《胶体化学合精选PPT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《胶体化学合精选PPT.ppt（167页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、关于胶体化学合关于胶体化学合第1页，讲稿共167张，创作于星期三前言前言n一、分散体系分散体系n二、二、胶体化学的定义胶体化学的定义n三、胶体化学研究的体系三、胶体化学研究的体系n四、胶体化学解决的问题四、胶体化学解决的问题第2页，讲稿共167张，创作于星期三一、分散体系一、分散体系n定义：一种或几种物质分散在另一定义：一种或几种物质分散在另一 种物质中形成的体系。种物质中形成的体系。n举例：奶油，油漆举例：奶油，油漆n分散相、分散介质分散相、分散介质n分类：按聚集状态分类分类：按聚集状态分类 按分散相质点大小分类按分散相质点大小分类第3页，讲稿共167张，创作于星期三一、分散体系一、分散体系
2、按分散相和分散介质聚集状态分类：按分散相和分散介质聚集状态分类：按分散相和分散介质聚集状态分类：按分散相和分散介质聚集状态分类：第4页，讲稿共167张，创作于星期三分散体系按质点大小分类分散体系按质点大小分类分子或离子分散体系分子或离子分散体系胶体分散体系胶体分散体系粗分散体系粗分散体系 10-7m第5页，讲稿共167张，创作于星期三按分散相和分散介质之间的亲和力按分散相和分散介质之间的亲和力分类分类 （1 1）憎液胶体（）憎液胶体（）憎液胶体（）憎液胶体（lyophobic sollyophobic sol）：简称溶胶简称溶胶 由由难难溶溶物物质质分分散散在在分分散散介介质质中中所所形形成成
3、的的分分散散体体系系，分分散散相相与与分分散散介介质质之之间间亲亲和和力较弱，有明显的相界面，属于热力学不稳定体系，如粘土在水中形成的溶胶。力较弱，有明显的相界面，属于热力学不稳定体系，如粘土在水中形成的溶胶。第6页，讲稿共167张，创作于星期三按分散相和分散介质之间的亲和力按分散相和分散介质之间的亲和力分类分类 （2）亲液胶体（）亲液胶体（lyophilic sol）：分分散散相相与与分分散散介介质质之之间间有有很很好好的的亲亲和和力力和和很很强强的的溶溶剂剂化化作作用用，如如高高分分子子化化合合物物溶溶液液，虽虽然然是是分分子子分分散散的的真真溶溶液液，但但其其分分子子大大小小已已经经达达
4、到到胶胶体体范范围围，因因此此具具有有胶胶体体的的一一些些特特性性（例例如如扩扩散散慢慢、不不透过半透膜、有丁铎尔效应等）。透过半透膜、有丁铎尔效应等）。只只有有典典型型的的憎憎液液溶溶胶胶才才能能全全面面地地表表现现出出胶胶体体的的特特性性，因因此此，本本章章以以溶胶作重点来讨论胶体的共同性质。溶胶作重点来讨论胶体的共同性质。第7页，讲稿共167张，创作于星期三二、胶体化学的定义二、胶体化学的定义胶体胶体:指的是高度分散的分散体（质点大小在指的是高度分散的分散体（质点大小在1nm100 nm）。）。胶体化学胶体化学:是研究胶体体系的化学。是研究胶体体系的化学。第8页，讲稿共167张，创作于星
5、期三二、胶体化学的定义二、胶体化学的定义举例：泥土分散在水中举例：泥土分散在水中(1)分子或离子分散体系分子或离子分散体系(2)胶体胶体(3)悬浮体（粗分散体系）悬浮体（粗分散体系）胶体是物质存在胶体是物质存在的一种特殊状态，而不是一种的一种特殊状态，而不是一种特殊的物质特殊的物质第9页，讲稿共167张，创作于星期三二、胶体化学的定义二、胶体化学的定义 胶体是物质存在的一种特殊状态，胶体是物质存在的一种特殊状态，而不是一种特殊的物质。而不是一种特殊的物质。举例举例：硫磺在乙醇、水中。硫磺在乙醇、水中。溶液溶液 硫磺水溶胶硫磺水溶胶 第10页，讲稿共167张，创作于星期三二、胶体化学的定义二、胶
6、体化学的定义n典型的胶体举例典型的胶体举例（1）墨水（溶胶）墨水（溶胶）（2）金溶胶）金溶胶 (Faraday制得制得1858年金溶胶，到年金溶胶，到1920年发生沉淀）年发生沉淀）（3）乳状液）乳状液第11页，讲稿共167张，创作于星期三三、胶体化学研究的分散体系三、胶体化学研究的分散体系n1 胶体分散体系胶体分散体系n2 聚合物溶液聚合物溶液第12页，讲稿共167张，创作于星期三三、胶体化学研究的分散体系三、胶体化学研究的分散体系1、胶体分散体系的特征胶体分散体系的特征（1）多相；多相；（2）大表面的体系；）大表面的体系；（3）高表面能；）高表面能；（4）热力学不稳定。）热力学不稳定。直径
