第五章膠體Colloid1ppt課件第五章膠體Colloid1ppt課件內(nèi)容提要膠體分散系分散系的分類膠體分散系溶膠溶膠的基本性質(zhì)膠團(tuán)結(jié)構(gòu)及溶膠的穩(wěn)定性氣溶膠2ppt課件內(nèi)容提要膠體分散系2ppt課件內(nèi)容提要高分子溶液高分子化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其溶液的形成聚電解質(zhì)溶液高分子溶液穩(wěn)定性的破壞高分子溶液的滲透壓和膜平衡凝膠表面活性劑和乳狀液表面活性劑締合膠體乳狀液3ppt課件內(nèi)容提要高分子溶液3ppt課件教學(xué)基本要求了解分散系、分散度的概念。熟悉膠體分散系的特點(diǎn)。掌握溶膠的基本性質(zhì)和膠團(tuán)結(jié)構(gòu)。熟悉溶膠的穩(wěn)定因素及聚沉作用。了解高分子溶液與溶膠的區(qū)別。熟悉高分子溶液的穩(wěn)定性與破壞條件。了解高分子溶液的形成特點(diǎn)熟悉表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其在溶液中的狀態(tài)。了解兩種類型的乳狀液、乳化作用。4ppt課件教學(xué)基本要求了解分散系、分散度的概念。熟悉膠體分散系的特點(diǎn)。第一節(jié)膠體分散系一、分散系的分類分散系dispersedsystem

：一種或數(shù)種物質(zhì)分散在另一種物質(zhì)中所形成的系統(tǒng)分散相dispersedphase

：被分散的物質(zhì)分散介質(zhì)dispersionmedium

：容納分散相的連續(xù)介質(zhì)相

phase

：指體系中物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)完全相同的均勻部分界面interface

：相與相之間的接觸面5ppt課件第一節(jié)膠體分散系一、分散系的分類5ppt課件第一節(jié)膠體分散系6ppt課件第一節(jié)膠體分散系6ppt課件第一節(jié)膠體分散系二、膠體分散系膠體分散系包括溶膠、高分子溶液和締合膠體三類。膠體的分散相的粒子的大小為1~100nm，可以是一些小分子、離子或原子的聚集體，也可以是單個(gè)的大分子。分散介質(zhì)可以是液體、氣體，或是固體。7ppt課件第一節(jié)膠體分散系二、膠體分散系7ppt課件第一節(jié)膠體分散系一些膠體的例子8ppt課件第一節(jié)膠體分散系一些膠體的例子8ppt課件第一節(jié)膠體分散系二、膠體分散系分散度—分散相在分散介質(zhì)中分散的程度，分散度常用比表面來表示。比表面—單位體積物質(zhì)所具有的表面積

