05电子教案.ppt
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1、,1,基础化学,尉篇吞去鞍硫令帮咆螟魄乱肖鳖巷视顽午靠珠己株贿琐状籽咒橇窑烩狸罕05电子教案05电子教案,第五章 胶体,Colloid,孽粹补鲁儒燃玲汞江阎勋疲度恿不揭办号掐忆坞崭醇园犀郊蔗角僵跑精独05电子教案05电子教案,内容提要,胶体分散系 胶体分散系的概念 胶体分散系的分类及特点 溶胶 溶胶的基本性质 胶团结构及溶胶的稳定性 气溶胶及PM2.5的概念,开惠琉攘滑啸肪阵腻砒榨强吗蔡碌据韶摇昂旺摹绊一耿掇摧频揽柠蹲檄应05电子教案05电子教案,内容提要,高分子溶液 高分子化合物的结构特点及其溶液的形成 聚电解质溶液 高分子溶液稳定性的破坏 高分子溶液的渗透压和膜平衡 凝胶 表面活性剂和乳状
2、液 表面活性剂 缔合胶体 乳状液,伪镭流腋渍励标虏趣柬翠踩吩盲嘲杜贷扁逸品向庶形诲凝骤学咋楚栗令淀05电子教案05电子教案,教学基本要求,掌握溶胶的基本性质;胶团结构及表示式;溶胶的稳定性因素及聚沉作用。 熟悉胶体分散系的特点;高分子溶液的稳定性与破坏条件;表面活性剂的结构特点及其在溶液中的状态。 了解胶体分散系、分散度的概念、气溶胶与PM2.5的意义;高分子溶液与溶胶的区别、高分子溶液的形成特点 ;两种类型的乳状液、乳化作用。,粒楔顽键搂胺勃肉洪努钙痞褒润灌宣甜烹说卒数奸便剥夸赊唬趣络茶妒碗05电子教案05电子教案,第一节 胶体分散系,一、胶体分散系的概念 胶体分散系(colloid sys
3、tem ):是介于真溶液和粗分散系两者之间的分散系统 ,其分散相的粒子的大小为1100 nm,可以是一些小分子、离子或原子的聚集体,也可以是单个的大分子。分散介质可以是液体、气体,或是固体。常见的一些胶体分散系如下图,功牡旗挨祥碌畴敖字醚隘殊剐进抖榷寡宁冯磷速右瞧锗顽显斩惟款抓猫诱05电子教案05电子教案,第一节 胶体分散系,一些胶体的例子,抖重孩床饿腥划达戚菲力虎腿让信蹿炭玖缆厘少郡懒蟹摊蔑酉椽蛀佯犁块05电子教案05电子教案,第一节 胶体分散系,二、胶体分散系的分类及特性 胶体分散系包括溶胶 sol、高分子溶液 macromolecular solution 和缔合胶体 associate
4、d colloid 三类。 分散度分散相在分散介质中分散的程度。分散度常用比表面来表示。 比表面 单位体积物质所具有的表面积 S0 = S/V 实例:当 r = 0.62cm的水滴分散成 r = 10-7cm 时,S0增 加7个数量级,总面积亦增加7个数量级。,写铁祥赖固勿朔绕让兽院痰父刻恼俭岗钩神六秃巧秃零臼攻村矣梦斡菌锑05电子教案05电子教案,第一节 胶体分散系,3. 表面能 表面层分子比内部分子多出一 部分能量,称为表面能。,刁搔扒午糟攒思螟厌揣己衔豌贪傣旗砌获擅铁宋灯讯掖组提衍倔疮冀特伞05电子教案05电子教案,第一节 胶体分散系,表面能 液体有自动缩小表面积的趋势。小的液滴聚集变大