7、为直径为10nm的球形质点，的球形质点，质点总体积质点总体积1cm3，其面积为其面积为600m2。第13页，讲稿共167张，创作于星期三三、胶体化学研究的分散体系三、胶体化学研究的分散体系n2 聚合物溶液聚合物溶液（1）真溶液）真溶液（2）均相体系）均相体系（3）热力学稳定）热力学稳定第14页，讲稿共167张，创作于星期三四、胶体化学的主要研究内容四、胶体化学的主要研究内容n1 胶体体系的稳定与破坏胶体体系的稳定与破坏 （1）溶胶）溶胶 （2）乳状液）乳状液n2 聚合物溶液的性质聚合物溶液的性质第15页，讲稿共167张，创作于星期三本章主要内容本章主要内容n1 溶胶溶胶n2 乳状液乳状液n3
8、泡沫泡沫n4 聚合物溶液聚合物溶液第16页，讲稿共167张，创作于星期三第一节第一节 溶溶 胶胶n一、溶胶的定义一、溶胶的定义n二、溶胶的制备二、溶胶的制备n三、溶胶的性质三、溶胶的性质n四、扩散双电层理论与溶胶结构四、扩散双电层理论与溶胶结构n五、溶胶的稳定与聚沉五、溶胶的稳定与聚沉n六、溶胶的胶凝与触变作用六、溶胶的胶凝与触变作用第17页，讲稿共167张，创作于星期三一、溶胶的定义一、溶胶的定义 溶解度极小的固体高度分散在液体溶解度极小的固体高度分散在液体中，分散相粒子的直径在中，分散相粒子的直径在0.001 0.1 m（1 100nm）之间。之间。第18页，讲稿共167张，创作于星期三二
9、、溶胶的制备二、溶胶的制备1、分散法、分散法2、凝聚法、凝聚法第19页，讲稿共167张，创作于星期三第20页，讲稿共167张，创作于星期三1、分散法、分散法(1)粉碎粉碎 用研钵、球磨机或胶体磨用研钵、球磨机或胶体磨(2)稳定剂稳定剂 表面活性剂或电解质表面活性剂或电解质 如：研磨过的如：研磨过的TiO2在稀的肥皂溶液在稀的肥皂溶液第21页，讲稿共167张，创作于星期三第22页，讲稿共167张，创作于星期三第23页，讲稿共167张，创作于星期三2、凝聚法、凝聚法n使分子或离子聚结成胶体粒子并分散在分散介质使分子或离子聚结成胶体粒子并分散在分散介质中中.n(1)物理凝聚法：物理凝聚法：（2）化学
10、凝聚法：）化学凝聚法：n更更换换溶溶剂剂法法在蒸在蒸馏馏水中滴入松香乙水中滴入松香乙醇溶液醇溶液利用水解、复分解、利用水解、复分解、氧化反应，生成不溶或氧化反应，生成不溶或难溶的物质。难溶的物质。电电弧弧法法第24页，讲稿共167张，创作于星期三（2）化学凝聚法）化学凝聚法n水解反应水解反应n复分解沉淀反应复分解沉淀反应2、凝聚法、凝聚法第25页，讲稿共167张，创作于星期三2、凝聚法、凝聚法还原反应还原反应：某些贵金属的溶胶可用还原反应制得。：某些贵金属的溶胶可用还原反应制得。：某些贵金属的溶胶可用还原反应制得。：某些贵金属的溶胶可用还原反应制得。2H2H2 2AuClAuCl4 4（稀溶液
11、）（稀溶液）（稀溶液）（稀溶液）+3HCHO+3HCHO（少量）（少量）（少量）（少量）+8KOH+8KOH 2Au 2Au（溶胶）（溶胶）（溶胶）（溶胶）+3HCOOH+8KCl+5H+3HCOOH+8KCl+5H2 2OO氧化氧化-还原反应还原反应：如硫溶胶的制备。：如硫溶胶的制备。：如硫溶胶的制备。：如硫溶胶的制备。2H2H2 2S+SOS+SO2 2=2H=2H2 2O+3SO+3S（溶胶）（溶胶）（溶胶）（溶胶）NaNa2 2S S2 2OO3 3+2HCl=2NaCl+H+2HCl=2NaCl+H2 2O+SOO+SO2 2+S+S（溶胶）（溶胶）（溶胶）（溶胶）第26页，讲稿共1
12、67张，创作于星期三溶胶的净化溶胶的净化溶溶溶溶胶胶胶胶的的的的净净净净化化化化：通通通通过过过过化化化化学学学学凝凝凝凝聚聚聚聚法法法法制制制制备备备备的的的的溶溶溶溶胶胶胶胶，往往往往往往往往含含含含有有有有过过过过量量量量的的的的电电电电解解解解质质质质，影影影影响响响响溶溶溶溶胶胶胶胶的的的的稳稳稳稳定定定定性性性性，需需需需要要要要用用用用透透透透析析析析方方方方法法法法除除除除去去去去过过过过量量量量的的的的电电电电解解解解质。质。质。质。溶胶的透析装置第27页，讲稿共167张，创作于星期三三、溶胶的性质三、溶胶的性质n1 光学性质光学性质n2 运动性质运动性质n3 电学性质电学性