S0=S/V

實(shí)例：當(dāng)r=0.62cm的水滴分散成r=10-7cm時(shí)，S0增加7個(gè)數(shù)量級，總面積自由能亦增加7個(gè)數(shù)量級。9ppt課件第一節(jié)膠體分散系二、膠體分散系9ppt課件第一節(jié)膠體分散系二、膠體分散系表面能——表面層分子比內(nèi)部分子多出一部分能量，稱為表面能。10ppt課件第一節(jié)膠體分散系二、膠體分散系10ppt課件第一節(jié)膠體分散系二、膠體分散系表面能液體有自動縮小表面積的趨勢。小的液滴聚集變大，可以縮小表面積，降低表面能。表面積減小過程是自發(fā)過程。這個(gè)結(jié)論對固體物質(zhì)同樣適用。高度分散的溶膠比表面大，所以表面能也大，它們有自動聚積成大顆粒而減少表面積的趨勢，稱為聚結(jié)不穩(wěn)定性。11ppt課件第一節(jié)膠體分散系二、膠體分散系11ppt課件第二節(jié)溶膠溶膠的基本性質(zhì)溶膠的膠粒是由數(shù)目巨大的原子（或分子、離子）構(gòu)成的聚集體。直徑為1～100nm的膠粒分散在分散介質(zhì)中。基本特性：多相性、高度分散性、聚法不穩(wěn)定性12ppt課件第二節(jié)溶膠溶膠的基本性質(zhì)12ppt課件第二節(jié)溶膠溶膠的基本性質(zhì)溶膠的光學(xué)性質(zhì)—TyndallEffect上：溶液下：溶膠13ppt課件第二節(jié)溶膠溶膠的基本性質(zhì)13ppt課件第二節(jié)溶膠Tyndall現(xiàn)象產(chǎn)生的原因當(dāng)分散粒直徑＜入射光波長，光波可繞過粒子前進(jìn)且迫使粒子振動：二次波源向各方發(fā)射散射光。特性散射光強(qiáng)度與單位體積內(nèi)膠粒數(shù)成正比；散射光強(qiáng)度與膠粒體積成正比；散射光強(qiáng)度與波長成反比；分散相與分散介質(zhì)折射率的差愈大，散射光愈強(qiáng)。14ppt課件第二節(jié)溶膠Tyndall現(xiàn)象產(chǎn)生的原因14ppt課件第二節(jié)溶膠溶膠的基本性質(zhì)溶膠的動力學(xué)性質(zhì)BrownMovement—由于介質(zhì)分子的熱運(yùn)動不斷地撞擊著膠體粒子所引起的現(xiàn)象。15ppt課件第二節(jié)溶膠溶膠的基本性質(zhì)15ppt課件第二節(jié)溶膠Brown運(yùn)動產(chǎn)生原因：處于熱運(yùn)動狀態(tài)的介質(zhì)分子不斷撞擊膠粒。某一瞬間膠粒受到各方撞擊力不均，向合力方向移動。16ppt課件第二節(jié)溶膠Brown運(yùn)動產(chǎn)生原因：16ppt課件第二節(jié)溶膠溶膠的基本性質(zhì)擴(kuò)散和沉降平衡擴(kuò)散：膠粒存在濃度差時(shí)，膠粒將從濃度大的區(qū)域向濃度小的區(qū)域移動的現(xiàn)象稱擴(kuò)散。沉降：密度＞分散介質(zhì)的膠粒，在重力作用下下沉而與流體分離的過程稱沉降。17ppt課件第二節(jié)溶膠溶膠的基本性質(zhì)17ppt課件第二節(jié)溶膠沉降平衡：當(dāng)沉降速度=擴(kuò)散速度系統(tǒng)達(dá)平衡，形成一個(gè)濃度梯度，此狀態(tài)稱沉降平衡。18ppt課件第二節(jié)溶膠沉降平衡：18ppt課件第二節(jié)溶膠溶膠的電學(xué)性質(zhì)電泳在外電場作用下，帶電膠粒在介質(zhì)中定向移動的現(xiàn)象稱電泳。19ppt課件第二節(jié)溶膠溶膠的電學(xué)性質(zhì)19ppt課件第二節(jié)溶膠溶膠的電學(xué)性質(zhì)電滲在外電場作用下，液體介質(zhì)通過多孔膜向其所帶電荷相反的電極方向定向移動的現(xiàn)象。20ppt課件第二節(jié)溶膠溶膠的電學(xué)性質(zhì)20ppt課件第二節(jié)溶膠膠團(tuán)結(jié)構(gòu)及溶膠的穩(wěn)定性膠粒帶電原因膠核界面的選擇性吸附例如：制備氫氧化鐵溶膠FeCl3+3H2O→Fe(OH)3+3HCl溶液中部分Fe(OH)3與HCl作用，F(xiàn)e(OH)3+HCl→FeOCl+2H2OFeOCl→FeO++Cl-21ppt課件第二節(jié)溶膠膠團(tuán)結(jié)構(gòu)及溶膠的穩(wěn)定性21ppt課件第二節(jié)溶膠膠團(tuán)結(jié)構(gòu)及溶膠的穩(wěn)定性膠粒帶電原因膠核表面分子的離解例如：硅膠的膠核由xSiO2.yH2O分子組成，表面的H2SiO3分子可以離解。H2SiO3HSiO3-+H+HSiO3-SiO32-+H+22ppt課件第二節(jié)溶膠膠團(tuán)結(jié)構(gòu)及溶膠的穩(wěn)定性22ppt課件第二節(jié)溶膠膠粒的雙電層結(jié)構(gòu)膠團(tuán)結(jié)構(gòu)：例如，氫氧化鐵溶膠{[Fe(OH)3]m·nFeO+·(n-x)Cl-}x+·xCl-

膠核吸附層擴(kuò)散層

膠粒膠團(tuán)23ppt課件第二節(jié)溶膠膠粒的雙電層結(jié)構(gòu)23ppt課件第二節(jié)溶膠膠粒的雙電層結(jié)構(gòu)膠核表面因荷電而結(jié)合水，吸附的反離子也水合，給膠粒覆蓋了一層水合膜。膠粒運(yùn)動時(shí)水合膜層以及膜層內(nèi)的反離子一起運(yùn)動。這部分水合膜層稱為吸附層；其余反離子呈擴(kuò)散狀態(tài)分布在吸附層周圍，形成與吸附層荷電性質(zhì)相反的擴(kuò)散層。這種由吸附層和擴(kuò)散層構(gòu)成的電性相反的兩層結(jié)構(gòu)稱為擴(kuò)散雙電層。24ppt課件第二節(jié)溶膠膠粒的雙電層結(jié)構(gòu)24ppt課件第二節(jié)溶膠溶膠的穩(wěn)定因素膠粒帶電兩個(gè)帶電膠粒間存在靜電排斥力，阻止膠粒接近，合并變大。但是，加熱溶膠，膠粒的動能增大到能克服靜電斥力時(shí)就會聚沉。膠粒表面的水合膜猶如一層彈性膜，阻礙膠粒相互碰撞合并變大。水合膜層愈厚，膠粒愈穩(wěn)定。布朗運(yùn)動也是溶膠穩(wěn)定因素之一。25ppt課件第二節(jié)溶膠溶膠的穩(wěn)定因素25ppt課件第二節(jié)溶膠溶膠的聚沉電解質(zhì)作用——加電解質(zhì)，迫使反離子更多進(jìn)入吸附層，擴(kuò)散層變薄，穩(wěn)定性下降。上：Cl-離子圍繞Fe(OH)3膠粒下：PO43-離子圍繞Fe(OH)3膠粒26ppt課件第二節(jié)溶膠溶膠的聚沉26ppt課件第二節(jié)溶膠溶膠的聚沉臨界聚沉濃度：一定量溶膠在一定時(shí)間內(nèi)發(fā)生聚沉所需電解質(zhì)的最小濃度負(fù)離子聚沉正溶膠；正離子聚沉負(fù)溶膠；反離子電荷大，聚沉能力強(qiáng)；同價(jià)離子聚沉能力接近，但正離子：H+>Cs+>Rb+>NH4+>K+>Na+>Li+

