第9章 膠體體學(xué)課件

第九章膠體化學(xué)第9章膠體體學(xué)

膠體化學(xué)是物理化學(xué)的一個(gè)重要分支。它所研究的領(lǐng)域是化學(xué)、物理學(xué)、材料科學(xué)、生物化學(xué)等諸多學(xué)科的交叉與重疊，它已成為這些學(xué)科的重要基礎(chǔ)理論。膠體化學(xué)的理論和技術(shù)現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用于化工、石油開(kāi)采、催化、涂料、造紙、農(nóng)藥、紡織、食品、化妝品、染料、醫(yī)藥和環(huán)境保護(hù)等工業(yè)部門(mén)和技術(shù)領(lǐng)域。第9章膠體體學(xué)基本概念第9章膠體體學(xué)分散系統(tǒng)：一種或幾種物質(zhì)分散在另一種物 質(zhì)之中所構(gòu)成的系統(tǒng)；分散相：被分散的物質(zhì)；分散介質(zhì)：另一種連續(xù)分布的物質(zhì)我們常說(shuō)的溶液是不是分散系統(tǒng)？膠體是一種分散系統(tǒng)例：NaCl水溶液§９-１分散系統(tǒng)的分類(lèi)及其主要特征第9章膠體體學(xué)分子分散系統(tǒng)按分散相粒子的大小分：膠體分散系統(tǒng)粗分散系統(tǒng)分散系統(tǒng)的分類(lèi)：分散相線(xiàn)度d<1nm分散相線(xiàn)度1nm-1000nm分散相線(xiàn)度d>1000nm§９-１分散系統(tǒng)的分類(lèi)及其主要特征第9章膠體體學(xué)①分子分散體系(d<1nm)

分散相與分散介質(zhì)以分子或離子形式彼此混溶，沒(méi)有界面，是均勻的單相，擴(kuò)散快、可透過(guò)半透膜，長(zhǎng)時(shí)間放置溶劑和溶質(zhì)不會(huì)分開(kāi)，是熱力學(xué)穩(wěn)定的系統(tǒng)。通常把這種體系稱(chēng)為真溶液，如CuSO4溶液。②膠體分散體系（1nm-1000nm）

高度分散性，目測(cè)是均勻的，但實(shí)際是多相不均勻體系。擴(kuò)散慢、不能透過(guò)半透膜、熱力學(xué)不穩(wěn)定系統(tǒng)。③粗分散體系（d>1000nm）目測(cè)是混濁不均勻體系，放置后會(huì)沉淀或分層，如黃河水。多相、熱力學(xué)不穩(wěn)定系統(tǒng)。各種分散體系的特征：§９-１分散系統(tǒng)的分類(lèi)及其主要特征第9章膠體體學(xué)

1）溶膠—

分散相不溶于分散介質(zhì)，有很大的相界面，很高的界面能，因此是熱力學(xué)不穩(wěn)定系統(tǒng)；2）高分子溶液—

以分子形式溶于介質(zhì)，沒(méi)有相界面，為均相熱力學(xué)穩(wěn)定系統(tǒng)；3）締合膠體—

分散相為表面活性劑締合形成的膠束，分散相與分散介質(zhì)間有很好的親和性，也是均相熱力學(xué)穩(wěn)定系統(tǒng)。膠體系統(tǒng)通常還可分為三類(lèi)：第9章膠體體學(xué)膠體系統(tǒng)的三個(gè)主要特點(diǎn):高度分散性、多相性、熱力學(xué)不穩(wěn)定性。§９-１分散系統(tǒng)的分類(lèi)及其主要特征第9章膠體體學(xué)2).按分散相和介質(zhì)的聚集狀態(tài)分：§９-１分散系統(tǒng)的分類(lèi)及其主要特征第9章膠體體學(xué)§９-１分散系統(tǒng)的分類(lèi)及其主要特征粗分散系統(tǒng)乳狀液：液體分散在液體中泡沫：氣體分散在液體中懸浮液：固體分散在液體中粗分散系統(tǒng)d>1000nm高度分散的；多相的；熱力學(xué)不穩(wěn)定第9章膠體體學(xué)膠體的制備及性質(zhì)第9章膠體體學(xué)§9-2溶膠的制備與凈化粗分散系統(tǒng)(d>1000nm)分子分散系統(tǒng)(d<1nm)膠體系統(tǒng)(1<d<1000nm)聚集分散第9章膠體體學(xué)1、丁達(dá)爾（Tyndall）效應(yīng)2、瑞利(L.W.Rayleigh)公式§9-3膠體系統(tǒng)的光學(xué)性質(zhì)第9章膠體體學(xué)問(wèn)題1、為什么晴天的天空呈藍(lán)色？為什么日出、日落時(shí)云彩特別紅？2、為什么危險(xiǎn)信號(hào)燈用紅色？為什么車(chē)輛在霧天行駛時(shí)霧燈規(guī)定用黃色？3、為什么在做旋光分析時(shí)，光源用的是鈉光燈？第9章膠體體學(xué)§9-3-1Tyndall（丁達(dá)爾）效應(yīng)丁達(dá)爾效應(yīng)：在暗室中，將一束聚集的光線(xiàn)投射到膠體系統(tǒng)上，在與入射光垂直的方向上，可觀(guān)察到一個(gè)發(fā)亮的光錐，此現(xiàn)象稱(chēng)為丁達(dá)爾效應(yīng)。溶膠透鏡光源丁達(dá)爾效應(yīng)第9章膠體體學(xué)