13、质溶胶的性质是溶胶的特征，可溶胶的性质是溶胶的特征，可以提供判断溶胶的方法。以提供判断溶胶的方法。第28页，讲稿共167张，创作于星期三1 光学性质光学性质丁达尔现象丁达尔现象第29页，讲稿共167张，创作于星期三1、光学现象、光学现象乳光现象乳光现象AgI溶胶第30页，讲稿共167张，创作于星期三丁达尔（丁达尔（Tyndall）现象解释）现象解释散射散射反射或折射反射或折射散射 光线绕过离子前进，并从该粒子向各个方向传播。第31页，讲稿共167张，创作于星期三丁达尔（丁达尔（Tyndall）现象解释）现象解释散射散射反射或折射反射或折射第32页，讲稿共167张，创作于星期三丁达尔（丁达尔（T
14、yndall）现象解释）现象解释n可见光可见光400800nm（0.40.8 m），），n溶胶粒子，溶胶粒子，0.0010.1 mn悬浮体，悬浮体，0.110 m第33页，讲稿共167张，创作于星期三丁达尔（丁达尔（Tyndall）现象解释）现象解释（1）可见光照射溶胶，发生散射，所以即）可见光照射溶胶，发生散射，所以即使从侧面可以观察到光的行进；使从侧面可以观察到光的行进；（2）可见光照射悬浮体，发生反射，凭借）可见光照射悬浮体，发生反射，凭借反射光线，可以看到悬浮体粒子。反射光线，可以看到悬浮体粒子。第34页，讲稿共167张，创作于星期三第35页，讲稿共167张，创作于星期三第36页，讲稿
15、共167张，创作于星期三乳光现象的解释乳光现象的解释n雷利（雷利（Rayleigh）定律定律n1,n2分散介质和分散相的折光率分散介质和分散相的折光率C单位体积中的胶体粒子数单位体积中的胶体粒子数V单个粒子的体积单个粒子的体积散射光强度I与入射光波长成反比第37页，讲稿共167张，创作于星期三乳光现象的解释乳光现象的解释（1）红光波长大，散射作用弱，光线主要）红光波长大，散射作用弱，光线主要通过溶胶；通过溶胶；（2）蓝光波长小，散射作用强，光线通过）蓝光波长小，散射作用强，光线通过溶胶少。溶胶少。（思考：蓝天碧水？）（思考：蓝天碧水？）第38页，讲稿共167张，创作于星期三乳光现象利用乳光现象
16、利用超显微镜设计超显微镜设计普通高倍显微镜：普通高倍显微镜：大于大于300nm粒子粒子超显微镜：超显微镜：10 300nm 看到的是散射光点。看到的是散射光点。看看到到的的物物象象为为散散射射光光点点第39页，讲稿共167张，创作于星期三2 溶胶的运动性质溶胶的运动性质布朗布朗运动运动第40页，讲稿共167张，创作于星期三2 溶胶的运动性质溶胶的运动性质布朗布朗运动运动微微微微观观观观解解解解释释释释：固固固固体体体体粒粒粒粒子子子子处处处处在在在在液液液液体体体体分分分分子子子子包包包包围围围围之之之之中中中中，由由由由于于于于液液液液体体体体分分分分子子子子一一一一直直直直处处处处于于于于
17、不不不不停停停停的的的的、无无无无序序序序的的的的热热热热运运运运动动动动状状状状态态态态，因因因因而而而而不不不不断断断断地地地地撞撞撞撞击击击击着着着着固固固固体体体体粒粒粒粒子子子子。如如如如果果果果固固固固体体体体粒粒粒粒子子子子较较较较小小小小，在在在在某某某某一一一一瞬瞬瞬瞬间间间间，固固固固体体体体粒粒粒粒子子子子各各各各个个个个方方方方向向向向所所所所受受受受力力力力不不不不能能能能相相相相互互互互抵抵抵抵消消消消，就就就就会会会会向向向向某某某某一一一一方方方方向向向向运运运运动动动动，在在在在某某某某一一一一瞬瞬瞬瞬间间间间又又又又向向向向另另另另一一一一方方方方向向向向运
18、运运运动动动动，因因因因此此此此，造造造造成成成成粒粒粒粒子子子子的的的的无无无无规规规规则则则则运运运运动动动动。当当当当粒粒粒粒子子子子直直直直径径径径大大大大于于于于5 5 mm时时时时，就就就就没没没没有有有有布布布布朗朗朗朗运运运运动动动动了了了了，因因因因为为为为这这这这时时时时粒粒粒粒子子子子周周周周围围围围受受受受到的撞击力相互抵消。到的撞击力相互抵消。到的撞击力相互抵消。到的撞击力相互抵消。第41页，讲稿共167张，创作于星期三爱因斯坦爱因斯坦（Einstein）方程）方程n影响布朗运动的因素影响布朗运动的因素n温度温度n粒子大小粒子大小n介质粘度介质粘度XX粒子的平均位移；
