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1、胶体化学第10章-凝胶10.2 凝胶的形成凝胶的形成 一一是是由由干干胶胶吸吸收收亲亲和和性性液液体体膨膨胀胀形形成成凝凝胶胶;二二是是由由溶溶胶胶或或溶液转变成凝胶,此即胶凝。我们讨论后一种。溶液转变成凝胶,此即胶凝。我们讨论后一种。一、一、凝胶形成的条件凝胶形成的条件 基本条件:基本条件:溶解度降低,分散相以胶体分散态析出。溶解度降低,分散相以胶体分散态析出。析出微粒不沉降,也不自由运动,构成连续网架结构。析出微粒不沉降,也不自由运动,构成连续网架结构。二凝胶形成的方法二凝胶形成的方法改变温度,如降温。改变温度,如降温。加入非溶剂,如在加入非溶剂,如在Ca(Ac)2的饱和水溶液中加入酒精,
2、可形的饱和水溶液中加入酒精,可形成凝胶(固体酒精)。由溶解度相差悬殊的特点。成凝胶(固体酒精)。由溶解度相差悬殊的特点。加入盐类,形成凝胶。加入盐类,形成凝胶。化学反应,利用其生成不溶物可形成凝胶,如化学反应,利用其生成不溶物可形成凝胶,如Ba(SCN)2与与MgSO4反应得反应得BaSO4凝胶。凝胶。10.3 凝胶的性质凝胶的性质一一 一、膨胀作用一、膨胀作用 产生有限和无限膨胀。影响膨胀的因素有产生有限和无限膨胀。影响膨胀的因素有 温度温度升高温度使膨胀速度加快;升高温度使膨胀速度加快;介质的介质的pH值值一般在等电点处膨胀度小;一般在等电点处膨胀度小;盐类中的阴离子对膨胀影响大;盐类中的
3、阴离子对膨胀影响大;膨胀机理膨胀机理 首先溶剂分子钻入凝胶内部,与大分子形成溶剂化层。首先溶剂分子钻入凝胶内部,与大分子形成溶剂化层。这个过程时间短,放出膨胀热。这个过程时间短,放出膨胀热。然后是渗透作用,大量的吸收液体。过程时间长。然后是渗透作用,大量的吸收液体。过程时间长。凝凝胶胶的的脱脱液液收收缩缩作作用用是是自自发发过过程程,典典型型弹弹性性凝凝胶胶的的脱脱液液收收缩缩是是可可逆逆的的,是是膨膨胀胀的的逆逆过过程程,只只要要微微微微受受热热即即可可吸吸收收液液体体,恢恢复复原原来来的的凝凝胶胶。而而非非弹弹性性凝凝胶胶(如如硅硅酸酸水水凝凝胶胶)的的脱脱液液收缩是不可逆的。收缩是不可逆
4、的。凝凝胶胶在在放放置置的的过过程程中中,自自动动而而缓缓慢慢地地分分离离出出其其中中一一部部分分液液体的现象称为凝胶的离浆,或脱液收缩。见下图示。体的现象称为凝胶的离浆,或脱液收缩。见下图示。二离浆作用二离浆作用三触变作用三触变作用 一一些些凝凝胶胶,在在搅搅动动时时变变为为流流体体,停停止止搅搅动动时时恢恢复复为为凝凝胶胶,这种性质称为凝胶的触变性。其特点为:这种性质称为凝胶的触变性。其特点为:从从有有结结构构到到无无结结构构或或从从结结构构折折散散到到结结构构恢恢复复是是等等温温可可逆过程;逆过程;触触变变性性溶溶胶胶转转变变为为凝凝胶胶时时必必须须静静止止一一段段时时间间,表表明明凝凝
5、胶结构的恢复有个时间过程。其机理尚未统一。胶结构的恢复有个时间过程。其机理尚未统一。10.4 10.4 凝胶中扩散和化学反应凝胶中扩散和化学反应 一扩散作用一扩散作用 凝胶兼有固体和液体的性质,因此可以作扩散介质。小凝胶兼有固体和液体的性质,因此可以作扩散介质。小分子在低浓度凝胶中的扩散速度与在纯液体中几乎没有区别。分子在低浓度凝胶中的扩散速度与在纯液体中几乎没有区别。大分子的扩散速度在凝胶中明显降低。大分子的扩散速度在凝胶中明显降低。凝胶电泳和凝胶色谱就是利用凝胶的骨架筛分作用建立的凝胶电泳和凝胶色谱就是利用凝胶的骨架筛分作用建立的实验技术。另有半透膜作用。实验技术。另有半透膜作用。二化学反
6、应二化学反应 在凝胶中进行化学反应时,由于凝胶内部的液体不能在凝胶中进行化学反应时,由于凝胶内部的液体不能“自由自由”流动,因而,没有对流存在,生成的不溶物呈周期性流动,因而,没有对流存在,生成的不溶物呈周期性分布,如分布,如Liesegang 环。在装有明胶的培养皿中央滴入几滴硝环。在装有明胶的培养皿中央滴入几滴硝酸银溶液,凝胶中含有预先加入的重铬酸钾,几天后可以观酸银溶液,凝胶中含有预先加入的重铬酸钾,几天后可以观察到重铬酸银沉淀以同心环向外分布着,见下图示。察到重铬酸银沉淀以同心环向外分布着,见下图示。环的成因是由过饱和和扩散。环的成因是由过饱和和扩散。此课件下载可自行编辑修改,仅供参考!此课件下载可自行编辑修改,仅供参考!感谢您的支持,我们努力做得更好!谢谢感谢您的支持,我们努力做得更好!谢谢