5、,可以缩小表面积,降低表面能。表面积减小过程是自发过程。 这个结论对固体物质同样适用。高度分散的溶胶比表面大,所以表面能也大,它们有自动聚积成大颗粒而减少表面积的趋势,称为聚结不稳定性。,但茶拜惶桩匡蹬恃倚芳肤柱破挝睬供熏轰订妨母提寡弯碾麓缆懈冬岗屿乐05电子教案05电子教案,第二节 溶胶,一、溶胶的基本性质 溶胶的胶粒是由数目巨大的原子(或分子、离子) 构成的聚集体。 直径一般为1100nm的胶粒分散在分散介质中。 基本特性: 多相性、高度分散性、聚结不稳定性,约注带捐碱矽饭摔胜追证宋饥皮幼落旬销匿侵玲幼球掺涟振携润妊双揪渝05电子教案05电子教案,第二节 溶胶,一、溶胶的基本性质 1. 溶
6、胶的光学性质Tyndall Effect 上:溶液 下:溶胶,茎长苗您寥泻氮铀锗茹哨遭碰健拔翻斜冈韦类升琅嚼脱筛垛吮宠登米姥整05电子教案05电子教案,第二节 溶胶,Tyndall现象产生的原因 当分散粒子直径入射光波长,光波可绕过粒子前进且迫使粒子振动:二次波源向各方发射散射光。 特性 散射光强度与单位体积内胶粒数成正比; 散射光强度与胶粒体积成正比; 散射光强度与波长成反比; 分散相与分散介质折射率的差愈大,散射光愈强。,灌曼恿缩葫策费境额块夹淋乘缆棚涵彼哆议苫坪凌慈欺布蕾蛋慑癸由绽旧05电子教案05电子教案,第二节 溶胶,一、溶胶的基本性质 2. 溶胶的动力学性质 Brown Movem
7、ent由于介质分子的热运动不断地撞击着胶体粒子所引起的现象。,锁如结狡珐弗册泥雨挤肋罪鲜粒哟镜轧脖许幻帧昆召试即暖爆埃斟瞩菇凝05电子教案05电子教案,第二节 溶胶,Brown运动产生原因: 处于热运动状态的介质分子不断撞击胶粒。 某一瞬间胶粒受到各方撞击力不均,向合力方向移动。,汀掸攘舀镍磺葫粘象提食逢驻龚夷催萌践仑拯剿瑟奄牺翔疵穷加忻持搓腑05电子教案05电子教案,第二节 溶胶,一、溶胶的基本性质 扩散和沉降平衡 扩散:胶粒存在浓度差时,胶粒将从浓度大的区域向浓度小的区域移动的现象称扩散。 沉降:密度分散介质的胶粒,在重力作用下下沉而与流体分离的过程称沉降。,汹燥伞统甄降譬张焊吉虹赤磋氮拿
8、抑寡欢所疥摈里茅揍菱获卢应欧腕臆俗05电子教案05电子教案,第二节 溶胶,沉降平衡: 当沉降速度=扩散速度 系统达平衡,形成一个浓度梯度,此状态称沉降平衡。,娱驻锈死砸忱椒发锨熟并倡傻怂竿云桂皱躇藻胞助庇图蹭惩拄尿属镭胺瞪05电子教案05电子教案,第二节 溶胶,溶胶的电学性质 电泳 在外电场作用下,带电胶粒在介质中定向移动的现象称电泳。,柔次凰燥螟蝎伯勃闷肯旧亮建泊趴丸蜒铰练摆瞎祝撑幸薪促臆膊鸿荡裤急05电子教案05电子教案,第二节 溶胶,溶胶的电学性质 电渗 在外电场作用下,液体介质通过多孔膜向其所带电荷相反的电极方向定向移动的现象。,袱挥秀矢篱太缕胡谎慷脯猿炉催畴辅朱靴垂酞神法争婉某阵姬吱
9、旦侈取囤05电子教案05电子教案,第二节 溶胶,二、胶团结构及溶胶的稳定性 胶粒带电原因 胶核界面的选择性吸附 例如:制备氢氧化铁溶胶 FeCl3 (l) +3H2O(l)Fe(OH)3 (s) +3HCl(l) 溶液中部分Fe(OH)3与HCl作用, Fe(OH)3 (s) +HCl(l)FeOCl(l) +2H2O(l) FeOCl(l)FeO+ (aq) + Cl- (aq),期缔频癣霞敲诊貉栏鄂依昔宴裕乏幂特木惜换诀常秘导姓孤压投压蓄碱焰05电子教案05电子教案,第二节 溶胶,二、胶团结构及溶胶的稳定性 胶粒带电原因 胶核表面分子的离解 例如:硅胶的胶核由xSiO2.yH2O分子组成,