19、粒子的平均位移；粒子的平均位移；粒子的平均位移；tt观察平均位移时每次相隔的时间；观察平均位移时每次相隔的时间；观察平均位移时每次相隔的时间；观察平均位移时每次相隔的时间；TT热力学温度；热力学温度；热力学温度；热力学温度；介质的粘度；介质的粘度；介质的粘度；介质的粘度；rr粒子的半径；粒子的半径；粒子的半径；粒子的半径；N NA A阿伏加德罗（阿伏加德罗（阿伏加德罗（阿伏加德罗（AvogadroAvogadro）常数。）常数。）常数。）常数。粒子越小、温度越高、介质粘度越低，布朗运动越剧烈。第42页，讲稿共167张，创作于星期三布朗运动的作用布朗运动的作用n克服由于重力而引起的定向运动，利于
20、克服由于重力而引起的定向运动，利于动力稳定性动力稳定性n增加碰撞机会，不利于聚结稳定性增加碰撞机会，不利于聚结稳定性第43页，讲稿共167张，创作于星期三3、溶胶的电学性质、溶胶的电学性质电泳电泳n 胶体粒子在电场的作用下向正极或负极胶体粒子在电场的作用下向正极或负极移动、作定向移动的现象。移动、作定向移动的现象。第44页，讲稿共167张，创作于星期三3、溶胶的电学性质、溶胶的电学性质电泳电泳碘化钾加到过量的硝酸银中制备的胶体，加电后分散相碘化钾加到过量的硝酸银中制备的胶体，加电后分散相移向负极；移向负极；硝酸银加到过量的碘化钾中制备的胶体，加电后分散相硝酸银加到过量的碘化钾中制备的胶体，加电
21、后分散相移向正极。移向正极。碘化银带正电碘化银带正电碘化银带负电碘化银带负电第45页，讲稿共167张，创作于星期三第46页，讲稿共167张，创作于星期三3、溶胶的电学性质、溶胶的电学性质电渗电渗 分散介质在电场的作用下向正极或分散介质在电场的作用下向正极或负极移动作定向移动的现象。负极移动作定向移动的现象。第47页，讲稿共167张，创作于星期三(2)电电 渗渗电渗仪中：碘化钾加到过量的硝酸银中制备电渗仪中：碘化钾加到过量的硝酸银中制备的胶体，加电后分散介质移向正极；的胶体，加电后分散介质移向正极；电泳仪中：碘化钾加到过量的硝酸银中制备的胶体，电泳仪中：碘化钾加到过量的硝酸银中制备的胶体，加电后
22、分散相移向负极；加电后分散相移向负极；第48页，讲稿共167张，创作于星期三3、溶胶的电学性质、溶胶的电学性质n电泳现象和电渗现象说明：电泳现象和电渗现象说明：分散相和分散介质带有相反的电荷。分散相和分散介质带有相反的电荷。n电动现象电动现象:加电后发生的分散相或分散介质的定加电后发生的分散相或分散介质的定向移动现象。向移动现象。第49页，讲稿共167张，创作于星期三 四、扩散双电层理论与溶胶结构四、扩散双电层理论与溶胶结构n扩散双电层的形成扩散双电层的形成法扬司法则：法扬司法则：碘化钾加到过量的硝酸银中制备出碘化钾加到过量的硝酸银中制备出胶粒带正电的溶胶胶粒带正电的溶胶Ag+,优先吸附的离子
23、，又称定势离子NO3-,反离子第50页，讲稿共167张，创作于星期三（1）反离子受到定势离子的静电引力而趋向整齐排列；（2）反离子由于本身的热运动而趋向于在体系中均匀分布反离子以扩反离子以扩散方式排列散方式排列第51页，讲稿共167张，创作于星期三随定势离子和胶体粒子一起运动随分散介质一起运动吸附层离子扩散层离子与吸附层中定势离子与反离子数目有关滑动面第52页，讲稿共167张，创作于星期三扩散双电层理论要点扩散双电层理论要点1、双双电电层层由由定定势势离离子子和和反反离离子子构构成成，前前者者沿沿固固体体表面分布，后者采取扩散的方式分布；表面分布，后者采取扩散的方式分布；2、按按对对固固体体的
24、的关关系系，双双电电层层离离子子可可沿沿滑滑动动面面分分为为吸吸附附层层离离子子和和扩扩散散层层两两部部分分，使使固固体体表表面面与与分分散散介介质质之之间有电位差。即间有电位差。即 电位（电位（Zeta-电位电位）。）。一一切切电电动动现现象象与与动动电电现现象象都都是是由由于于 电电位位的的存存在在而而产生。产生。第53页，讲稿共167张，创作于星期三第54页，讲稿共167张，创作于星期三溶胶的胶团式溶胶的胶团式n(AgI)mnAg+(n-x)NO3-x+x NO3-胶核胶核吸附层离子吸附层离子扩散层离子扩散层离子胶粒胶粒胶团胶团第55页，讲稿共167张，创作于星期三动电现象动电现象1.沉
25、降电位沉降电位2.由于带电固体由于带电固体粒子或液滴在分散介粒子或液滴在分散介质中沉降则在流体的质中沉降则在流体的表面和底层间产生电表面和底层间产生电位差位差（电泳现象的逆现象）（电泳现象的逆现象）第56页，讲稿共167张，创作于星期三动电现象动电现象1.沉降电位沉降电位（电泳现象的（电泳现象的逆现象）逆现象）2.2.流动电位流动电位（电渗现（电渗现象的逆现象）象的逆现象）3.加压使液体流过加压使液体流过相对静止的固体（如毛相对静止的固体（如毛细管）所产生电位差。细管）所产生电位差。第57页，讲稿共167张，创作于星期三定势离子反离子第58页，讲稿共167张，创作于星期三 电位测定电位测定单位