負(fù)離子：F-＞Cl->Br->I->CNS-一些有機(jī)物離子具有非常強(qiáng)的聚沉能力。27ppt課件第二節(jié)溶膠溶膠的聚沉27ppt課件不同電解質(zhì)對幾種溶膠的臨界聚沉濃度/mmol·L-1

28ppt課件不同電解質(zhì)對幾種溶膠的臨界聚沉濃度/mmol·L-128p第二節(jié)溶膠Shulze-Hardy規(guī)則電解質(zhì)對溶膠的聚沉作用，有如下規(guī)律：反離子的價(jià)數(shù)愈高，聚沉能力愈強(qiáng)；一價(jià)、二價(jià)、三價(jià)反離子的臨界聚沉濃度之比近似為(1/1)6:(1/2)6:(1/3)6=100:1.8:0.14即臨界聚沉濃度與離子價(jià)數(shù)的六次方成反比。29ppt課件第二節(jié)溶膠Shulze-Hardy規(guī)則29ppt課件第二節(jié)溶膠溶膠相互聚沉——膠粒電性相反的兩種溶膠適量混合，電性中和，發(fā)生聚沉。高分子化合物對溶膠的保護(hù)作用(a)和敏化作用(b)30ppt課件第二節(jié)溶膠溶膠相互聚沉——膠粒電性相反的兩種溶膠適量混合，第二節(jié)溶膠氣溶膠（aerosol）由極小的固體或液體粒子懸浮在氣體介質(zhì)中所形成的分散系統(tǒng)稱為氣溶膠。圖示是各種氣溶膠的分散相粒子直徑的大致范圍。煙、霧的分散度較高，粉塵的分散度低，后者穩(wěn)定性要差些。31ppt課件第二節(jié)溶膠氣溶膠（aerosol）31ppt課件第三節(jié)高分子溶液高分子化合物概念：單個(gè)分子相對分子量在一萬以上的大分子。蛋白質(zhì)、核酸、糖原、存在體液中重要物質(zhì)；人體肌肉、組織；又如天然橡膠等據(jù)來源可分為天然的和合成的32ppt課件第三節(jié)高分子溶液高分子化合物概念：單個(gè)分子相對分子量在一萬第三節(jié)高分子溶液高分子溶液與溶膠性質(zhì)比較33ppt課件第三節(jié)高分子溶液高分子溶液與溶膠性質(zhì)比較33ppt課件第三節(jié)高分子溶液高分子化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及溶液的形成結(jié)構(gòu)特征：一般具有碳鏈，碳鏈由大量稱為鏈節(jié)的結(jié)構(gòu)單位連接而成，鏈節(jié)重復(fù)的次數(shù)叫聚合度，以n表示。天然橡膠鏈節(jié)為異戊二烯單位(-C5H8-)。纖維素、淀粉、糖原或高分子右旋糖酐，鏈節(jié)為葡萄糖單位(-C6H10O5-)，通式(C6H10O5)n。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位是氨基酸。34ppt課件第三節(jié)高分子溶液高分子化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及溶液的形成34pp第三節(jié)高分子溶液高分子化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及溶液的形成結(jié)構(gòu)特征：高分子化合物是不同聚合度的同系物分子組成的混和物，它的聚合度和相對分子質(zhì)量指的都是平均值。高分子化合物分子鏈的長度以及鏈節(jié)的連接方式并不相同，因而形成線狀或分枝狀結(jié)構(gòu)。35ppt課件第三節(jié)高分子溶液高分子化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及溶液的形成35pp第三節(jié)高分子溶液柔性和分子內(nèi)旋轉(zhuǎn)內(nèi)旋轉(zhuǎn)：分子鏈中許多C-C單鍵，C原子以sp3雜化，單鍵能在鍵角不變條件下繞鍵軸旋轉(zhuǎn)。柔性：內(nèi)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致碳鏈構(gòu)型改變，高分子長鏈兩端的距離也隨之改變。