第十四章胶体化学.ppt

第十四章 胶体化学,§1 分散系统 (dispersed system),把一种或几种物质分散在另一种物质中就构成分散体系。其中： 被分散的物质称为分散相(dispersed phase)； 另一种物质称为分散介质(dispersing medium)。 如：盐水、糖水、牛奶、云层等。,分散相与分散介质,分散体系分类,分子分散体系 1000 nm 黄河水,按分散相粒子的大小分类：,1.分子分散体系,分散相与分散介质以分子或离子形式彼此混溶，没有界面，是均匀的单相，分子半径大小在10-9 m以下 。通常把这种体系称为真溶液，如CuSO4溶液。,2.胶体分散体系,分散相粒子的半径在1 nm100 nm之间的体系。目测是均匀的，但实际是多相不均匀体系。也有的将1 nm 1000 nm之间的粒子归入胶体范畴。,3.粗分散体系,当分散相粒子大于1000 nm,目测是混浊不均匀体系，放置后会沉淀或分层，如黄河水。,按分散相和介质聚集状态分类,1. 液溶胶,将液体作为分散介质所形成的溶胶。当分散相为不同状态时，则形成不同的液溶胶：,.液-固溶胶 如油漆，AgI溶胶,.液-液溶胶 如牛奶，石油原油等乳状液,.液-气溶胶 如泡沫,按分散相和介质聚集状态分类,2. 固溶胶,将固体作为分散介质所形成的溶胶。当分散相为不同状态时，则形成不同的固溶胶： A. 固-固溶胶 如:有色玻璃，不完全互溶的合金 B. 固-液溶胶 如:珍珠，某些宝石 C. 固-气溶胶 如:泡沫塑料，沸石分子筛,按分散相和介质聚集状态分类,3. 气溶胶,将气体作为分散介质所形成的溶胶。当分散相为固体或液体时，形成气-固或气-液溶胶，但没有气-气溶胶，因为不同的气体混合后是单相均一体系，不属于胶体范围. A. 气-固溶胶 如 :烟，含尘的空气 B. 气-液溶胶 如 :雾，云,按胶体溶液的稳定性分类,1. 憎液溶胶,半径在1 nm100 nm之间的难溶物固体粒子 分散在液体介质中，有很大的相界面，易聚沉，是热力学上的不稳定体系。,一旦将介质蒸发掉，再加入介质就无法再形成溶胶，是 一个不可逆体系，如氢氧化铁溶胶、碘化银溶胶等。,这是胶体分散体系中主要研究的内容。,按胶体溶液的稳定性分类,2. 亲液溶胶,半径落在胶体粒子范围内的大分子溶解在合适的溶剂中，一旦将溶剂蒸发，大分子化合物凝聚，再加入溶剂，又可形成溶胶，亲液溶胶是热力学上稳定、可逆的体系。,憎液溶胶的特性,（1）特有的分散程度,粒子的大小在10-910-7 m之间，因而扩散较慢，不能透过半透膜，渗透压低但有较强的动力稳定性 和乳光现象。,（2）多相不均匀性,具有纳米级的粒子是由许多离子或分子聚结而成，结构复杂，有的保持了该难溶盐的原有晶体结构，而且粒子大小不一，与介质之间有明显的相界面，比表面很大。,（3）热力学不稳定性,因为粒子小，比表面大，表面自由能高，是热力学不稳定体系，有自发降低表面自由能的趋势，即小粒子会自动聚结成大粒子。,形成憎液溶胶的必要条件,（1）分散相的溶解度要小；,（2）还必须有稳定剂存在，否则胶粒 易聚结而聚沉。,胶体（Colloid）,胶体 分散相粒子半径在1 100 nm 的分散体系。,溶胶（Sol）： 不特别说明，一般指液固溶胶,溶胶,憎液溶胶（Lyophobic sol） 粒子由很多分子组成，热力学不稳定、 不可逆体系.,大分子溶液（亲液溶胶Lyophilic sol） 粒子由即为一个大分子，热力学稳定、 可逆体系,胶粒的结构,胶粒的结构比较复杂，先有一定量的难溶物分子聚结形成胶粒的中心，称为胶核；,然后胶核选择性的吸附稳定剂中的一种离子，形成紧密吸附层；由于正、负电荷相吸，在紧密层外形成反号离子的包围圈，从而形成了带与紧密层相同电荷的胶粒；,胶粒与扩散层中的反号离子，形成一个电中性的胶团。,胶粒的结构,胶核吸附离子是有选择性的，首先吸附与胶核中相同的某种离子，用同离子效应使胶核不易溶解。 若无相同离子，则首先吸附水化能力较弱的负离子，所以自然界中的胶粒大多带负电，如泥浆水、豆浆等都是负溶胶。,胶粒的结构,例1：AgNO3 + KIKNO3 + AgI 过量的 KI 作稳定剂 胶团的结构表达式 ：,(AgI)m n I (n-x)K+x xK+ |_| |_|,胶团构造示意图,胶粒的结构,例2：AgNO3 + KIKNO3 + AgI 过量的 AgNO3 作稳定剂 胶团的结构表达式：,(AgI)m n Ag+ (n-x)NO3x+ x NO3 |_| |_|,胶团构造示意图,