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9第九章 胶体分散系

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胶体

胶体

四. 纳米粒子和纳米技术
纳米粒子：尺度为1～100 nm之间的粒子 1. 纳米粒子的结构和特性 (1) 小尺寸效应 (2) 表面效应 (3) 量子尺寸效应 (4) 宏观量子隧道效应 2．纳米粒子的制备方法 基本方法与制备憎液溶胶雷同 纳米组装材料的制备技术 (1)自组织技术 (2) 模板合成法 3．纳米技术在药学中的应用
（1）Browm运动与Einstein方程
Browm运动：溶胶粒子在介质中无规则的运动 原因：粒子受各个方向介质分子的撞击 撞击的动量不能完全抵消而移动 分子热运动的宏观表现。 Einstein公式：Brown运动平均位移的计算 若在时间 t 内观察布朗运动位移 x ，其关系：
x
RT t L 3r
第九章 胶体分散系统
胶
体
胶体是多相系统，一种或多种物质分散在另一 种分子中所形成的体系称为分散体系。被分散的物 质称作分散相，另一种物质称作分散介质。 胶体是一种高度分散的分散系统。胶体化学与 化学其他分支的不同之处是，后者研究对象均属小 分子，胶体化学除了分子之外 ，更注意胶体大小的 粒子 。 在分散系统中，分散相粒子（质点）半径为10-9 ～10-7m的称胶体，通常所说的胶体多指粒子分散在液 体介质中 ，又称溶胶 。
胶
体
由于胶体的高度分散，致使它有很大的相 界面（例如直径为10nm的金溶胶，当其粒子的 总体积为1立方厘米时，其表面积可达600平方 米），从而有很高的界面能。 胶体的许多性质都与界面能有密切关系， 因此对界面性质的研究构成胶体化学的重要内 容之一。 所以，研究表（界）面性质的表面化学是胶 体化学中极其重要和不可分割的一部分，二者常 被联系在一起而命名为胶体和表面化学。
不能透过滤纸，扩散慢，超显微镜下可见。热力学不稳定 体系），但动力学稳定体系----布朗运动。

第09章 胶体分散系.

第09章 胶体分散系.
活的组织和细胞液等是蛋白 质、核酸等的胶体溶液；体 液、血液、皮肤、肌肉、脏 器等也属于胶体系统。
第一节 分散系概述
一、分散系(dispersed system)
一种或几种物质分散在另一种物质中所形 成的系统称为分散系统，简称分散系。 其中： 被分散的物质称为分散相(dispersed phase)
一、溶胶的基本性质
(一) 溶胶的光学性质——Tyndall 现象
在暗室内用一束光线照射溶胶时，在侧面可以 看到一个发亮的光柱的现象。
Tyndall 现象
Tyndall现象产生的原因：光的散射
光的散射 d >>λ
反射
d <<λ d 略小于λ 或接近于λ
通过
散射
可见光波长：400 ~ 760nm
胶体粒径：1 ~ 100nm
2. 溶胶的相互聚沉 若将两种带相反电荷的溶胶相互混合，则会发生 聚沉，称为相互聚沉现象。 明矾净水作用
天然水中胶态的悬浮物大多带负电，明矾在水中 水解产生的Al(OH)3溶胶带正电，它们相互聚沉而 使水净化。
- + FeO+
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
（二）溶胶的聚沉
1. 电解质的聚沉作用
Fe(OH)3溶胶
Al2(SO4)3溶液
聚沉(coagulation)
1. 电解质的聚沉作用
NaCl
Na+ + Cl-
临界聚沉浓度:使一定量 的溶胶在一定时间内完 全聚沉所需电解质的最 小浓度，又称聚沉值。
聚沉能力:是临界聚沉浓度的倒数。 电解质聚沉值 ，聚沉能力
Fe(OH)3 + HCl
FeOCl
Fe(OH)3