36ppt課件第三節(jié)高分子溶液柔性和分子內(nèi)旋轉(zhuǎn)36ppt課件第三節(jié)高分子溶液高分子溶液的形成溶脹：溶劑進(jìn)入高分子鏈，導(dǎo)致化合物舒展，體積成倍增長。高分子化合物先溶脹，后溶解。與水分子親和力很強(qiáng)的高分子化合物形成水合膜：穩(wěn)定性的主要原因。上：高分子化合物在良溶劑中下：高分子化合物在不良溶劑中37ppt課件第三節(jié)高分子溶液高分子溶液的形成上：高分子化合物在良溶劑第三節(jié)高分子溶液聚電解質(zhì)溶液蛋白質(zhì)等高分子化合物在水溶液中往往以離子形式存在，稱為聚電解質(zhì)（polyelectrolyte）特征：鏈上有荷電基團(tuán)很多電荷密度很大對極性溶劑分子的親合力很強(qiáng)分為陽離子、陰離子、兩性離子三類。38ppt課件第三節(jié)高分子溶液聚電解質(zhì)溶液38ppt課件第三節(jié)高分子溶液等電狀態(tài)和等電點(diǎn)(isoelectricpoint)pI恰好使高分子上(蛋白質(zhì))所帶正電荷量與負(fù)電荷量相等時(shí)溶液的pH，稱為等電點(diǎn)。39ppt課件第三節(jié)高分子溶液等電狀態(tài)和等電點(diǎn)(isoelectric第三節(jié)高分子溶液等電狀態(tài)和等電點(diǎn)(isoelectricpoint)pIpH>pI，蛋白質(zhì)形成負(fù)離子。pH<pI，蛋白質(zhì)形成正離子。pH=pI，蛋白質(zhì)以兩性離子存在。40ppt課件第三節(jié)高分子溶液等電狀態(tài)和等電點(diǎn)(isoelectric第三節(jié)高分子溶液高分子溶液的穩(wěn)定與破壞穩(wěn)定因素：高度溶劑化穩(wěn)定性破壞：改變pH：蛋白質(zhì)在pI時(shí)溶解度降低。加大量電解質(zhì)：降低水合程度。溫度變化。41ppt課件第三節(jié)高分子溶液高分子溶液的穩(wěn)定與破壞41ppt課件第三節(jié)高分子溶液高分子溶液的穩(wěn)定與破壞鹽析（saltingout）：因加大量無機(jī)鹽使蛋白質(zhì)從溶液中沉淀析出的作用。無機(jī)離子水合作用強(qiáng)烈，使蛋白質(zhì)的水合程度大為降低，穩(wěn)定因素受破壞而沉淀。感膠離子序：陰、陽離子鹽析能力的順序SO42->C6H5O73->C4H4O62->CH3COO->CI->NO3->Br->I->CNS-NH4+>K+>Na+>Li+42ppt課件第三節(jié)高分子溶液高分子溶液的穩(wěn)定與破壞42ppt課件第三節(jié)高分子溶液高分子溶液的穩(wěn)定與破壞于蛋白質(zhì)溶液中加入與水作用強(qiáng)烈的有機(jī)溶劑也能降低蛋白質(zhì)的水合程度，蛋白質(zhì)因脫水而沉淀。對少量電解質(zhì)不太敏感高分子溶解：高度水化系統(tǒng)，加少電解質(zhì)不足以破壞水合層。43ppt課件第三節(jié)高分子溶液高分子溶液的穩(wěn)定與破壞43ppt課件第三節(jié)高分子溶液高分子溶液的滲透壓和膜平衡高分子溶液的滲透壓將高分子溶液與溶劑用半透膜隔開，可產(chǎn)生滲透現(xiàn)象；滲透壓數(shù)值不符合Van’tHoff公式；濃度改變時(shí)，滲透壓的增加比濃度的增加要大得多。原因：高分子鏈的空隙間束縛著大量溶劑，濃度增大，單位體積內(nèi)溶劑的有效分子數(shù)明顯減小。44ppt課件第三節(jié)高分子溶液高分子溶液的滲透壓和膜平衡44ppt課件第三節(jié)高分子溶液高分子溶液的滲透壓高分子溶液滲透壓π與溶液的質(zhì)量濃度ρB(g·L-1)的關(guān)系：B是常數(shù)。通過測定，以π/ρB對ρB作圖得直線，外推至ρB→0時(shí)截距為RT/Mr。