入射光波長(zhǎng)<分散粒子尺寸——反射

入射光波長(zhǎng)>

分散粒子尺寸——散射（可見(jiàn)光波長(zhǎng)400-760nm；膠粒1-1000nm)

入射光頻率

=分子固有頻率——吸收

無(wú)作用———

透過(guò)光照射到微粒表面時(shí)可見(jiàn)光的波長(zhǎng)約在400--700nm之間?！?-3-1Tyndall（丁鐸爾）效應(yīng)第9章膠體體學(xué)（1）當(dāng)光束通過(guò)粗分散體系，由于粒子大于入射光的波長(zhǎng)，主要發(fā)生反射，使體系呈現(xiàn)混濁。（2）當(dāng)光束通過(guò)膠體溶液，由于膠粒直徑小于可見(jiàn)光波長(zhǎng)，主要發(fā)生散射，可以看見(jiàn)光柱，溶膠是多相不均勻體系，在膠粒和介質(zhì)分子上產(chǎn)生的散射光不能完全抵消。（3）當(dāng)光束通過(guò)分子溶液，因溶液均勻，散射光因相互干涉而完全抵消，或散射光太弱，看不見(jiàn)散射光?！?-3-1Tyndall（丁鐸爾）效應(yīng)第9章膠體體學(xué)§9-3-2

瑞利（Rayleigh）公式

I

：?jiǎn)挝惑w積散射光強(qiáng)度；

I0

：入射光強(qiáng)度；

：入射光波長(zhǎng)；V：每個(gè)分散相粒子的體積；C

：?jiǎn)挝惑w積中的粒子數(shù)；n2

：分散相的折射率；

n1：分散介質(zhì)的折射率；θ：散射角（觀(guān)察方向與入射方向夾角）；r

：觀(guān)測(cè)距離（觀(guān)察者與散射中心的距離）。第9章膠體體學(xué)用丁達(dá)爾效應(yīng)可鑒別真溶液、高分子溶液、和溶膠。溶膠----丁達(dá)爾效應(yīng)顯著散色光稱(chēng)為乳光，乳光的強(qiáng)度又稱(chēng)為濁度。真溶液------無(wú)丁達(dá)爾效應(yīng)(V太小)高分子溶液------丁達(dá)爾效應(yīng)微弱(n和n0相差太小)粗分散系統(tǒng)----由于