医用化学课件-9胶体分散系

医用化学课件-9胶体分散系
第九章 胶体分散系
• § 9-1 分散系 • §来自9-2 界面现象 • § 9-3 溶胶 • § 9-4 高分子溶液
§9-1 分散系
• 一、分散系的概念 • 二、分散系的分类 • 三、分散度与比表面积
一、分散系的概念
• 分散系：一种或几种物质分散在另一种物 质里所形成的系统称为分散系统 ，简称分 散系。如泥浆、云雾、牛奶等分散系。
• 吸附作用可分为物理吸附和化学吸附， 前者可形成单分子或多分子的吸附层， 后者只形成单分子吸附层。
• 对于指定的吸附剂与气体吸附质，吸 附量与温度和气体压力有关，用Γ=f(p,T) 描述。
• 吸附有不同类型 ⑴ 固体对气体的吸附： g-s吸附平衡(吸附与解吸，放热与吸热)。 ⑵ 固体在溶液中的吸附：
第一章 溶液和胶体
20
3．电学性质
• ⑴电泳
•
溶胶粒子在外电场作用下定向移动
的现象称为电泳。通过电泳实验，可以判
断溶胶粒子所带电荷的电性：红棕色的 Fe(OH)3溶胶，是带正电的，称之为正溶 胶；黄色的As2S3溶胶，带负电荷，为负 溶胶。
• ⑵电渗 (与电泳现象相反)
•
溶胶粒子固定不动而分散介质在外电场
• 分散质：被分散的物质叫做分散质(或分散 相)；
• 分散剂：而容纳分散质的物质称为分散剂 (或分散介质)。
二、分散系的分类
• 若按分散质粒子直径大小进行分 类，则可以将分散系分为三类，见 教材P105 表9－1。
表9-2 各类分散系的特性
分散系类型 颗粒直径大小 分散质存在形
式
主要性质
粗分散系 ＞100 nm
一般规律是：优先吸附与它组成有关的离子。
如：AgBr固体在AgNO3溶液中，由于Ag＋是AgBr 的组成部分，因而被AgBr优先吸附。

化学《分散系及胶体》ppt

化学《分散系及胶体》ppt

分散系的应用
总结词
在多个领域有广泛应用
详细描述
分散系在多个领域有广泛应用，如化学、材料科学、生物学、医学、环境科学等。在化学和材料科学中，分散 系常用于制备涂料、颜料、催化剂等；在生物学和医学中，分散系常用于药物输送、基因治疗等；在环境科学 中，分散系常用于水处理、大气污染控制等。
分散系的重要性
环境监测
分散系在环境监测中可以用于检测污染物和有害物质，评估环境污染程度。
污染治理
分散系也可以用于环境治理，如利用胶体吸附和沉降等方法处理污水和废气等。
07
结论与展望
分散系和胶体的研究结论
1
分散系和胶体在化学领域中具有重要的地位和 应用价值。
2
分散系和胶体具有多种特性和应用，如溶液、 乳浊液、溶胶等。
稳定性与聚沉
胶体粒子的电荷可以使其相互排斥，保持分散状 态不聚集成大颗粒，这种现象称为稳定性。
胶体的动力学性质
布朗运动
由于胶体粒子不断进行无规则运动，使其受到的来自各个方 向的撞击不均匀，从而产生布朗运动。
扩散现象
由于胶体粒子具有布朗运动，因此它们会从高浓度区域向低 浓度区域扩散，这种现象称为扩散现象。
05
胶体的制备和纯化
胶体的制备
制备方法
包括凝聚法、分散法、包覆法等，凝聚法是最常用的制备方法之一，将离子 或分子混合在一起，通过控制反应条件和添加剂，形成胶体粒子。
影响因素
制备过程中的温度、浓度、搅拌速度、添加剂等都会影响胶体的粒径和稳定 性。
胶体的纯化
纯化目的
去除杂质和未反应的原料，使胶体粒子具有更好的分散性和稳定性。
改进产品性能
通过分散系对物质的改性，可以改善化学工业产品的性能， 如表面活性剂、涂料等。

