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1、关于胶体溶液及表面现象现在学习的是第1页，共44页无机化学2主要内容n第一节第一节 溶胶溶胶n第二节第二节 高分子化合物溶液高分子化合物溶液n第三节第三节 凝胶凝胶n第四节第四节 物质的表面现象物质的表面现象现在学习的是第2页，共44页无机化学3第一节第一节 溶胶溶胶 胶体分散系包括胶体分散系包括溶胶、高分子溶液和缔合胶体溶胶、高分子溶液和缔合胶体三三类。胶体的分散相的粒子的大小为类。胶体的分散相的粒子的大小为1100 nm，可以，可以是一些小分子、离子或原子的聚集体，也可以是单是一些小分子、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，或是固个的大分子。分散介质可以是液
2、体、气体，或是固体。体。现在学习的是第3页，共44页无机化学4分散介质分散相名 称实 例气体液体气溶胶雾气体固体气溶胶烟液体气体泡沫胶生奶油液体液体乳状液牛奶液体固体溶胶油漆，细胞液固体气体泡沫浮石固体液体凝胶果冻固体固体固体溶胶红宝石玻璃现在学习的是第4页，共44页无机化学5一、溶胶的性质n（一）胶粒对过滤器的通透性 滤纸孔径1000-5000nm 瓷板孔径100nm现在学习的是第5页，共44页无机化学6Tyndall现象 令令一一束束聚聚焦焦的的光光束束通通过过溶溶胶胶，则则从从侧侧面面可可以以看看到到一一个个发发光光的的圆圆锥锥体体，这这种种现现象象称称 为为 Tyndall效效 应应(
3、Tyndall effect)，又称乳光现象。又称乳光现象。（二）溶胶的光学性质（二）溶胶的光学性质-丁铎尔现象丁铎尔现象现在学习的是第6页，共44页无机化学7现在学习的是第7页，共44页无机化学8d 略小于或接近于ddn(Br)，AgNO3溶液过量，胶核(AgBr)m优先吸附Ag+形成带正电荷的胶粒。胶团的结构为：(AgBr)mnAg+(n-x)NO3x+x NO3-现在学习的是第20页，共44页无机化学21AgBrm nBr-(n-x)K x x K 胶核胶核胶粒胶粒胶团胶团吸附层吸附层扩散层扩散层同理，可以写出同理，可以写出AgBr溶胶的胶团结构式溶胶的胶团结构式(KBr过量过量):):
4、现在学习的是第21页，共44页无机化学22练习：1.在AgNO3溶液中加入过量的KI溶液，得到溶胶的胶团结构可表示为 （）A.(AgI)mnI-(n-x)K+x-xK+B.(AgI)mnNO3-(n-x)K+x-xK+C.(AgI)mnAg+(n-x)I-xxK+D.(AgI)mnAg+(n-x)NO3-x+xNO3-E.(AgI)mnAg+(n-x)NO3-x+xI-2.混合AgNO3和KI溶液制备AgI负溶胶时，AgNO3和KI间的关系应是 （）A.c(AgNO3)c(KI)B.V(AgNO3)V(KI)C.n(AgNO3)n(KI)D.n(AgNO3)=n(KI)E.n(AgNO3)n(
5、KI)答案：A、E现在学习的是第22页，共44页无机化学23二、溶胶的稳定性和聚沉二、溶胶的稳定性和聚沉n稳定性稳定性-溶胶是热力学上的不稳定体系，其稳定性溶胶是热力学上的不稳定体系，其稳定性因素主要是因素主要是胶粒带电胶粒带电和和水化膜水化膜的存在。的存在。胶粒都带有相同符号的电荷，胶粒之间相互排斥，阻止胶粒都带有相同符号的电荷，胶粒之间相互排斥，阻止两胶粒合并变大；两胶粒合并变大；另外胶粒吸附层中的离子对水分子有另外胶粒吸附层中的离子对水分子有吸引力，吸附的水分子在胶粒表面形成一层水化膜，阻吸引力，吸附的水分子在胶粒表面形成一层水化膜，阻止了胶粒之间的聚结。止了胶粒之间的聚结。因此溶胶中的