45ppt課件第三節(jié)高分子溶液高分子溶液的滲透壓45ppt課件第三節(jié)高分子溶液膜平衡或Donnan平衡用半透膜隔開，小離子能透過而聚電解質(zhì)離子不能，但受為保持溶液的電中性，平衡時(shí)小離子在膜兩側(cè)分布不均勻。46ppt課件第三節(jié)高分子溶液膜平衡或Donnan平衡46ppt課件第三節(jié)高分子溶液平衡時(shí)，v進(jìn)=v出c(Na+)外×c(Cl-)外=c(Na+)內(nèi)×c(Cl-)內(nèi)當(dāng)c1>>c2時(shí)，x≈0，膜外幾乎一點(diǎn)也不透入膜內(nèi)。當(dāng)c2>>c1時(shí)，x≈c2/2

，膜內(nèi)外NaCl濃度近似相等。當(dāng)c2=c1時(shí)，x≈c2/2，1/3的NaCl透入膜內(nèi)。47ppt課件第三節(jié)高分子溶液平衡時(shí)，第三節(jié)高分子溶液凝膠高分子溶液粘度變大，失去流動性，形成有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的半固態(tài)物質(zhì)，稱為凝膠（gel）。剛性凝膠：粒子間交聯(lián)強(qiáng)，網(wǎng)狀骨架堅(jiān)固，若將其干燥，網(wǎng)孔中的液體可被驅(qū)出，凝膠的體積和外形無明顯變化。彈性凝膠：由柔性高分子化合物形成，干燥后，體積明顯縮小，有彈性，再放到合適的液體中，它又會溶脹變大，甚至完全溶解。48ppt課件第三節(jié)高分子溶液凝膠48ppt課件第四節(jié)表面活性劑和乳狀液表面活性劑能顯著降低水表面張力的物質(zhì)稱為表面活性劑（1）NaCl、NH4Cl等無機(jī)鹽及蔗糖、甘露醇等多羥基有機(jī)物，升高水的表面張力；（2）醇、醛、羧酸、酯等大多數(shù)有機(jī)物，逐漸降低水的表面張力；（3）肥皂及各種合成洗滌劑（含8個(gè)碳原子以上的直鏈有機(jī)酸金屬鹽、硫酸鹽或苯磺酸鹽），顯著降低水的表面張力。49ppt課件第四節(jié)表面活性劑和乳狀液表面活性劑49ppt課件第四節(jié)表面活性劑和乳狀液表面活性劑表面活性物質(zhì)在溶液中能形成正吸附表面活性物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)含有疏水性非極性基團(tuán)和親水性極性基團(tuán)，親水基端進(jìn)入水中，疏水基端離開水相，在水表面定向排列，從而降低表面張力。50ppt課件第四節(jié)表面活性劑和乳狀液表面活性劑50ppt課件第四節(jié)表面活性劑和乳狀液締合膠體表面活性劑達(dá)到一定量，在水相表面定向排列的同時(shí)，疏水基相互緊靠，逐漸聚集，形成親水基朝外而疏水基在內(nèi)的膠束。由膠束形成的溶液稱為締合膠體。由于膠束的形成減小了疏水基與水的接觸面積，從而使系統(tǒng)穩(wěn)定。51ppt課件第四節(jié)表面活性劑和乳狀液締合膠體51ppt課件第四節(jié)表面活性劑和乳狀液締合膠體開始形成膠束時(shí)表面活性劑的最低濃度稱為臨界膠束濃度（CMC），數(shù)值受溫度、表面活性劑用量、分子締合程度、溶液pH值及電解質(zhì)的影響。接近CMC，膠束呈球形。濃度增大，膠束成為圓柱形乃至板層形。表面活性劑可使不溶于水的油脂或其它有機(jī)物裹在其中形成膠束，稱為增溶。

52ppt課件第四節(jié)表面活性劑和乳狀液締合膠體52ppt課件第四節(jié)表面活性劑和乳狀液乳狀液乳狀液是不相溶的分散相液體分散在另一種液體中所成的粗分散系。其中一相是水，另一相統(tǒng)稱為油。乳狀液屬于不穩(wěn)定系統(tǒng)。要穩(wěn)定乳狀液，須有乳化劑，常用的是表面活性劑。乳狀液可分為“水包油”（O/W）和“油包水”（W/O）兩種類型。53ppt課件第四節(jié)表面活性劑和乳狀液乳狀液53ppt課件第五章膠體Colloid54ppt課件第五章膠體Colloid1ppt課件內(nèi)容提要膠體分散系分散系的分類膠體分散系溶膠溶膠的基本性質(zhì)膠團(tuán)結(jié)構(gòu)及溶膠的穩(wěn)定性氣溶膠55ppt課件內(nèi)容提要膠體分散系2ppt課件內(nèi)容提要高分子溶液高分子化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其溶液的形成聚電解質(zhì)溶液高分子溶液穩(wěn)定性的破壞高分子溶液的滲透壓和膜平衡凝膠表面活性劑和乳狀液表面活性劑締合膠體乳狀液56ppt課件內(nèi)容提要高分子溶液3ppt課件教學(xué)基本要求了解分散系、分散度的概念。熟悉膠體分散系的特點(diǎn)。掌握溶膠的基本性質(zhì)和膠團(tuán)結(jié)構(gòu)。熟悉溶膠的穩(wěn)定因素及聚沉作用。了解高分子溶液與溶膠的區(qū)別。熟悉高分子溶液的穩(wěn)定性與破壞條件。了解高分子溶液的形成特點(diǎn)熟悉表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其在溶液中的狀態(tài)。了解兩種類型的乳狀液、乳化作用。57ppt課件教學(xué)基本要求了解分散系、分散度的概念。熟悉膠體分散系的特點(diǎn)。第一節(jié)膠體分散系一、分散系的分類分散系dispersedsystem

：一種或數(shù)種物質(zhì)分散在另一種物質(zhì)中所形成的系統(tǒng)分散相dispersedphase

：被分散的物質(zhì)分散介質(zhì)dispersionmedium

：容納分散相的連續(xù)介質(zhì)相

phase

：指體系中物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)完全相同的均勻部分界面interface

：相與相之間的接觸面58ppt課件第一節(jié)膠體分散系一、分散系的分類5ppt課件第一節(jié)膠體分散系59ppt課件第一節(jié)膠體分散系6ppt課件第一節(jié)膠體分散系二、膠體分散系膠體分散系包括溶膠、高分子溶液和締合膠體三類。膠體的分散相的粒子的大小為1~100nm，可以是一些小分子、離子或原子的聚集體，也可以是單個(gè)的大分子。分散介質(zhì)可以是液體、氣體，或是固體。60ppt課件第一節(jié)膠體分散系二、膠體分散系7ppt課件第一節(jié)膠體分散系一些膠體的例子61ppt課件第一節(jié)膠體分散系一些膠體的例子8ppt課件第一節(jié)膠體分散系二、膠體分散系分散度—分散相在分散介質(zhì)中分散的程度，分散度常用比表面來表示。比表面—單位體積物質(zhì)所具有的表面積