<分散相粒子的尺寸,無(wú)散射§9-3-2

瑞利（Rayleigh）公式第9章膠體體學(xué)問(wèn)題答案答：太陽(yáng)光由七色光組成?？諝庵杏谢覍游⒘：托∷?，當(dāng)陽(yáng)光照射地球時(shí)，其中，波長(zhǎng)較短的藍(lán)光、紫光被微粒散射后的散射光較強(qiáng)，所以，看到的天空呈藍(lán)色，實(shí)際上看到的是這種散射光。而在日出、日落時(shí)，太陽(yáng)接近地平線(xiàn)，陽(yáng)光要穿過(guò)厚厚的大氣層我們才能看到。陽(yáng)光中短波長(zhǎng)的青色、藍(lán)色、紫色光被大氣層中的微粒散射掉了，我們看到的是散射較弱的紅色、橙色的透射光，所以特別絢麗多彩。1、為什么晴天的天空呈藍(lán)色？為什么日出、日落時(shí)云彩特別紅？第9章膠體體學(xué)答：因?yàn)榧t色光波長(zhǎng)很長(zhǎng)，不容易散射，傳得遠(yuǎn)，可以讓人在很遠(yuǎn)時(shí)看到危險(xiǎn)信號(hào)。霧天，如果用白色霧燈，其中一部分短波長(zhǎng)的光被霧滴散射，光線(xiàn)就會(huì)變?nèi)酢６S色光波長(zhǎng)較長(zhǎng)，不容易散射。所以霧天在高速公路上，必須把后霧燈打開(kāi)，黃色的霧燈很遠(yuǎn)就能看見(jiàn)，可以防止汽車(chē)追尾相撞。2、為什么危險(xiǎn)信號(hào)燈用紅色？為什么車(chē)輛在霧天行駛時(shí)霧燈規(guī)定用黃色？問(wèn)題答案第9章膠體體學(xué)答：因?yàn)樵谡崽撬鈺r(shí)，主要測(cè)定其旋光度的變化，而不希望有散射因素干擾。鈉光燈放出的是單一的、波長(zhǎng)較長(zhǎng)的黃色光，不容易發(fā)生散射。3、為什么在做旋光分析時(shí)，光源用的是鈉光燈？問(wèn)題答案第9章膠體體學(xué)1、Brown運(yùn)動(dòng)2、擴(kuò)散3、沉降與沉降平衡§9-4溶膠的動(dòng)力性質(zhì)第9章膠體體學(xué)§9-4-1Brown運(yùn)動(dòng)1827年,植物學(xué)家布朗(Brown)在顯微鏡下,看到懸浮在水中的花粉粒子處于不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。以后發(fā)現(xiàn)，線(xiàn)度<4000nm的粒子，都有這種運(yùn)動(dòng)。（膠體1~1000nm)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：粒子越小，介質(zhì)粘度越小,溫度的升高,

布朗運(yùn)動(dòng)越激烈。第9章膠體體學(xué)這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是，分散介質(zhì)分子處于不斷的熱運(yùn)動(dòng)中，從四面八方不斷的撞擊分散相粒子。由于膠粒很小，粒子受到撞擊次數(shù)較小,從各個(gè)方向受到的撞擊力不能完全互相抵消,所以連續(xù)以不同方向、不同速度作不規(guī)則運(yùn)動(dòng)。隨著粒子增大，撞擊的次數(shù)增多，而作用力抵消的可能性亦大。布朗運(yùn)動(dòng)是分子熱運(yùn)動(dòng)的必然結(jié)果§9-4-1

Brown運(yùn)動(dòng)第9章膠體體學(xué)§9-4-2擴(kuò)散

在有濃度梯度存在時(shí)，因分子的熱運(yùn)動(dòng)和膠粒的布朗運(yùn)動(dòng)而發(fā)生宏觀(guān)上的定向遷移現(xiàn)象，稱(chēng)為擴(kuò)散。

粒子擴(kuò)散的定向推動(dòng)力是濃度梯度。例下圖：C1>C2。膠粒從C1區(qū)向C2區(qū)遷移的現(xiàn)象ABCDFFC1C2第9章膠體體學(xué)§9-4-3沉降與沉降平衡

多相分散系統(tǒng)中的粒子，因受重力作用而下沉的過(guò)程，稱(chēng)為沉降。沉降與布朗運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的擴(kuò)散為一對(duì)矛盾的兩個(gè)方面。

沉降擴(kuò)散

分散相分布真溶液主均相粗分散系統(tǒng)主沉于底部膠體系統(tǒng)平衡形成濃梯當(dāng)擴(kuò)散力和重力相等時(shí)達(dá)沉降平衡第9章膠體體學(xué)沉降平衡：分散相粒子本身的重力使粒子沉降；而介質(zhì)的粘度及布朗運(yùn)動(dòng)引起的擴(kuò)散作用阻止粒子下沉；當(dāng)擴(kuò)散速率等于沉降速率時(shí)，體系達(dá)到沉降平衡。達(dá)沉降平衡時(shí)，粒子的濃度隨高度不同有一定的梯度，且這種濃度梯度不隨時(shí)間而變。h1h2dh§9-4-3沉降與沉降平衡第9章膠體體學(xué)1、電動(dòng)現(xiàn)象2、膠體的帶電的原因

4、溶膠的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)§9-5溶膠的電學(xué)性質(zhì)

3、雙電層理論

第9章膠體體學(xué)1、貯油罐中通常要加入少量有機(jī)電解質(zhì)，否則有爆炸的危險(xiǎn)，這是為什么？為什么輸油管要接地？2、在一個(gè)U型管中間，放用AgCl晶體組成的多孔塞,管中放濃度為0.001mol.dm-3的KCl溶液。多孔塞兩邊放接直流電源的電極。通電時(shí)溶液將向哪一極方向移動(dòng)?問(wèn)題第9章膠體體學(xué)