6、胶粒能相对稳定地因此溶胶中的胶粒能相对稳定地存在。存在。n 聚沉聚沉-当胶粒的动能增大到能克服这种静电斥力时，当胶粒的动能增大到能克服这种静电斥力时，胶粒间就会相互碰撞合并，粒子增大到布朗运动克服不胶粒间就会相互碰撞合并，粒子增大到布朗运动克服不了重力作用时就出现了重力作用时就出现聚沉聚沉。现在学习的是第23页，共44页无机化学24n促使溶胶聚沉的主要方法：促使溶胶聚沉的主要方法：n（一）加入强电解质（一）加入强电解质n原理：一是加入的强电解质解离出的离子原理：一是加入的强电解质解离出的离子破坏了双电破坏了双电层结构层结构，胶粒失去了静电保护作用；二是强电解质，胶粒失去了静电保护作用；二是强电
7、解质离子具有很强的溶剂化作用，离子具有很强的溶剂化作用，破坏了胶粒表面的水化破坏了胶粒表面的水化膜膜。n注意：电解质对溶胶的聚沉作用取决于与胶粒带有相反注意：电解质对溶胶的聚沉作用取决于与胶粒带有相反电荷的离子，即电荷的离子，即反离子反离子。n电解质对溶胶的聚沉作用电解质对溶胶的聚沉作用与反离子所带电荷的多少有关与反离子所带电荷的多少有关。现在学习的是第24页，共44页无机化学n（1）一般地，离子电荷越高，对溶胶的聚沉能力就）一般地，离子电荷越高，对溶胶的聚沉能力就越强。这个规律叫做哈迪越强。这个规律叫做哈迪-叔尔采规则。叔尔采规则。一价、二价、三价反离子的临界聚沉浓度之比：一价、二价、三价反
8、离子的临界聚沉浓度之比：(1/1)6:(1/2)6:(1/3)6=100:1.8:0.14n（2）同价反离子的聚沉能力虽相差不大，其聚沉能）同价反离子的聚沉能力虽相差不大，其聚沉能力随着离子水合半径的减小而增加。力随着离子水合半径的减小而增加。如如:一价正离子一价正离子(对负溶胶对负溶胶)聚沉能力：聚沉能力：H+Cs+Rb+NH4+K+Na+Li+一价负离子一价负离子(对正溶胶对正溶胶)聚沉能力：聚沉能力：F-Cl-Br-I-OH-现在学习的是第25页，共44页无机化学26n（二）加入带相反电荷的溶胶（二）加入带相反电荷的溶胶 带相反电荷的溶胶有相互聚沉能力。例如，用明矾净水。带相反电荷的溶胶
9、有相互聚沉能力。例如，用明矾净水。n（三）加热（三）加热 加热增加了胶粒的运动速度和碰撞机会，同时降低了它对加热增加了胶粒的运动速度和碰撞机会，同时降低了它对离子的吸附作用，从而降低了胶粒所带电荷的电量和水化离子的吸附作用，从而降低了胶粒所带电荷的电量和水化程度，使溶胶在碰撞中聚沉。程度，使溶胶在碰撞中聚沉。例如：例如：As2S3溶胶加热至沸，析出淡黄色溶胶加热至沸，析出淡黄色As2S3沉淀。沉淀。现在学习的是第26页，共44页无机化学27n1.下列四种电解质对某种AgCl溶胶的临界聚沉浓度（mmolL-1）分别是：NaNO3(300)，Na2SO4（295），MgCl2(25)，AlCl3(
10、0.5)，则该种AgCl溶胶的类型和胶粒所带电荷的电性分别是（）nA.正溶胶、正电性 B.正溶胶、负电性nC.中性溶胶、电中性 D.负溶胶、正电性nE.负溶胶、负电性答案：E现在学习的是第27页，共44页无机化学282.溶胶具有相对稳定性的原因是（）A.布朗运动 B.带有相同电荷的胶粒间的静电斥力 C.胶粒表面水合膜的保护作用 D.A、B和C 3.现有甲、乙、丙、丁和Fe(OH)3五种溶胶，把甲与丙、乙与丁、丙与丁、丙与Fe(OH)3溶胶两两混合，均发生聚沉现象，那末，胶粒带负电荷的溶胶是（）A.甲和乙 B.乙和丙 C.甲和丁 D.甲和丙E.乙和丁答案：D、B现在学习的是第28页，共44页无机