26、距离电位差下胶粒的移动速度，电泳淌度，m2.V-1.s-1分散介质粘度，Pa.s常数，胶粒球形，取1.5;片型、棒型为1.0第59页，讲稿共167张，创作于星期三第60页，讲稿共167张，创作于星期三第61页，讲稿共167张，创作于星期三电学性质电学性质电学性质电学性质电动现象电动现象电动现象电动现象动电现象动电现象动电现象动电现象电泳：颗粒运动电泳：颗粒运动电泳：颗粒运动电泳：颗粒运动电渗：介质运动电渗：介质运动电渗：介质运动电渗：介质运动流动电位：介质运动流动电位：介质运动流动电位：介质运动流动电位：介质运动沉降电位：颗粒运动沉降电位：颗粒运动沉降电位：颗粒运动沉降电位：颗粒运动电学性质电
27、学性质第62页，讲稿共167张，创作于星期三五、溶胶的稳定与聚沉五、溶胶的稳定与聚沉1、溶胶的稳定性溶胶的稳定性 动力稳定性与聚结稳定性动力稳定性与聚结稳定性2、动力稳定性动力稳定性n 用来衡量溶胶在重力场作用下分散相是否用来衡量溶胶在重力场作用下分散相是否容易下沉的性质。容易下沉的性质。n 在重力场下，如果分散相下沉速度小到可在重力场下，如果分散相下沉速度小到可以忽略，则这种溶胶具有动力稳定性。以忽略，则这种溶胶具有动力稳定性。n是否具有动力稳定性取决与是否具有动力稳定性取决与布郎运动布郎运动与与下沉下沉运动运动第63页，讲稿共167张，创作于星期三下沉运动下沉运动nStokes公式公式uu
28、粒子下沉速度；粒子下沉速度；粒子下沉速度；粒子下沉速度；rr粒子半径；粒子半径；粒子半径；粒子半径；,0 0分散相、分散介质密度；分散相、分散介质密度；分散相、分散介质密度；分散相、分散介质密度；分散介质粘度；分散介质粘度；分散介质粘度；分散介质粘度；gg重力加速度。重力加速度。重力加速度。重力加速度。第64页，讲稿共167张，创作于星期三影响动力稳定性的因素影响动力稳定性的因素粒子大小粒子大小：r r越小，下沉速度越小，布朗运动越小，下沉速度越小，布朗运动越小，下沉速度越小，布朗运动越小，下沉速度越小，布朗运动越剧烈，动力稳定性越好；越剧烈，动力稳定性越好；越剧烈，动力稳定性越好；越剧烈，动
29、力稳定性越好；温度温度：温度越高，动力稳定性越好；：温度越高，动力稳定性越好；：温度越高，动力稳定性越好；：温度越高，动力稳定性越好；密度差密度差：分散相和分散介质密度差越大，动：分散相和分散介质密度差越大，动：分散相和分散介质密度差越大，动：分散相和分散介质密度差越大，动力稳定性越不好。力稳定性越不好。力稳定性越不好。力稳定性越不好。粒子大小是主要的影响因素（在分子上是平方项）粒子大小是主要的影响因素（在分子上是平方项）粒子大小是主要的影响因素（在分子上是平方项）粒子大小是主要的影响因素（在分子上是平方项）。第65页，讲稿共167张，创作于星期三2、聚结稳定性、聚结稳定性n用来衡量分散相是否
30、容易粘结的性质用来衡量分散相是否容易粘结的性质n若分散相的粘结速度小到可以忽略，则若分散相的粘结速度小到可以忽略，则具有聚结稳定性具有聚结稳定性n取决粒子间的吸引力、排斥力和布朗运取决粒子间的吸引力、排斥力和布朗运动动第66页，讲稿共167张，创作于星期三影响聚结稳定性的因素影响聚结稳定性的因素n温度：布朗运动温度：布朗运动n溶胶粒子大小：溶胶粒子大小：布朗运动布朗运动n 电位电位n扩散双电层的溶剂扩散双电层的溶剂化化对溶胶的聚结稳定性起主要作用第67页，讲稿共167张，创作于星期三溶剂化溶剂化概念概念 在溶液中，溶质被溶剂分子包围的现象在溶液中，溶质被溶剂分子包围的现象称为溶剂化。称为溶剂化
31、。例如：氯化钠在溶液中，结构单元就是水化例如：氯化钠在溶液中，结构单元就是水化的钠离子（的钠离子（Na+）和氯离子（）和氯离子（Cl-）。即氯化）。即氯化钠被水溶剂化。钠被水溶剂化。第68页，讲稿共167张，创作于星期三溶剂化溶剂化的本质的本质 一个极性溶剂分子有带部分正电荷的正端和带部分一个极性溶剂分子有带部分正电荷的正端和带部分负电荷的负端，如负电荷的负端，如R-O-H。正离子与溶剂的负端，负离子。正离子与溶剂的负端，负离子与溶剂的正端互相吸引，称为离子与溶剂的正端互相吸引，称为离子偶极作用，也称为离子偶极作用，也称为离子偶极健。离子偶极健。离子偶极作用是溶剂化的本质，一个离子可形成偶极作