溶膠是一個(gè)高度分散的、多相、具有較高的表面自由焓的熱力學(xué)不穩(wěn)定系統(tǒng)，粒子有自動(dòng)聚結(jié)變大的趨勢(shì)，但事實(shí)上很多溶膠可以在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定存在而不聚結(jié)，有時(shí)竟可長(zhǎng)達(dá)幾年甚至幾十年。像法拉第于1858年制成的紅色金溶膠，一直保存到20世紀(jì)20年代才沉淀下來(lái)。

經(jīng)研究表明與膠粒帶電有直接關(guān)系，粒子帶電是溶膠穩(wěn)定的主要原因?！?-5-1電動(dòng)現(xiàn)象第9章膠體體學(xué)

電泳在外加電場(chǎng)作用下，帶電的分散相粒子在分散介質(zhì)中向相反符號(hào)電極移動(dòng)的現(xiàn)象。

影響電泳的因素有：帶電粒子的大小、形狀；粒子表面電荷的數(shù)目；介質(zhì)中電解質(zhì)的種類(lèi)、離子強(qiáng)度，pH值和粘度；電泳的溫度和外加電壓等。圖10-7電泳+++++++++++++++++–

由于膠粒帶電，而溶膠是電中性的，則介質(zhì)帶與膠粒相反的電荷。電動(dòng)現(xiàn)象分四類(lèi)§9-5-1電動(dòng)現(xiàn)象第9章膠體體學(xué)

電滲在外加電場(chǎng)作用下，分散介質(zhì)(由過(guò)剩反離子所攜帶)通過(guò)多孔膜或極細(xì)的毛細(xì)管移動(dòng)的現(xiàn)象(此時(shí)帶電的固相不動(dòng))+++++++++++++++–––––––––––––––+++++++++++++++–––––––––––––––+–圖10-8電滲

流動(dòng)電勢(shì)在外加壓力下，迫使液體流經(jīng)相對(duì)靜止的固體表面(如毛細(xì)管)而產(chǎn)生的電勢(shì)叫流動(dòng)電勢(shì)(它是電滲的逆現(xiàn)象)。氣體V壓力毛細(xì)管圖10-9流動(dòng)電勢(shì)§9-5-1電動(dòng)現(xiàn)象第9章膠體體學(xué)

沉降電勢(shì)

—由于固體粒子或液滴在分散介質(zhì)中沉降使流體的表面層與底層之間產(chǎn)生的電勢(shì)差叫沉降電勢(shì)(它是電泳的逆現(xiàn)象)。圖沉降電勢(shì)++++++++++++++++V§9-5-1電動(dòng)現(xiàn)象第9章膠體體學(xué)

膠粒在重力場(chǎng)作用下發(fā)生沉降，產(chǎn)生沉降電勢(shì)；帶電的介質(zhì)發(fā)生流動(dòng)，產(chǎn)生流動(dòng)電勢(shì)。因動(dòng)而產(chǎn)生電。

以上四種現(xiàn)象都稱(chēng)為電動(dòng)現(xiàn)象。故電動(dòng)現(xiàn)象證明膠體粒子是帶電的。在外電場(chǎng)作用下，膠粒和介質(zhì)分別向帶相反電荷的電極移動(dòng)，產(chǎn)生了電泳和電滲的電動(dòng)現(xiàn)象，因電而動(dòng)?！?-5-1電動(dòng)現(xiàn)象第9章膠體體學(xué)答：因?yàn)橛椭谐：行∷?，形成油包水的乳狀液，水滴帶有電荷。進(jìn)入貯油罐后，由于重力的作用，小水滴下沉，會(huì)產(chǎn)生一定的沉降電勢(shì)，給油罐帶來(lái)危險(xiǎn)。所以加入一定量的有機(jī)電解質(zhì)，增加油的電導(dǎo)，減小沉降電勢(shì)，防止事故的發(fā)生。在用泵輸送石油或其它碳?xì)浠衔飼r(shí)，由于壓差迫使液體流動(dòng)，在擴(kuò)散層和管道表面會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差，這是流動(dòng)電勢(shì)，在高壓下會(huì)產(chǎn)生火花。為了防止事故發(fā)生，都將這種管道接地或加入有機(jī)電解質(zhì)。1、貯油罐中通常要加入少量有機(jī)電解質(zhì)，否則有爆炸的危險(xiǎn)，這是為什么？為什么輸油管要接地？問(wèn)題解答第9章膠體體學(xué)2、在一個(gè)U型管中間，放用AgCl晶體組成的多孔塞,管中放濃度為0.001mol.dm-3的KCl溶液。多孔塞兩邊放接直流電源的電極。通電時(shí)溶液將向哪一極方向移動(dòng)?答：開(kāi)始通電時(shí)，溶液將向負(fù)極移動(dòng)。因?yàn)锳gCl晶體優(yōu)先吸附Cl-