S0=S/V

實(shí)例：當(dāng)r=0.62cm的水滴分散成r=10-7cm時(shí)，S0增加7個(gè)數(shù)量級，總面積自由能亦增加7個(gè)數(shù)量級。62ppt課件第一節(jié)膠體分散系二、膠體分散系9ppt課件第一節(jié)膠體分散系二、膠體分散系表面能——表面層分子比內(nèi)部分子多出一部分能量，稱為表面能。63ppt課件第一節(jié)膠體分散系二、膠體分散系10ppt課件第一節(jié)膠體分散系二、膠體分散系表面能液體有自動縮小表面積的趨勢。小的液滴聚集變大，可以縮小表面積，降低表面能。表面積減小過程是自發(fā)過程。這個(gè)結(jié)論對固體物質(zhì)同樣適用。高度分散的溶膠比表面大，所以表面能也大，它們有自動聚積成大顆粒而減少表面積的趨勢，稱為聚結(jié)不穩(wěn)定性。64ppt課件第一節(jié)膠體分散系二、膠體分散系11ppt課件第二節(jié)溶膠溶膠的基本性質(zhì)溶膠的膠粒是由數(shù)目巨大的原子（或分子、離子）構(gòu)成的聚集體。直徑為1～100nm的膠粒分散在分散介質(zhì)中?；咎匦裕憾嘞嘈浴⒏叨确稚⑿?、聚法不穩(wěn)定性65ppt課件第二節(jié)溶膠溶膠的基本性質(zhì)12ppt課件第二節(jié)溶膠溶膠的基本性質(zhì)溶膠的光學(xué)性質(zhì)—TyndallEffect上：溶液下：溶膠66ppt課件第二節(jié)溶膠溶膠的基本性質(zhì)13ppt課件第二節(jié)溶膠Tyndall現(xiàn)象產(chǎn)生的原因當(dāng)分散粒直徑＜入射光波長，光波可繞過粒子前進(jìn)且迫使粒子振動：二次波源向各方發(fā)射散射光。特性散射光強(qiáng)度與單位體積內(nèi)膠粒數(shù)成正比；散射光強(qiáng)度與膠粒體積成正比；散射光強(qiáng)度與波長成反比；分散相與分散介質(zhì)折射率的差愈大，散射光愈強(qiáng)。67ppt課件第二節(jié)溶膠Tyndall現(xiàn)象產(chǎn)生的原因14ppt課件第二節(jié)溶膠溶膠的基本性質(zhì)溶膠的動力學(xué)性質(zhì)BrownMovement—由于介質(zhì)分子的熱運(yùn)動不斷地撞擊著膠體粒子所引起的現(xiàn)象。68ppt課件第二節(jié)溶膠溶膠的基本性質(zhì)15ppt課件第二節(jié)溶膠Brown運(yùn)動產(chǎn)生原因：處于熱運(yùn)動狀態(tài)的介質(zhì)分子不斷撞擊膠粒。某一瞬間膠粒受到各方撞擊力不均，向合力方向移動。69ppt課件第二節(jié)溶膠Brown運(yùn)動產(chǎn)生原因：16ppt課件第二節(jié)溶膠溶膠的基本性質(zhì)擴(kuò)散和沉降平衡擴(kuò)散：膠粒存在濃度差時(shí)，膠粒將從濃度大的區(qū)域向濃度小的區(qū)域移動的現(xiàn)象稱擴(kuò)散。沉降：密度＞分散介質(zhì)的膠粒，在重力作用下下沉而與流體分離的過程稱沉降。70ppt課件第二節(jié)溶膠溶膠的基本性質(zhì)17ppt課件第二節(jié)溶膠沉降平衡：當(dāng)沉降速度=擴(kuò)散速度系統(tǒng)達(dá)平衡，形成一個(gè)濃度梯度，此狀態(tài)稱沉降平衡。71ppt課件第二節(jié)溶膠沉降平衡：18ppt課件第二節(jié)溶膠溶膠的電學(xué)性質(zhì)電泳在外電場作用下，帶電膠粒在介質(zhì)中定向移動的現(xiàn)象稱電泳。72ppt課件第二節(jié)溶膠溶膠的電學(xué)性質(zhì)19ppt課件第二節(jié)溶膠溶膠的電學(xué)性質(zhì)電滲在外電場作用下，液體介質(zhì)通過多孔膜向其所帶電荷相反的電極方向定向移動的現(xiàn)象。73ppt課件第二節(jié)溶膠溶膠的電學(xué)性質(zhì)20ppt課件第二節(jié)溶膠膠團(tuán)結(jié)構(gòu)及溶膠的穩(wěn)定性膠粒帶電原因膠核界面的選擇性吸附例如：制備氫氧化鐵溶膠FeCl3+3H2O→Fe(OH)3+3HCl溶液中部分Fe(OH)3與HCl作用，F(xiàn)e(OH)3+HCl→FeOCl+2H2OFeOCl→FeO++Cl-74ppt課件第二節(jié)溶膠膠團(tuán)結(jié)構(gòu)及溶膠的穩(wěn)定性21ppt課件第二節(jié)溶膠膠團(tuán)結(jié)構(gòu)及溶膠的穩(wěn)定性膠粒帶電原因膠核表面分子的離解例如：硅膠的膠核由xSiO2.yH2O分子組成，表面的H2SiO3分子可以離解。H2SiO3HSiO3-+H+HSiO3-SiO32-+H+75ppt課件第二節(jié)溶膠膠團(tuán)結(jié)構(gòu)及溶膠的穩(wěn)定性22ppt課件第二節(jié)溶膠膠粒的雙電層結(jié)構(gòu)膠團(tuán)結(jié)構(gòu)：例如，氫氧化鐵溶膠{[Fe(OH)3]m·nFeO+·(n-x)Cl-}x+·xCl-