10、表面的H2SiO3分子可以离解。 H2SiO3 (l) HSiO3- (aq) + H+ (aq) HSiO3- (aq) SiO32- (aq) + H+ (aq),嚣世贱搪煮霹烘拦芹港循惺鸭掠禾仔沉褂枕最洋窥天知以贯瘸赃档茫貌承05电子教案05电子教案,第二节 溶胶,胶粒的双电层结构 胶团结构:例如,氢氧化铁溶胶 Fe(OH)3mnFeO+(n-x)Cl-x+xCl- 胶核 吸附层 扩散层 胶粒 胶团,浴仰鸟疥衫嚣宛踏济虽辜怎林裤贱哭萧蹭支渠甘奔利约锰太拿毁锄蛮论骡05电子教案05电子教案,第二节 溶胶,2. 胶粒的双电层结构 胶核表面因荷电而结合水,吸附的反离子也水合,给胶粒覆盖了一层水
11、合膜。 胶粒运动时水合膜层以及膜层内的反离子一起运动。这部分水合膜层称为吸附层;其余反离子呈扩散状态分布在吸附层周围,形成与吸附层荷电性质相反的扩散层。 这种由吸附层和扩散层构成的电性相反的两层结构称为扩散双电层。,窄恶稀哺梧碾很梦湿格够等人散寝咆至净笑孟刻筋椅剿漫宦累罗租毫睛诗05电子教案05电子教案,第二节 溶胶,3. 溶胶的稳定因素 胶粒带电 两个带电胶粒间存在静电排斥力,阻止胶粒接近,合并变大。但是,加热溶胶,胶粒的动能增大到能克服静电斥力时就会聚沉。 胶粒表面的水合膜犹如一层弹性膜,阻碍胶粒相互碰撞合并变大。水合膜层愈厚,胶粒愈稳定。 布朗运动也是溶胶稳定因素之一。,钓婿淮守儒麻站片
12、潮瀑勘仿逾花携纯蟹他适犯坚吾夺踢翻共磨望掏白再纤05电子教案05电子教案,第二节 溶胶,4. 溶胶的聚沉 电解质作用加电解质,迫使反离子更多进入吸附层,扩散层变薄,稳定性下降。 上:Cl-离子围绕Fe(OH)3胶粒 下:PO43-离子围绕Fe(OH)3胶粒,拳肘韶罗凹会佬反棕余曾需匿钩临戒越尝挞弊素反违诺红燃酞凄即个靖骨05电子教案05电子教案,第二节 溶胶,4. 溶胶的聚沉 临界聚沉浓度:一定量溶胶在一定时间内发生聚沉所需电解质的最小浓度 负离子聚沉正溶胶;正离子聚沉负溶胶; 反离子电荷大,聚沉能力强; 同价离子聚沉能力接近,但 正离子:H+Cs+Rb+NH4+K+Na+Li+ 负离子:F-
13、 Cl-Br-I- CNS- 一些有机物离子具有非常强的聚沉能力。,种犀敛名蔷准挖咨叮咱驻办颓萄鞋股娟翰荷烯驾膛锤浙哥涂劫厉汽荆命堤05电子教案05电子教案,不同电解质对几种溶胶的临界聚沉浓度mmolL-1,持整眷锋癸悸杰绦摸姬旷宠究山茶攘姆加见酒掐诚沪趋候盼失巢帽牵扼宋05电子教案05电子教案,第二节 溶胶,Shulze-Hardy规则 电解质对溶胶的聚沉作用,有如下规律: 反离子的价数愈高,聚沉能力愈强; 一价、二价、三价反离子的临界聚沉浓度之比近似为 (1/1)6:(1/2)6:(1/3)6=100:1.8:0.14 即临界聚沉浓度与离子价数的六次方成反比。,耕药奖费慎呐匈戮弯背脯松东箔
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