離子，多孔塞帶負(fù)電，介質(zhì)帶正電，所以電滲時(shí)液體向負(fù)極移動(dòng)。KCl濃度增加，ζ

電位下降，電滲速度變慢。當(dāng)用AgNO3代替KCl，AgCl優(yōu)先吸附Ag+離子，介質(zhì)帶負(fù)電，電滲方向與剛才相反。問(wèn)題解答第9章膠體體學(xué)

溶膠是高度分散的多相系統(tǒng)，有很高的表面自由焓，所以膠體粒子表面會(huì)自動(dòng)地，有選擇的吸附溶液中的某種離子以降低系統(tǒng)的自由焓，使系統(tǒng)趨于穩(wěn)定。（1）吸附吸附正離子----帶正電吸附負(fù)離子------帶負(fù)電膠核吸附離子是有選擇性的，首先吸附與膠核中相同的某種離子，用同離子效應(yīng)使膠核不易溶解。法揚(yáng)斯規(guī)則：與膠體具有相同化學(xué)元素的離子優(yōu)先被吸附?！?-5-2膠粒帶電的原因第9章膠體體學(xué)穩(wěn)定劑：含有被吸附離子的物質(zhì)對(duì)溶膠起穩(wěn)定作用，稱(chēng)~例；以KI溶液滴加至AgNO3溶液中形成的AgI溶膠若KI過(guò)量-吸附I-帶負(fù)電、若AgNO3過(guò)量-吸附Ag+帶正電

（2）電離:可電離的大分子溶膠，由于大分子本身發(fā)生電離，而使膠粒帶電。

例如硅膠是許多硅酸分子的聚集體氫離子進(jìn)入液相,硅酸要留在固體表面,使硅膠帶負(fù)電.§9-5-2膠粒帶電的原因第9章膠體體學(xué)

當(dāng)固體與液體接觸時(shí)，由于吸附或電離,使固液兩相帶有不同符號(hào)的電荷，在界面上形成了雙電層的結(jié)構(gòu)。

對(duì)于雙電層的具體結(jié)構(gòu)，一百多年來(lái)不同學(xué)者提出了不同的看法。1910年Gouy和1913年Chapman古依-查普曼,修正了平板型模型，提出了擴(kuò)散雙電層模型；后來(lái)Stern斯特恩又提出了Stern模型。最早于1879年Helmholz亥姆霍茲提出平板型模型；§9-5-3

雙電層理論由于膠體粒子表面帶電,而溶膠是電中性的,故分散介質(zhì)中必有符號(hào)相反電荷的離子--反離子或異電離子第9章膠體體學(xué)1）正負(fù)電荷如平板電容器那樣分布；2）兩層距離約為一個(gè)分子厚度；3）在外加電場(chǎng)下，帶電質(zhì)點(diǎn)與溶液中反電離子分別向相反方向移動(dòng)。1.亥姆霍茲平板雙電層理論固體表面與液體內(nèi)部的總的電位差即等于熱力學(xué)電勢(shì)

0，在雙電層內(nèi)，熱力學(xué)電勢(shì)呈直線(xiàn)下降。模型太簡(jiǎn)單，由于離子熱運(yùn)動(dòng)，不可能形成平板電容器。例:正溶膠,NO-3是反離子?！?-5-3

雙電層理論第9章膠體體學(xué)2.Gouy(古依)和Chapman(查普曼)擴(kuò)散雙電層理論Gouy和Chapman認(rèn)為，由于正、負(fù)離子靜電吸引和熱運(yùn)動(dòng)兩種效應(yīng)的結(jié)果，造成反離子的擴(kuò)散分布.緊密層

x++++++++++++AB擴(kuò)散層

§9-5-3

雙電層理論第9章膠體體學(xué)

另一部分離子按一定的濃度梯度(離表面越遠(yuǎn),濃度越小)擴(kuò)散到本體溶液中，稱(chēng)為擴(kuò)散層。溶液中的反離子只有一部分緊密地排在固體表面附近，相距約一、二個(gè)離子厚度稱(chēng)為緊密層；

雙電層由緊密層和擴(kuò)散層構(gòu)成。移動(dòng)的滑動(dòng)面為AB面。局限:認(rèn)為離子是點(diǎn)電荷,沒(méi)考慮反離子的吸附、離子的溶劑化?！?-5-3

雙電層理論第9章膠體體學(xué)