膠核吸附層擴(kuò)散層

膠粒膠團(tuán)76ppt課件第二節(jié)溶膠膠粒的雙電層結(jié)構(gòu)23ppt課件第二節(jié)溶膠膠粒的雙電層結(jié)構(gòu)膠核表面因荷電而結(jié)合水，吸附的反離子也水合，給膠粒覆蓋了一層水合膜。膠粒運(yùn)動時(shí)水合膜層以及膜層內(nèi)的反離子一起運(yùn)動。這部分水合膜層稱為吸附層；其余反離子呈擴(kuò)散狀態(tài)分布在吸附層周圍，形成與吸附層荷電性質(zhì)相反的擴(kuò)散層。這種由吸附層和擴(kuò)散層構(gòu)成的電性相反的兩層結(jié)構(gòu)稱為擴(kuò)散雙電層。77ppt課件第二節(jié)溶膠膠粒的雙電層結(jié)構(gòu)24ppt課件第二節(jié)溶膠溶膠的穩(wěn)定因素膠粒帶電兩個(gè)帶電膠粒間存在靜電排斥力，阻止膠粒接近，合并變大。但是，加熱溶膠，膠粒的動能增大到能克服靜電斥力時(shí)就會聚沉。膠粒表面的水合膜猶如一層彈性膜，阻礙膠粒相互碰撞合并變大。水合膜層愈厚，膠粒愈穩(wěn)定。布朗運(yùn)動也是溶膠穩(wěn)定因素之一。78ppt課件第二節(jié)溶膠溶膠的穩(wěn)定因素25ppt課件第二節(jié)溶膠溶膠的聚沉電解質(zhì)作用——加電解質(zhì)，迫使反離子更多進(jìn)入吸附層，擴(kuò)散層變薄，穩(wěn)定性下降。上：Cl-離子圍繞Fe(OH)3膠粒下：PO43-離子圍繞Fe(OH)3膠粒79ppt課件第二節(jié)溶膠溶膠的聚沉26ppt課件第二節(jié)溶膠溶膠的聚沉臨界聚沉濃度：一定量溶膠在一定時(shí)間內(nèi)發(fā)生聚沉所需電解質(zhì)的最小濃度負(fù)離子聚沉正溶膠；正離子聚沉負(fù)溶膠；反離子電荷大，聚沉能力強(qiáng)；同價(jià)離子聚沉能力接近，但正離子：H+>Cs+>Rb+>NH4+>K+>Na+>Li+

負(fù)離子：F-＞Cl->Br->I->CNS-一些有機(jī)物離子具有非常強(qiáng)的聚沉能力。80ppt課件第二節(jié)溶膠溶膠的聚沉27ppt課件不同電解質(zhì)對幾種溶膠的臨界聚沉濃度/mmol·L-1

