膠體與界面化學名稱粒子大小特性粗分散體系>0.1μm熱力學不穩(wěn)定，動力學也不穩(wěn)定，不擴散，不滲析，在顯微鏡下可見膠體10-9～10-6m熱力學穩(wěn)定，但動力學穩(wěn)定，擴散慢，不滲析，能通過濾紙，在超顯微鏡下可見分子分散體系<10-9m熱力學穩(wěn)定的均相體系，能透過半透膜，在超顯微鏡下不可見一膠體顆粒直徑在10-9-10-6m（1nm～1μm）的物質（不管其聚集狀態(tài)是氣體、液體還是固體）稱為膠體。1什么是膠體？膠體定義的理解1、膠體是任何一種物質，只要其至少一維直徑在1—1000nm就行。2、膠體研究的粒子大小為1—1000nm，說明膠體的比表面積是非常大的。3、膠體往往不單獨存在，它總是一種物質以一定的顆粒分散于另一種介質中。因而是多相分散體系。

一提起膠體，有不少人就覺得應該是一種粘粘糊糊的液體．其實不盡然，膠體的范圍十分廣泛，比如我們吃的饅頭、喝的稀粥、豆?jié){，用的墨水、牙膏；早晨的霧，煙囪里冒出的黑煙，名貴的珍珠、瑪瑙、水晶等都屬于膠體的范疇．毫不夸張地說，我們所處的世界就是一個膠體世界分散體系

自然界沒有絕對的純物質，所謂純都是相對的。整個自然界都是由分散體系組成的。

一種物質以細小顆粒均勻分布在另一種物質當中

分散介質分散相水小油滴

水小土粒水蔗糖分子乳濁液(油水)懸濁液(泥水)溶液(蔗糖溶液)分散介質分散相

氣液固液固氣分散相分散介質2膠體分散體系的分類①根據(jù)分散相和分散介質物質的狀態(tài)分類分散介質

分散相

體系

實例

氣

液固氣溶膠

霧

煙、塵

液

氣

液

固液溶膠

泡沫乳狀液（牛奶、石油）

油漆

固

氣液

固

固溶膠

浮石、泡沫塑料

珍珠、某些寶石

合金、有色玻璃

說明：有些分散體系，如乳狀液、泡沫、懸浮體等，其分散相顆粒已大于膠粒尺寸(

10–9-

10–7m

)，屬粗分散體系。盡管如此，這樣的體系仍有很大的相界面，與憎液溶膠一樣屬于熱力學不穩(wěn)定體系。因此，有時也把它們歸入膠體體系來討論。

②以結構、穩(wěn)定性分類

1）憎液溶膠（簡稱：溶膠）膠粒由許多分子組成，體系的相界面大，界面能高，所以極易被破壞而聚沉，并且不能恢復溶膠原態(tài)。憎液溶膠是熱力學不穩(wěn)定體系。膠粒與液體介質之間的親合性弱，所以叫憎液溶膠

2）親液溶膠親液溶膠又稱：大分子化合物溶液、分子溶膠。溶液中分子的大小在膠體范圍內.具有膠體的一些特性，如擴散慢、不透過半透膜以及丁鐸爾效應等。但親液溶膠是以單個分子為分散相的真溶液（單相體系），與介質無相界面。親液溶膠具有熱力學熱穩(wěn)定性和聚沉可逆性。分子分散相和液體介質間有很大的親合能力，所以叫親液溶膠。名稱性質比較舉例親和力大小沉降時帶介質的情況憎液溶膠大√高分子溶液親液溶膠小溶膠性質憎液溶膠親液溶膠電解質的存在必要的穩(wěn)定因素非必要的穩(wěn)定因素對電解質的穩(wěn)定性低很高聚沉的可逆性不可逆可逆電鏡下的可見性可見不可見黏度與溶劑差別小比溶劑大滲透壓小顯著粒子所帶電荷固定，不易變電荷pH隨而變大分子溶液與溶膠性質的對比性質溶膠大分子溶液粒子大小11000nm11000nm分散質存在形式若干分子形成的膠粒單個分子能否透過半透膜不能不能擴散速度慢慢系統(tǒng)性質多相、熱力學不穩(wěn)定系統(tǒng)均相、熱力學穩(wěn)定系統(tǒng)丁鐸爾效應強微弱粘度大小小(與純溶劑粘度相似)大對電解質的敏感性敏感(加入少量電解質就會聚沉）不敏感(加入大量電解質會發(fā)生鹽析）舉例空氣看成是一種氣溶膠