32、用是溶剂化的本质，一个离子可形成多个离子多个离子偶极健，结果离子被溶剂化，在溶剂包围中。偶极健，结果离子被溶剂化，在溶剂包围中。质子溶剂的溶剂化作用除了离子质子溶剂的溶剂化作用除了离子偶极健外，往往还有偶极健外，往往还有氢键的作用。氢键的作用。第69页，讲稿共167张，创作于星期三溶胶稳定原因溶胶稳定原因n动力稳定性：溶胶粒子小动力稳定性：溶胶粒子小n聚结稳定性：溶胶粒子带电以及扩散双聚结稳定性：溶胶粒子带电以及扩散双 电层的溶剂化电层的溶剂化n溶胶动力稳定性与聚结稳定性的关系溶胶动力稳定性与聚结稳定性的关系第70页，讲稿共167张，创作于星期三3、溶胶的聚沉、溶胶的聚沉定义定义：溶胶由于失去
33、聚结稳定性，进而失去动力稳：溶胶由于失去聚结稳定性，进而失去动力稳定性的整个过程叫聚沉。定性的整个过程叫聚沉。（1）电解质聚沉作用电解质聚沉作用n聚沉过程聚沉过程：高价反离子的作用：高价反离子的作用第71页，讲稿共167张，创作于星期三与吸附层中定势离子与反离子数目有关第72页，讲稿共167张，创作于星期三3、溶胶的聚沉、溶胶的聚沉n等电态等电态n临界电位临界电位：溶胶开始明显聚沉时的溶胶开始明显聚沉时的 电位电位n （2030mV）n聚沉值聚沉值：一定时间内，能使溶胶发生聚沉的电解质的一定时间内，能使溶胶发生聚沉的电解质的最低浓度。用每升溶胶中所加电解质的毫摩尔数来表最低浓度。用每升溶胶中所
34、加电解质的毫摩尔数来表示。示。思考：聚沉值与聚沉能力具有什么关系？思考：聚沉值与聚沉能力具有什么关系？第73页，讲稿共167张，创作于星期三符号与价数法则符号与价数法则n符号法则符号法则：能使溶胶发生聚沉的是电荷符号与胶能使溶胶发生聚沉的是电荷符号与胶粒电荷符号相反的离子。粒电荷符号相反的离子。n价数法则价数法则：相反符号离子价数越高，聚沉作用越相反符号离子价数越高，聚沉作用越大。大。舒采-哈迪（Schulze-Hardy）法则第74页，讲稿共167张，创作于星期三感胶离子序（感胶离子序（lyotropic series）价价价价数数数数相相相相同同同同的的的的离离离离子子子子聚聚聚聚沉沉沉沉
35、能能能能力力力力也也也也有有有有所所所所不不不不同同同同（主主主主要要要要是是是是一一一一价价价价离离离离子子子子），例例例例如如如如：HH+CsCs+RRb b+NHNH4 4+KK+NaNa+LiLi+F F-ClCl-BrBr-NONO3 3-II-同价离子聚沉能力的这一顺序称为同价离子聚沉能力的这一顺序称为同价离子聚沉能力的这一顺序称为同价离子聚沉能力的这一顺序称为感胶离子序感胶离子序感胶离子序感胶离子序。第75页，讲稿共167张，创作于星期三（1）电解质作用）电解质作用（2）符号不同的溶胶相互聚沉）符号不同的溶胶相互聚沉（3）电场作用）电场作用此外，温度升高和粒子含量的增加对聚沉的影
36、响此外，温度升高和粒子含量的增加对聚沉的影响3、溶胶的聚沉、溶胶的聚沉第76页，讲稿共167张，创作于星期三六、溶胶的胶凝与触变作用六、溶胶的胶凝与触变作用明胶溶液遇冷后变成明胶溶液遇冷后变成“冻胶冻胶”；热热豆豆浆浆中中加加入入卤卤水水（电电解解质质）或或老老浆浆（酸酸）后后变变成成可可以以任任意意切切割割的的豆腐；豆腐；水水玻玻璃璃（Na2SiO3）是是硅硅酸酸盐盐水水溶溶液液，加加适适量量的的酸酸后后即即胶胶凝凝成成硅硅胶胶（Na2SiO3+2HCl H2SiO3+NaCl）；）；水水基基钻钻井井液液原原来来流流动动性性很很好好，但但加加入入电电解解质质或或放放置置后后逐逐渐渐变变稠稠，
37、以以致致失失去去流流动性。动性。第77页，讲稿共167张，创作于星期三六、溶胶的胶凝与触变作用六、溶胶的胶凝与触变作用n胶凝作用胶凝作用 粒粒子子形形状状为为片片型型或或棒棒型型的的溶溶胶胶，当当粒粒子子含含量量足足够够高高并并加加有有适适当当的的电电解解质质时时，由由于于粒粒子子会会发发生生部部分分去去溶溶剂剂化化作作用用而而产产生生聚聚结结，结结成成网网状状结结构构，把把分分散散介介质质包包在其中，从而使整个体系失去流动性。在其中，从而使整个体系失去流动性。n由胶凝作用得到的体系叫凝胶由胶凝作用得到的体系叫凝胶第78页，讲稿共167张，创作于星期三3.2%Fe(OH)3溶胶8mmol/LK