11、化学294.某溶胶在电泳时胶粒向阳极移动，将该溶胶分别加入到蔗糖溶液 氯化钠溶液 硅酸溶胶 氢氧化铁溶胶中，不发生聚沉的是（）nA.和 B.和nC.和 D.和nE.和答案：Cn5.胶体的本质特征是 n A.Tyndall现象 B.胶粒带电n C.胶粒直径为1100nm D.布朗运动答案：C现在学习的是第29页，共44页无机化学30第二节 高分子化合物n 高分子化合物的相对分子质量很大，通常为高分子化合物的相对分子质量很大，通常为104106。它的许多性质都与相对分子质量大有关。它的许多性质都与相对分子质量大有关。n 可分为天然高分子可分为天然高分子(蛋白质、核酸、淀粉、糖元、纤维素蛋白质、核酸
12、、淀粉、糖元、纤维素)和合成高分子和合成高分子(塑料、橡胶等塑料、橡胶等)。n 高分子化合物能自动分散到合适的分散介质中形成均匀的溶高分子化合物能自动分散到合适的分散介质中形成均匀的溶液，为均相系统，在热力学上是稳定的液，为均相系统，在热力学上是稳定的-与真溶液相似。粒与真溶液相似。粒子直径大小与溶胶相似子直径大小与溶胶相似-扩散速率慢，不能透过半透膜。扩散速率慢，不能透过半透膜。现在学习的是第30页，共44页无机化学31一、高分子化合物的概念n高分子化合物概念：单个分子相对分子量在一万以上的大分子。q 蛋白质、核酸、糖原、存在体液中重要物质；人体肌肉、组织；又如天然橡胶等q 据来源 可分为天
13、然的和合成的现在学习的是第31页，共44页无机化学32表表2-1 高分子溶液与溶胶性质的比较高分子溶液与溶胶性质的比较 高分子溶液高分子溶液 溶溶 胶胶 胶粒是单个的高分子化合物胶粒是单个的高分子化合物分分散散相相与与分分散散介介质质亲亲和和力力强强均均相相分分散散系系统统，Tyndall现现象象不明显不明显稳稳定定系系统统，加加入入少少量量电电解解质质无影响，加大量电解质凝聚无影响，加大量电解质凝聚粘度和渗透压较大粘度和渗透压较大胶粒由许多分子聚集而成胶粒由许多分子聚集而成分分散散相相与与分分散散介介质质亲亲和和力力小小非非均均相相分分散散系系统统，Tyndall现象明显现象明显不不稳稳定定
14、系系统统，加加入入少少量量电电解解质后即可产生聚沉质后即可产生聚沉粘度和渗透压较小粘度和渗透压较小二、高分子化合物溶液的形成和特征现在学习的是第32页，共44页无机化学33n在溶胶中加入一定量的高分子，能显著提高溶胶的稳定性，在溶胶中加入一定量的高分子，能显著提高溶胶的稳定性，这种现象称为这种现象称为高分子对溶胶的保护作用高分子对溶胶的保护作用。n原因是：高分子物质吸附在溶胶粒子表面，包围住胶粒，形成一层高原因是：高分子物质吸附在溶胶粒子表面，包围住胶粒，形成一层高分子保护膜，使其对介质的亲和力加强，阻止了胶粒之间的直接接触，分子保护膜，使其对介质的亲和力加强，阻止了胶粒之间的直接接触，从而增
15、强了溶胶的稳定性。从而增强了溶胶的稳定性。n但有时，加入少量的高分子溶液，不但起不到保护作用，反而但有时，加入少量的高分子溶液，不但起不到保护作用，反而降低了溶胶的稳定性，甚至发生聚沉，这种现象称作降低了溶胶的稳定性，甚至发生聚沉，这种现象称作敏化作用敏化作用。原因是：浓度低时，无法将胶体颗粒表面完全覆盖，一个高原因是：浓度低时，无法将胶体颗粒表面完全覆盖，一个高分子长链可同时吸附多个胶粒，把胶粒聚集起来产生沉淀。分子长链可同时吸附多个胶粒，把胶粒聚集起来产生沉淀。三、高分子溶液对溶胶的保护作用和敏化三、高分子溶液对溶胶的保护作用和敏化作用作用现在学习的是第33页，共44页无机化学34高分子物