81ppt課件不同電解質(zhì)對幾種溶膠的臨界聚沉濃度/mmol·L-128p第二節(jié)溶膠Shulze-Hardy規(guī)則電解質(zhì)對溶膠的聚沉作用，有如下規(guī)律：反離子的價(jià)數(shù)愈高，聚沉能力愈強(qiáng)；一價(jià)、二價(jià)、三價(jià)反離子的臨界聚沉濃度之比近似為(1/1)6:(1/2)6:(1/3)6=100:1.8:0.14即臨界聚沉濃度與離子價(jià)數(shù)的六次方成反比。82ppt課件第二節(jié)溶膠Shulze-Hardy規(guī)則29ppt課件第二節(jié)溶膠溶膠相互聚沉——膠粒電性相反的兩種溶膠適量混合，電性中和，發(fā)生聚沉。高分子化合物對溶膠的保護(hù)作用(a)和敏化作用(b)83ppt課件第二節(jié)溶膠溶膠相互聚沉——膠粒電性相反的兩種溶膠適量混合，第二節(jié)溶膠氣溶膠（aerosol）由極小的固體或液體粒子懸浮在氣體介質(zhì)中所形成的分散系統(tǒng)稱為氣溶膠。圖示是各種氣溶膠的分散相粒子直徑的大致范圍。煙、霧的分散度較高，粉塵的分散度低，后者穩(wěn)定性要差些。84ppt課件第二節(jié)溶膠氣溶膠（aerosol）31ppt課件第三節(jié)高分子溶液高分子化合物概念：單個(gè)分子相對分子量在一萬以上的大分子。蛋白質(zhì)、核酸、糖原、存在體液中重要物質(zhì)；人體肌肉、組織；又如天然橡膠等據(jù)來源可分為天然的和合成的85ppt課件第三節(jié)高分子溶液高分子化合物概念：單個(gè)分子相對分子量在一萬第三節(jié)高分子溶液高分子溶液與溶膠性質(zhì)比較86ppt課件第三節(jié)高分子溶液高分子溶液與溶膠性質(zhì)比較33ppt課件第三節(jié)高分子溶液高分子化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及溶液的形成結(jié)構(gòu)特征：一般具有碳鏈，碳鏈由大量稱為鏈節(jié)的結(jié)構(gòu)單位連接而成，鏈節(jié)重復(fù)的次數(shù)叫聚合度，以n表示。天然橡膠鏈節(jié)為異戊二烯單位(-C5H8-)。纖維素、淀粉、糖原或高分子右旋糖酐，鏈節(jié)為葡萄糖單位(-C6H10O5-)，通式(C6H10O5)n。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位是氨基酸。87ppt課件第三節(jié)高分子溶液高分子化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及溶液的形成34pp第三節(jié)高分子溶液高分子化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及溶液的形成結(jié)構(gòu)特征：高分子化合物是不同聚合度的同系物分子組成的混和物，它的聚合度和相對分子質(zhì)量指的都是平均值。高分子化合物分子鏈的長度以及鏈節(jié)的連接方式并不相同，因而形成線狀或分枝狀結(jié)構(gòu)。88ppt課件第三節(jié)高分子溶液高分子化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及溶液的形成35pp第三節(jié)高分子溶液柔性和分子內(nèi)旋轉(zhuǎn)內(nèi)旋轉(zhuǎn)：分子鏈中許多C-C單鍵，C原子以sp3雜化，單鍵能在鍵角不變條件下繞鍵軸旋轉(zhuǎn)。柔性：內(nèi)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致碳鏈構(gòu)型改變，高分子長鏈兩端的距離也隨之改變。89ppt課件第三節(jié)高分子溶液柔性和分子內(nèi)旋轉(zhuǎn)36ppt課件第三節(jié)高分子溶液高分子溶液的形成溶脹：溶劑進(jìn)入高分子鏈，導(dǎo)致化合物舒展，體積成倍增長。高分子化合物先溶脹，后溶解。與水分子親和力很強(qiáng)的高分子化合物形成水合膜：穩(wěn)定性的主要原因。上：高分子化合物在良溶劑中下：高分子化合物在不良溶劑中90ppt課件第三節(jié)高分子溶液高分子溶液的形成上：高分子化合物在良溶劑第三節(jié)高分子溶液聚電解質(zhì)溶液蛋白質(zhì)等高分子化合物在水溶液中往往以離子形式存在，稱為聚電解質(zhì)（polyelectrolyte）特征：鏈上有荷電基團(tuán)很多電荷密度很大對極性溶劑分子的親合力很強(qiáng)分為陽離子、陰離子、兩性離子三類。91ppt課件第三節(jié)高分子溶液聚電解質(zhì)溶液38ppt課件第三節(jié)高分子溶液等電狀態(tài)和等電點(diǎn)(isoelectricpoint)pI恰好使高分子上(蛋白質(zhì))所帶正電荷量與負(fù)電荷量相等時(shí)溶液的pH，稱為等電點(diǎn)。92ppt課件第三節(jié)高分子溶液等電狀態(tài)和等電點(diǎn)(isoelectric第三節(jié)高分子溶液等電狀態(tài)和等電點(diǎn)(isoelectricpoint)pIpH>pI，蛋白質(zhì)形成負(fù)離子。pH<pI，蛋白質(zhì)形成正離子。pH=pI，蛋白質(zhì)以兩性離子存在。93ppt課件第三節(jié)高分子溶液等電狀態(tài)和等電點(diǎn)(isoelectric第三節(jié)高分子溶液高分子溶液的穩(wěn)定與破壞穩(wěn)定因素：高度溶劑化穩(wěn)定性破壞：改變pH：蛋白質(zhì)在pI時(shí)溶解度降低。加大量電解質(zhì)：降低水合程度。溫度變化。94ppt課件第三節(jié)高分子溶液高分子溶液的穩(wěn)定與破壞41ppt課件第三節(jié)高分子溶液高分子溶液的穩(wěn)定與破壞鹽析（saltingout）：因加大量無機(jī)鹽使蛋白質(zhì)從溶液中沉淀析出的作用。無機(jī)離子水合作用強(qiáng)烈，使蛋白質(zhì)的水合程度大為降低，穩(wěn)定因素受破壞而沉淀。感膠離子序：陰、陽離子鹽析能力的順序SO42->C6H5O73->C4H4O62->CH3COO->CI->NO3->Br->I->CNS-NH4+>K+>Na+>Li+95ppt課件第三節(jié)高分子溶液高分子溶液的穩(wěn)定與破壞42ppt課件第三節(jié)高分子溶液高分子溶液的穩(wěn)定與破壞于蛋白質(zhì)溶液中加入與水作用強(qiáng)烈的有機(jī)溶劑也能降低蛋白質(zhì)的水合程度，蛋白質(zhì)因脫水而沉淀。對少量電解質(zhì)不太敏感高分子溶解：高度水化系統(tǒng)，加少電解質(zhì)不足以破壞水合層。96ppt課件第三節(jié)高分子溶液高分子溶液的穩(wěn)定與破壞43ppt課件第三節(jié)高分子溶液高分子溶液的滲透壓和膜平衡高分子溶液的滲透壓將高分子溶液與溶劑用半透膜隔開，可產(chǎn)生滲透現(xiàn)象；滲透壓數(shù)值不符合Van’tHoff公式；濃度改變時(shí)，滲透壓的增加比濃度的增加要大得多。原因：高分子鏈的空隙間束縛著大量溶劑，濃度增大，單位體積內(nèi)溶劑的有效分子數(shù)明顯減小。97ppt課件第三節(jié)高分子溶液高分子溶液的滲透壓和膜平衡44ppt課件第三節(jié)高分子溶液高分子溶液的滲透壓高分子溶液滲透壓π與溶液的質(zhì)量濃度ρB(g·L-1)的關(guān)系：B是常數(shù)。通過測定，以π/