習慣上大氣氣溶膠是指大氣中懸浮著的各種固態(tài)和液態(tài)粒子（霾、飄塵、煙霧、冰晶、云霧滴、雨滴、雪花、霰、冰雹等）。

泡沫

泡沫是氣體分散在液體或固體中形成的分散體系。分散相：氣體分散介質：液體/固體需泡沫與不要泡沫的工業(yè)應用需到泡沫泡沫滅火器水泥礦物浮選及除污泥清潔用品玩具需要抑泡及消泡微生物發(fā)酵造紙廢水排放乳化涂料電鍍工業(yè)清洗

乳狀液的類型

乳狀液

乳狀液是一種液體以直徑大于100nm的細小液滴(分散相)在另一種互不相溶的液體(分散介質)中所形成的粗粒分散系。

僅僅兩種不相容的純液體（如油和水）并不能形成乳狀液，它們必須在乳化劑（如肥皂）的作用下才能穩(wěn)定。

如牛奶，含水石油，乳化農藥等。乳狀液可分為兩大類型水包油，O/W，油分散在水中油包水，W/O，水分散在油中O/W(水包油型)W/O(油包水型)在適當?shù)娜榛瘎l件下，可形成O/W(水包油型)或W/O(油包水型)乳狀液。O/W型:

牛奶、魚肝油乳劑、農藥乳劑等；W/O型:

油劑青霉素注射液、原油等。

砂粒、昆蟲、氣泡、碎屑等外物落入珠母貝體內，外套膜分泌的珍 珠質沉積在外物上形成的物體。珍珠由圓黑珍珠、水滴形白珍珠、18K白色金配鑲鉆石而成；珍珠吊耳環(huán)價格409萬港元成交；亞洲之珠全球第二，重605g.1628年在波斯灣采集，被波斯王蒙烏爾買下。100年后將其贈給中國乾隆皇帝，慈禧太后獲得后給配上一塊“璧璽”，1908年八國聯(lián)軍搶走。1918年出現(xiàn)在香港。后被一對比利時夫婦盜走。二戰(zhàn)后在法國被拍賣，現(xiàn)仍在法國。希望珍珠世界名珠-“希望珍珠”（HopePearl），是淡水珠，長5cm，最大周長11.5cm，重86.4克。1886年投入市場，1974年被一收藏家用20萬美金收藏?，F(xiàn)陳列于大不列顛國家歷史博物館。

最大的天然海水珍珠

1934年在菲律賓回教部落發(fā)現(xiàn)，重8.266kg,因酷似“阿拉”，將其命名委“真主之珠”。又因像“老子”，稱“老子之珠”?，F(xiàn)報價650萬美金。

世界上最大的天然淡水珍珠-太湖神珠1987年一農民在太湖購珠母蚌時獲得（15年齡），重194.81g。它是世界上最大的天然淡水珍珠，1997年被香港商人60萬購買。土壤也是一種分散系，其分散相是土粒，分散介質是水。通常條件下，直徑小于2um（或1um）的土粒便具有膠體的性質，因而被視為土壤膠體顆粒膠體分散系是土壤中最活躍的部分，它是土壤各種物、化性質的基礎土壤

土壤膠體表面所吸附的陽離子，與土壤溶液中的陽離子或不同膠體上的陽離子相互交換的作用，稱為陽離子交換作用。

土壤膠粒Ca2+

+2KCl=土壤膠粒K+K++CaCl2陽離子交換作用對土壤中養(yǎng)分的保持和供應起著重要作用。當土壤溶液中陽離子吸附在膠體上時，表示陽離子養(yǎng)分的暫時保蓄，即保肥過程；當膠體上的陽離子解離至土壤溶液中時，表示養(yǎng)分的釋放，即供肥過程。

土壤的陽離子交換豆腐凝膠

豆腐凝膠的發(fā)展

大豆源于中國，在五六千年前已是一種主要作物。商代甲骨文中有大豆。我國古代稱豆為“菽”，如今拉丁語、俄語、英語中的大豆(soybean)都源自“菽”的發(fā)音。

制作豆腐的原理

鹵水點豆腐的原理：因為豆腐的原料黃豆富含蛋白質，蛋白質含量36%～40%，經(jīng)水浸、磨漿、除渣、加熱，得到的蛋白質的膠體(一種介于溶液和懸濁液、乳濁液之間的混合物)。點豆腐就是設法使蛋白質發(fā)生凝聚而與水分離。