16、质对溶胶保护作用（高分子物质对溶胶保护作用（a a）和敏化作用（和敏化作用（b b）示意图）示意图 现在学习的是第34页，共44页无机化学35第三节 凝胶q高分子溶液粘度变大，失去流动性，形成有网状结构的半固态物质，称为凝胶（gel）。q刚性凝胶：粒子间交联强，网状骨架坚固，若将其干燥，网孔中的液体可被驱出，凝胶的体积和外形无明显变化。q弹性凝胶：由柔性高分子化合物形成，干燥后，体积明显缩小，有弹性，再放到合适的液体中，它又会溶胀变大，甚至完全溶解。现在学习的是第35页，共44页无机化学36第四节第四节 物质的表面现象物质的表面现象n两相接触的分界面称为界面。若其中一相为气相，则称为表面。一切
17、界面上发生的现象，统称为表面现象。现在学习的是第36页，共44页无机化学37气相气相 液体内部及表层分子受力情况示意图液相液相现在学习的是第37页，共44页无机化学38一、表面张力和表面能一、表面张力和表面能n表面张力：表面张力：指向液体内部的引力把液体分子从其表面拉到指向液体内部的引力把液体分子从其表面拉到内部，即表面的一种抵抗扩张的力。内部，即表面的一种抵抗扩张的力。用用表示，单位表示，单位N/m。n表面能：表面能：把分子从内部移往界面必须克服吸引力而消把分子从内部移往界面必须克服吸引力而消耗一定量的功，这个功称为表面能。耗一定量的功，这个功称为表面能。现在学习的是第38页，共44页无机化
18、学39二、表面活性物质二、表面活性物质表面活性物质：能显著降低水的表面张力的物质非表面活性物质：使水的表面张力升高或略微降低的物质。正吸附：若溶液表面吸附的溶质能降低溶剂表面张力，则溶液表层将保留更多的溶质分子，其表层浓度大于溶液内部的溶质浓度，这种吸附称为正吸附。负吸附：若增大溶剂的表面张力，溶液表层则排斥溶质，使其尽量进人溶液内部，此时溶液表层溶质的浓度小于其内部浓度，这种吸附叫负吸附。表面活性物质在溶液中形成正吸附；而非表面活性物质在表面活性物质在溶液中形成正吸附；而非表面活性物质在溶液中形成负吸附。溶液中形成负吸附。现在学习的是第39页，共44页无机化学40 结结构构特特征征：表表面面
19、活活性性剂剂一一般般具具有有两两类类性性质质相相反反的的两两亲亲性性基团。基团。一一类类为为疏疏水水性性或或亲亲脂脂性性基基团团，为为非非极极性性基基团团，它它们们是是一些直链的或带有侧链的有机烃基；一些直链的或带有侧链的有机烃基；另另一一类类是是亲亲水水性性基基团团，为为极极性性基基团团，如如：-OH、-COOH、-NH2、-SH及及-SO2OH等等。现在学习的是第40页，共44页无机化学41q含有疏水性非极性基团和亲水性极性基团，亲水基端进入水中，疏水基端离开水相，在水表面定向排列，从而降低表面张力。q表面活性剂达到一定量，在水相表面定向排列的同时，疏水基相互紧靠，逐渐聚集，形成亲水基朝外而疏水基在内的胶束。由胶束形成的溶液称为缔合胶体。由于胶束的形成减小了疏水基与水的接触面积，从而使系统稳定。现在学习的是第41页，共44页无机化学42图图2-8 表面活性剂表面活性剂示意图示意图单体单体胶束胶束现在学习的是第42页，共44页无机化学43乳状液n乳状液是不相溶的分散相液体分散在另一种液体中所成的粗分散系。其中一相是水，另一相统称为油。n乳状液属于不稳定系统。要稳定乳状液，须有乳化剂，常用的是表面活性剂。n乳状液可分为“水包油”（O/W）和“油包水”（W/O）两种类型。现在学习的是第43页，共44页感谢大家观看现在学习的是第44页，共44页