚沉，沉淀物經過加熱或加入溶劑等處理，不會復原成膠體溶液，為不可逆性4不平衡體系，只能進行動力學研究5多相系統(tǒng)，丁達爾效應強6粘度小（和溶劑相似）表

高分子化合物溶液和憎液溶膠性質的比較高分子溶液對溶膠的作用加入適量更穩(wěn)定加入少量易聚沉a

高分子物質帶電，中和膠粒表面的電荷，降低斥力，發(fā)生聚沉。

b

高分子呈長鏈形，可同時吸附在許多膠粒上，使膠粒聯(lián)在一起成較大的聚集體而聚沉。

c

可脫去膠粒周圍的水化膜，使其易聚沉。

（敏化作用）