鹽鹵是結晶氯化鎂的水溶液，屬電解質溶液，可以中和膠體微粒表面吸附的離子的電荷，使蛋白質分子凝聚起來得到豆腐。既然點豆腐是讓蛋白質發(fā)生凝聚，所采用的凝膠劑就不一定是非鹽鹵不可，其他如石膏、酯酸、檸檬酸等都有相同的作用，都可用來點豆腐。這里還有值得一提的是，近年來在市場上銷售一種盒裝豆腐，它潔白細膩，質量明顯高于傳統(tǒng)方法制做的豆腐，原來，它的凝固劑采用了一種新的化學物質——葡萄糖酸內酯，這也是新科技用于食品加工的一個例子。明礬的凈水原理明礬是由硫酸鉀和硫酸鋁混合組成的復鹽。明礬一碰到水，就會發(fā)生化學變化。硫酸鋁和水起化學變化后生成白色絮狀的沉淀——氫氧化鋁。這種氫氧化鋁，是一種膠體粒子，帶有電荷。所不同的是，氫氧化鋁膠粒帶正電。它一碰上帶負電的泥沙膠粒，彼此就中和了并且很快聚結在一起，粒子越結越大，就沉入水底。這樣，水就變得清澈干凈了。為什么兩種不同牌號的墨水不能混合使用？

因為墨水為膠體，不同牌號的墨水其膠粒所帶的電荷的電性可能不同。當兩種不同牌號的墨水混合使用時，膠粒的電荷被中和，墨水膠體發(fā)生聚沉，固體顆粒會堵塞筆孔，造成鋼筆下水不暢。因此，兩種不同牌號的墨水不能混合使用?！叭侵蕖笔窃鯓有纬傻?？

在河流入海口，如上海，是因為河水和海水的成分不同，所含的膠體微粒就不同，當帶正電的微粒與帶負電微粒相遇時，就發(fā)生膠體的聚沉，產生了沉淀。血液血液本身就是由血球在血漿中形成的膠體分散系，與血液有關的疾病的一些治療、診斷方法就利用了膠體的性質，如血液透析、血清紙上電泳等。在醫(yī)學上，越來越多地利用高度分散的膠體來檢驗或治療疾病，如膠態(tài)磁流體治癌術是將磁性物質制成膠體粒子，作為藥物的載體，在磁場作用下將藥物送到病灶，從而提高療效。3膠體的基本特性

1、粒度小、分散度高、比表面積大

巨大的比表面積使體系中處在表面的分子或原子所占比例加大，因而使膠體體系具有很強的吸附能力。

2特殊的運動性質

3特殊的穩(wěn)定性

外力膠體狀態(tài)分散粗分散狀態(tài)化學劑3強烈的尺寸效應粒徑的減小，使得材料性質發(fā)生大的變化：如熔點、電學性質、力學性質等。

由圖可以看出：d>10nm熔點下降很少d<10nm,

熔點開始明顯下降;d<3-5nm時,熔點開始急劇下降.近年了，物理學和生命科學的發(fā)展給膠體化學增加了新的內容，例如：超細顆粒三、膠體與界面化學研究涉及領域★農業(yè)★生物學與醫(yī)學★日用品的生產與使用★輕工業(yè)★環(huán)境科學★分析化學★材料★海洋科學★天文與氣象學★油田開發(fā)膠體化學的發(fā)展史古老而年輕的科學史

前：陶器漢朝：纖維造紙后漢：墨的發(fā)明、豆腐制作古埃及：木材浸水膨脹來破裂山巖瑞典：化學家Scheele于1777年木炭

吸附氣體實驗俄羅斯：1809年化學家Рейсс土粒的電泳現(xiàn)象英國：1829年Brown發(fā)現(xiàn)了Brown運動一八六一年以前煉丹制備金汁，這是懸浮于水中的金微粒，最早的納米粒子活性炭公元前五世紀，古希臘的醫(yī)學創(chuàng)始人希波克拉底已知用炭可以除去腐敗傷口的污穢氣味，這是氣體吸附的早期應用1777年,瑞典化學家做木炭吸附氣體的實驗1809年,俄國化學家Scheele發(fā)現(xiàn)土粒的電泳現(xiàn)象1829年,英國植物學家Brown觀察花粉的布朗運動1861年，英國科學家Graham系統(tǒng)研究，區(qū)分晶體和膠體的概念，提出名詞，如：膠體、溶膠、凝膠、膠溶、滲析等。溶液水半透膜ThomasGraham實驗ResultsI:一些物質，如氯化鈉等無機鹽，可以透過半透膜，溶液蒸干后，溶質以晶體形式析出。晶體II：如氫氧化鐵、蛋白質等，其溶液不能透過半透膜，蒸干后，以粘稠形式出現(xiàn)。膠體1861年1861年，膠體化學作為一門學科，創(chuàng)始人英國科學家ThomasGraham提出膠體概念1903年，Zsigmondy（