Stern對(duì)擴(kuò)散雙電層模型作進(jìn)一步修正。肯定了擴(kuò)散雙電層理論中反離子呈擴(kuò)散狀態(tài)分布于溶液中，他還認(rèn)為離子是有一定大小的，沒(méi)有考慮離子的溶劑化及離子與質(zhì)點(diǎn)表面除了靜電作用外，還有范德華力。3.Stern擴(kuò)散雙電層理論由緊密層中反離子電性中心構(gòu)成的平面稱(chēng)為Stern平面假想面。

由于離子的溶劑化作用，膠粒在移動(dòng)時(shí)，緊密層會(huì)結(jié)合一定量的溶劑分子一起移動(dòng)，所以滑移的滑動(dòng)面由比Stern層略右的曲線(xiàn)表示§9-5-３雙電層理論第9章膠體體學(xué)固體表面+++++++++斯特恩層(緊密層)擴(kuò)散層-----++++++++------+-----斯特恩面滑動(dòng)面

0擴(kuò)散層:分為固定層和可動(dòng)層.

固定層:斯特恩面與滑移面之間.

可動(dòng)層:滑移面以外的部分.§9-5-3

雙電層理論第9章膠體體學(xué)斯特恩層：斯特恩面與固體表面之間的空間。斯特恩面：反離子的電性中心所形成的假想面稱(chēng)~滑動(dòng)面：固、液兩相發(fā)生相對(duì)移動(dòng)時(shí)的接觸面。在斯特恩面稍外。在外加電場(chǎng)作用下，當(dāng)固、液兩相發(fā)生相對(duì)移動(dòng)時(shí)，緊密層中吸附在固體表面的反離子和溶劑分子與質(zhì)點(diǎn)作為一個(gè)整體一起運(yùn)動(dòng)，其滑動(dòng)面在斯特恩面稍靠外一些，因斯特恩面是假想面?！?-5-3

雙電層理論第9章膠體體學(xué)從固體表面到Stern平面，電位從

0直線(xiàn)下降為

。斯特恩電勢(shì)

-Stern面與溶液本體間的電勢(shì)差

；電動(dòng)電勢(shì)稱(chēng)為

電勢(shì)。帶電的固體或膠粒在移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)面與液體本體之間的電位差稱(chēng)為電動(dòng)電勢(shì)。因與電動(dòng)現(xiàn)象密切相關(guān),故稱(chēng)動(dòng)電電勢(shì).熱力學(xué)電勢(shì)--由固體表面至溶液本體間的電勢(shì)差

0；§9-5-3

雙電層理論第9章膠體體學(xué)ξ電勢(shì)的特點(diǎn)：①ξ電勢(shì)只是熱力學(xué)電勢(shì)的一部分；②ξ電勢(shì)的符號(hào)，反映了膠粒帶電的符號(hào)；

③ξ電勢(shì)為0時(shí)，為等電態(tài)，溶液的穩(wěn)定性最低。④熱力學(xué)電勢(shì)與外加電解質(zhì)無(wú)關(guān)，ξ電勢(shì)與外加電解質(zhì)有關(guān)。ξ電勢(shì)的大小，反映了膠粒帶電的程度。

電勢(shì)越高，表明：膠粒帶電越多，滑動(dòng)面與溶液本體之間的電勢(shì)差越大，

擴(kuò)散層厚度越厚§9-5-3

雙電層理論第9章膠體體學(xué)

當(dāng)溶液中電解質(zhì)濃度增加時(shí)，介質(zhì)中反離子的濃度加大，將壓縮擴(kuò)散層使其變薄，把更多的反離子擠進(jìn)滑動(dòng)面以?xún)?nèi)，使

電勢(shì)在數(shù)值上變小，如下圖。

0滑動(dòng)面

c4>

c3>

c2>

c1距離反離子濃度⑤ξ電勢(shì)的大小與電泳,電滲的速度有關(guān)；介質(zhì)的粘度η、介質(zhì)的介電常數(shù)ε、真空相對(duì)介電常數(shù)ε0

、電位梯度E有關(guān)?！?-5-3

雙電層理論第9章膠體體學(xué)ξ電勢(shì)越高，表明膠粒帶電越多，其滑動(dòng)面與溶液本體之間的電勢(shì)差越大，擴(kuò)散層越厚。當(dāng)溶液中電解質(zhì)濃度增加時(shí)，介質(zhì)中反離子的濃度加大，將壓縮擴(kuò)散層使其變薄，把更多的反離子擠進(jìn)滑動(dòng)面以?xún)?nèi)，使ξ電勢(shì)在數(shù)值上變小，當(dāng)電解質(zhì)的濃度足夠大時(shí)，可使ξ電勢(shì)為零，此時(shí)的狀態(tài)稱(chēng)為等電態(tài)。處于等電態(tài)的膠體質(zhì)點(diǎn)不帶電，因此不會(huì)發(fā)生電動(dòng)現(xiàn)象。電泳、電滲速度為零，此時(shí)的溶膠最容易聚沉?！?-5-3