38、Cl22mmol/LKCl46mmol/LKCl第79页，讲稿共167张，创作于星期三凝胶的基本知识凝胶的基本知识分类：分类：（1)靠质点间的分子间力形成结构靠质点间的分子间力形成结构（2）靠氢键形成）靠氢键形成（3）靠化学键形成结构）靠化学键形成结构n凝胶的触变作用凝胶的触变作用n n凝胶搅动变稀（结构破坏），静置变稠（恢复）凝胶搅动变稀（结构破坏），静置变稠（恢复）凝胶搅动变稀（结构破坏），静置变稠（恢复）凝胶搅动变稀（结构破坏），静置变稠（恢复）的现象。的现象。的现象。的现象。第80页，讲稿共167张，创作于星期三凝胶的基本知识凝胶的基本知识典型事例典型事例粘土悬浮体凝胶的形成粘土悬浮体
39、凝胶的形成 在水基钻井液中，粘土浓度很高，粘土颗粒为片状晶体，其层面带在水基钻井液中，粘土浓度很高，粘土颗粒为片状晶体，其层面带在水基钻井液中，粘土浓度很高，粘土颗粒为片状晶体，其层面带在水基钻井液中，粘土浓度很高，粘土颗粒为片状晶体，其层面带负电，水化膜较厚；端面带正电，水化膜较薄。在钻井液中加入少量电负电，水化膜较厚；端面带正电，水化膜较薄。在钻井液中加入少量电负电，水化膜较厚；端面带正电，水化膜较薄。在钻井液中加入少量电负电，水化膜较厚；端面带正电，水化膜较薄。在钻井液中加入少量电解质时，粘土悬浮体的解质时，粘土悬浮体的解质时，粘土悬浮体的解质时，粘土悬浮体的 电位下降，颗粒间静电斥力、
40、水化膜斥力电位下降，颗粒间静电斥力、水化膜斥力电位下降，颗粒间静电斥力、水化膜斥力电位下降，颗粒间静电斥力、水化膜斥力下降，从而引起端下降，从而引起端下降，从而引起端下降，从而引起端-面、端面、端面、端面、端-端连接，形成连续的空间网状结构，即端连接，形成连续的空间网状结构，即端连接，形成连续的空间网状结构，即端连接，形成连续的空间网状结构，即凝胶。这时钻井液的表观粘度、切力剧增。凝胶。这时钻井液的表观粘度、切力剧增。凝胶。这时钻井液的表观粘度、切力剧增。凝胶。这时钻井液的表观粘度、切力剧增。第81页，讲稿共167张，创作于星期三球型球型棒状棒状线状线状体型体型凝胶的特征凝胶的特征凝胶的特征凝
41、胶的特征：网状结构的孔隙中充满液体（分散介质）；网状结构的孔隙中充满液体（分散介质）；网状结构的孔隙中充满液体（分散介质）；网状结构的孔隙中充满液体（分散介质）；外表呈半固体状态，具有一定的弹性、强度和屈服值，失去流动性；外表呈半固体状态，具有一定的弹性、强度和屈服值，失去流动性；外表呈半固体状态，具有一定的弹性、强度和屈服值，失去流动性；外表呈半固体状态，具有一定的弹性、强度和屈服值，失去流动性；分散相搭成网架呈连续状态，分散介质也呈连续状态。分散相搭成网架呈连续状态，分散介质也呈连续状态。分散相搭成网架呈连续状态，分散介质也呈连续状态。分散相搭成网架呈连续状态，分散介质也呈连续状态。第82
42、页，讲稿共167张，创作于星期三分散相粒子间连接本性与凝胶稳定性的关系分散相粒子间连接本性与凝胶稳定性的关系分散相粒子间连接本性与凝胶稳定性的关系分散相粒子间连接本性与凝胶稳定性的关系：凝凝凝凝胶胶胶胶分分分分散散散散相相相相粒粒粒粒子子子子间间间间靠靠靠靠范范范范德德德德华华华华引引引引力力力力或或或或静静静静电电电电引引引引力力力力形形形形成成成成的的的的凝凝凝凝胶胶胶胶，结结结结构构构构稳稳稳稳定定定定性性性性差差差差，在在在在外外外外力作用下容易破坏，静置后结构又可恢复。例如粘土钻井液。力作用下容易破坏，静置后结构又可恢复。例如粘土钻井液。力作用下容易破坏，静置后结构又可恢复。例如粘土
43、钻井液。力作用下容易破坏，静置后结构又可恢复。例如粘土钻井液。大大大大分分分分子子子子分分分分散散散散相相相相粒粒粒粒子子子子间间间间靠靠靠靠氢氢氢氢键键键键相相相相互互互互连连连连接接接接，形形形形成成成成凝凝凝凝胶胶胶胶。这这这这种种种种结结结结构构构构较较较较稳稳稳稳定定定定，如如如如蛋蛋蛋蛋白质、聚丙烯酰胺类高分子所形成的凝胶。白质、聚丙烯酰胺类高分子所形成的凝胶。白质、聚丙烯酰胺类高分子所形成的凝胶。白质、聚丙烯酰胺类高分子所形成的凝胶。分分分分散散散散相相相相粒粒粒粒子子子子靠靠靠靠化化化化学学学学键键键键连连连连接接接接，形形形形成成成成网网网网状状状状结结结结构构构构，这这这这
44、种种种种结结结结构构构构非非非非常常常常稳稳稳稳定定定定，不不不不易破坏，如硅胶。易破坏，如硅胶。易破坏，如硅胶。易破坏，如硅胶。凝胶的基本知识凝胶的基本知识第83页，讲稿共167张，创作于星期三第二节第二节 乳乳 状状 液液第84页，讲稿共167张，创作于星期三表面活性剂通过降低油水界面张力使稠油乳化表面活性剂通过降低油水界面张力使稠油乳化形成水包油乳状液，显著降低了体系的流动形成水包油乳状液，显著降低了体系的流动阻力，从而提高稠油油藏的采收率。阻力，从而提高稠油油藏的采收率。第85页，讲稿共167张，创作于星期三前前 言言n定义：定义：液体以液珠形式分散在另一种与其互不相溶的液体以液珠形式