雙電層理論第9章膠體體學(xué)§9-6憎液溶膠的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)

以KI與AgNO3形成的AgI溶膠(正溶膠）為例：膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式擴(kuò)散層膠團(tuán)固相緊密層[（AgI）mnAg+（n-x）NO3-]x+xNO3-溶液本體膠核膠體粒子注意：在書(shū)寫(xiě)膠團(tuán)結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)注意電量平衡。整個(gè)膠團(tuán)是電中性的?？苫瑒?dòng)面第9章膠體體學(xué)膠團(tuán)示意圖見(jiàn)圖

(AgI)m膠核I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+膠核膠粒膠團(tuán)§9-6憎液溶膠的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)第9章膠體體學(xué)1、江河入海處為什么會(huì)形成三角洲？3、用同一支鋼筆在不同藍(lán)墨水瓶中吸水后，鋼筆被堵，寫(xiě)不出來(lái)了，這是為什么？4、為什么明礬能將渾濁的水澄清？2、用電解質(zhì)把豆?jié){點(diǎn)成豆腐，有三種鹽：NaCl,MgCl2,CaSO4.2H2O,哪種聚沉能力最強(qiáng)？問(wèn)題第9章膠體體學(xué)溶膠的聚結(jié)不穩(wěn)定性——溶膠是熱力學(xué)不穩(wěn)定系統(tǒng)，膠粒遲早要發(fā)生聚沉。溶膠的穩(wěn)定性—溶膠能在一段時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定存在。穩(wěn)定是相對(duì)的,不穩(wěn)定是絕對(duì)的。溶膠穩(wěn)定的原因：

1)膠粒帶電

增加膠粒間的排斥作用；

2)溶劑化作用

形成彈性水化外殼，增加溶膠聚合的阻力；

3)Brown運(yùn)動(dòng)

使膠粒受重力的影響而不下沉。§9-7憎液溶膠的穩(wěn)定第9章膠體體學(xué)§9-8憎液溶膠的聚沉1、電解質(zhì)的聚沉作用

2、高分子化合物的聚沉作用

第9章膠體體學(xué)聚沉:溶膠中的分散相粒子相互聚結(jié),顆粒變大,進(jìn)而發(fā)生沉淀的現(xiàn)象稱(chēng)為~聚沉值

使溶膠發(fā)生明顯的聚沉所需該電解質(zhì)的最小濃度。電解質(zhì)對(duì)溶膠的聚沉規(guī)律：

電解質(zhì)中使溶膠發(fā)生聚沉的離子，是與膠體粒子帶電符號(hào)相反的離子，即反離子。聚沉能力

聚沉值的倒數(shù)。§9-8-1電解質(zhì)的聚沉作用第9章膠體體學(xué)①舒爾采-哈迪規(guī)則:電解質(zhì)中能使溶膠發(fā)生聚沉的離子是反離子,且反離子價(jià)數(shù)越高,聚沉能力越強(qiáng).與溶膠具有相同電荷離子價(jià)數(shù)越高，聚沉能力越弱。聚沉能力比例Me+：Me2+

：Me3+=16：26：36②與膠粒帶相反電荷的離子就是價(jià)數(shù)相同，其聚沉能力也有差異。正離子：H+>Cs+>Rd+>NH4+>K+>Na+>Li+

負(fù)離子：F－

>Cl－

>Br－

>NO3－

>I－

>OH－感膠離子序?！?-8-1電解質(zhì)的聚沉作用第9章膠體體學(xué)1.用0.08mol·dm-3

的KI和0.1mol·dm-3

的AgNO3溶液以等體積混合作成的水溶膠，電解質(zhì)CaCl2

，Na2SO4，MgSO4對(duì)它的聚沉能力為（）（A）Na2SO4

CaCl2

MgSO4

（B）MgSO4

Na2SO4

CaCl2

（C）Na2SO4

MgSO4

CaCl2

1．答：C例題9.8.1第9章膠體體學(xué)答：由于水土流失，江水中常常夾帶大量泥沙。到入海處河道變寬，流速變慢，泥沙沉積。另一原因是江水中的泥沙微粒是帶負(fù)電的膠粒，碰到含有大量電解質(zhì)的海水就凝聚下沉。長(zhǎng)時(shí)間的沉積形成了三角洲。1、江河入海處為什么會(huì)形成三角洲？問(wèn)題解答第9章膠體體學(xué)問(wèn)題解答答：點(diǎn)豆腐是將豆?jié){膠粒聚沉，變成凝膠。天然的豆?jié){膠粒帶負(fù)電，電解質(zhì)中正離子起作用。顯然NaCl聚沉能力最弱，Mg2+

和Ca2+

離子聚沉能力差不多，但由于MgCl2中Cl-

是負(fù)一價(jià)的，所以相對(duì)而言聚沉能力最強(qiáng)的應(yīng)該是MgCl2。但由于MgCl2

加多了有苦味，所以目前較多用CaSO4.2H2O即生石膏點(diǎn)豆腐。

2、用電解質(zhì)把豆?jié){點(diǎn)成豆腐，有三種鹽：NaCl,MgCl2,CaSO4.2H2O,哪種聚沉能力最強(qiáng)？第9章膠體體學(xué)

在憎液溶膠中加入某些大分子溶液，加入的量不同，會(huì)出現(xiàn)兩種情況：

加入大分子溶液太少時(shí)，會(huì)促使溶膠的聚沉，稱(chēng)為敏化作用。

加入高聚物分子溶液足夠多時(shí)，會(huì)促使溶膠的穩(wěn)定存在，稱(chēng)為保護(hù)作用；當(dāng)憎液溶膠中加入足量大分子溶液后，大分子吸附在膠粒周?chē)鸬奖Ｗo(hù)溶膠的作用?！?-8-2高分子化合物的聚沉作用第9章膠體體學(xué)1）搭橋效應(yīng)一個(gè)長(zhǎng)碳鏈高分子化合物，通過(guò)吸附在許多膠粒上，從而把膠粒聯(lián)結(jié)起來(lái)，變成較大的聚集體而聚沉。2）脫水效應(yīng)高分子對(duì)水有更強(qiáng)的的親合力，由于它的溶解與水化，使膠粒脫水，失去水化外殼而聚沉。3）電中和效應(yīng)離子型的高分子，吸附到帶電膠粒上，中和了膠粒表面電荷，使粒子間斥力降低，進(jìn)而聚沉。它們的聚沉作用主要有三個(gè)方面：§9-8-2高分子化合物的聚沉作用第9章膠體體學(xué)3、用同一支鋼筆在不同藍(lán)墨水瓶中吸水后，鋼筆被堵，寫(xiě)不出來(lái)了，這是為什么？答：藍(lán)墨水一般是鐵鹽的膠體溶液。如果兩種膠粒帶不同電荷，那混合后，電荷中和，發(fā)生膠體相互作用而聚沉，膠粒變大，堵塞鋼筆。所以使用鋼筆時(shí)最好使用同一種墨水。問(wèn)題解答第9章膠體體學(xué)問(wèn)題解答答：明礬是硫酸鉀鋁復(fù)鹽。溶于水后產(chǎn)生K+，Al3+

等離子。另外，Al3+

離子在水中發(fā)生水解，產(chǎn)生Al(OH)3

絮狀膠體?；鞚岬乃杏写罅繋ж?fù)電的泥沙膠粒，受Al3+離子作用很快凝聚，并與Al(OH)3

膠體發(fā)生相互作用而一起下沉。所以明礬能使混水迅速變清。但這種含Al3+

離子的水不能多吃。4.為什么明礬能將渾濁的水澄清？第9章膠體體學(xué)1、乳狀液穩(wěn)定的原因2、乳狀液的去乳化§9-9乳狀液第9章膠體體學(xué)(2)分類(lèi):習(xí)慣上將不溶于水的有機(jī)物稱(chēng)油，用O表示。另一相水用W表示。(1)乳狀液----由兩種不互溶或部分互溶的液體所形成的粗分散系統(tǒng),稱(chēng)為乳狀液。乳狀液中分散相粒子的直徑一般大于1000納米,普通顯微鏡下可見(jiàn).例:含水原油;橡膠樹(shù)割淌出的乳膠;洗面奶;配制成農(nóng)藥的乳劑;牛奶等等.§9-9乳狀液第9章膠體體學(xué)①水包油乳狀液，表示油分散在水中，這種乳狀液能用水稀釋?zhuān)缗Ｄ痰取Ｓ肙/W表示。②油包水乳狀液，表示水分散在油中。如油井中噴出的原油，用W/O表示。乳狀液通常分為兩類(lèi)。油水油水§9-9乳狀液第9章膠體體學(xué)因油水不溶，要得到相