45、分散在另一种与其互不相溶的液体中形成的胶态分散体系。液体中形成的胶态分散体系。n主要内容：主要内容：乳状液制备乳状液制备 乳状液类型乳状液类型 乳状液性质乳状液性质 乳状液破坏乳状液破坏第86页，讲稿共167张，创作于星期三第87页，讲稿共167张，创作于星期三一、乳状液的制备一、乳状液的制备1、条件、条件n两种不完全互溶的液体两种不完全互溶的液体n作功：摇动、搅拌、研磨、超声波作功：摇动、搅拌、研磨、超声波n稳定剂：表面活性物质、固体粉末稳定剂：表面活性物质、固体粉末第88页，讲稿共167张，创作于星期三一、乳状液的制备一、乳状液的制备2、表面活性物质稳定乳状液原因、表面活性物质稳定乳状液原
46、因净吸引力，净吸引力，导致吸附和导致吸附和定向排列定向排列第89页，讲稿共167张，创作于星期三（1）降低油水界面的界面能）降低油水界面的界面能第90页，讲稿共167张，创作于星期三（2）表面活性物质吸附层的溶剂化，）表面活性物质吸附层的溶剂化，有利于液珠稳定有利于液珠稳定吸附层吸附层（界面膜）（界面膜）极性基团非极性基团溶剂化溶剂化水水包包油油乳乳状状液液第91页，讲稿共167张，创作于星期三（3）表面活性物质的非极性部分，由于极性）表面活性物质的非极性部分，由于极性相近能很好结合，从而吸附使吸附层有一定相近能很好结合，从而吸附使吸附层有一定的机械强度的机械强度油油包包水水乳乳状状液液第92
47、页，讲稿共167张，创作于星期三（4）表面活性物质的极性部分在水中解离形成扩）表面活性物质的极性部分在水中解离形成扩散双电层，从而使液珠间存在静电斥力，阻止液散双电层，从而使液珠间存在静电斥力，阻止液珠合并珠合并第93页，讲稿共167张，创作于星期三二、乳状液的类型二、乳状液的类型-基本类型基本类型n1 两种基本类型：两种基本类型：(1)O/W:分散介质为水，分散相为油分散介质为水，分散相为油(2)W/O:分散介质为油，分散相为水分散介质为油，分散相为水o/ww/o第94页，讲稿共167张，创作于星期三二、乳状液的类型二、乳状液的类型-鉴别方法鉴别方法n2 鉴别方法：鉴别方法：n染色法：油溶性
48、染料苏丹，水溶性染料曙红染色法：油溶性染料苏丹，水溶性染料曙红n稀释法：分散介质极性类似，易分散稀释法：分散介质极性类似，易分散n导电法：水导电导电法：水导电n滤纸法：滤纸为水湿的滤纸法：滤纸为水湿的第95页，讲稿共167张，创作于星期三加入水溶性染料如亚甲基蓝，说明水是连续相。加入油溶性的染料红色苏丹，说明油是不连续相。第96页，讲稿共167张，创作于星期三（2）稀稀释释法法：此此法法的的根根据据是是乳乳状状液液易易为为其其外外相相液液体体所所冲冲淡淡。将将两两滴滴乳乳状状液液放放在在一一玻玻璃璃片片上上，于于一一滴滴中中加加入入一一滴滴A，另另一一滴滴中中加加入入一一滴滴B，易易于于和和乳
49、乳状状液液掺掺合着为外相。合着为外相。（3）导导电电法法：因因为为多多数数的的油油为为不不良良导导体体，而而水水则则是是良良导导体体。易易于于导电者水为外相，不易导电者油为外相。导电者水为外相，不易导电者油为外相。第97页，讲稿共167张，创作于星期三（4）荧荧光光法法：利利用用许许多多有有机机物物在在紫紫外外光光下下会会发发射射荧荧光光的的现现象象，在在荧荧光光显显微微镜镜下下观观察察乳乳状状液液可可以以鉴鉴别别乳乳状状液液类类型型。如如果果整整个个乳乳状状液皆发荧光，则油为外相；如果只有一些点发荧光，则水为外相。液皆发荧光，则油为外相；如果只有一些点发荧光，则水为外相。（5）润润湿湿滤滤纸
50、纸法法：将将一一滴滴乳乳状状液液放放在在滤滤纸纸上上，若若液液体体很很快快展展开开，则则水水为为外外相相；若若不不展展开开，则则油油为为外外相相。该该法法仅仅适适用用于于在在滤滤纸纸上上不不易易展展开开的重油，而对象苯等能在滤纸上展开的液体，则不适用。的重油，而对象苯等能在滤纸上展开的液体，则不适用。（6）分分层层法法：因因为为分分层层析析出出的的是是分分散散相相，故故只只需需观观察察分分层层的的方方向向，再知道二相的相对密度，就可以确定乳状液类型。再知道二相的相对密度，就可以确定乳状液类型。第98页，讲稿共167张，创作于星期三 另外，还有另外，还有乳化剂法乳化剂法、离心法离心法、声音判别法