胶体分散系的主要特征

胶体分散系的主要特征

胶体分散系的主要特征
胶体分散系是有机溶剂中一种稳定的，由固态破坏聚集剂和稳定剂组成的非晶态系统。

浓度足够高的固态物质能够在有机溶剂中以胶体形式存在，而这种系统有几个主要特征，包括悬浮剂，稳定剂，分散化，转移和分散化。

悬浮剂是指在溶剂中分散形成的胶体分散系中的固态物质，可以是水溶性的、非水溶性的或混合的硬壳的组成部分。

如金属粉末，石棉片，磨细的砂粒等。

当这些悬浮剂在溶剂中释放出来时，会形成很小的分子，或分子间的连续的物质，故而能够形成悬浮体。

稳定剂，也叫分散稳定剂，是胶体分散系中用于稳定悬浮体的物质。

它们通常是有机分子，可以用例如油酸酯，烷基磺酸钠，氯化钙等。

它们与悬浮体接触并包裹住它们，使其不沉淀，从而达到稳定悬浮体的效果。

分散化也是胶体分散系的特征之一，也是稳定悬浮体的重要手段。

它包括两个方面，即细致化和研磨，当悬浮剂经过细致化处理时，分子会变得更细小，从而可以形成更大的悬浮体；而研磨手段可以使粒径更细小，从而促进悬浮体稳定。

转移是稳定悬浮体的重要原理，它是通过悬浮体对它们周围特定环境下细胞表面调整和修饰，使它们分散，有效阻止悬浮体之间的粘附，从而达到稳定悬浮体的目的。

最后，分散化也是稳定悬浮体的一个重要组成部分。

它使悬浮体分散良好，从而防止悬浮体沉淀，有效地阻止悬浮体之间的粘附，并且可以增强悬浮体的可滴定性和生物相容性。

总之，胶体分散系的主要特征包括悬浮剂，稳定剂，分散化，转移和分散化。

这些特征有助于使悬浮体稳定，同时也能够调节悬浮体的相容性和活性，从而满足相应应用要求。

物理化学-第九章 胶体-教案

物理化学-第九章 胶体-教案
统，包括溶胶、高分子溶液和缔合胶体，其中溶胶是本章讨论的重点。溶胶的高分散性、多相性及热力学不
稳定性等特征决定了其基本性质。本章重点介绍了其光学性质(丁达尔效应)、动力学性质(布朗运动、扩散)
和电学性质（电泳、电渗）；此外还介绍了溶胶的稳定与聚沉，电解质对溶胶稳定与聚沉的影响。
溶胶的特征：1）特定分散度：1~100nm。2）高度分散多相性。3）热力学不稳定性。
第二部分、简介：本章主要内容（多媒体介绍）1mi；溶胶的基本特征及重要性质（动力性质、
光学性质、电学性质）
本章目的要求：（多媒体介绍）1min
掌握胶体的概念、基本类型；溶胶的基本特征；溶胶的动力性质、光学性质、电学性质。
熟悉溶胶的分类；憎液溶胶相对稳定的原因。
通过两个实验来观察胶体的电学性质。电泳以及电渗。
电动现象说明：溶胶质点与介质分别带电，在电场中发生移动（流动电势），或移动时产生电场（流动电势）
并介绍电泳的应用。
四、溶胶的稳定性与聚沉
说明：溶胶是热力学不稳定系统，但在动力学上又是稳定的原因。
强调：溶胶稳定的原因：
1.动力稳定性（扩散力）。2.胶粒表面带电（静电斥力）。3.溶剂化作用。4.添加高分子保护。
3.溶胶有哪些性质？4.胶粒发生布朗运动的实质是什么？
课后作业：P342—7, 10
附：指导教师意见
指导教师签名：年月日
昆明医科大学海源学院基础教学部化学教研室
溶胶的性质：1)光学性质：丁达尔现象。2)动力学性质：布朗运动。3)电学性质：溶胶胶粒和介质都带电。
热力学不稳定，动力学稳定的原因：1)热力学因素：高分散度，比表面能大，有自发聚集倾向。2)动力学因素：动力稳定性，表面带电，溶剂化，添加高分子保护。

溶胶PPT演示课件

溶胶PPT演示课件
散介质中所构成的分散体系。
如：Fe(OH)3 溶胶； AgI 溶胶 ；S 溶胶 等
3
不同尺寸和形貌的金胶体
4
溶胶的基本特性：
1．高分散度：粒子能透过滤纸，但不能透过半透膜，
有显著的布朗运动。
2．不均匀性：多相态，具有巨大的表面积和表面能， 是热力学不稳定体系。
3．聚结不稳定性：胶粒有自动合并成大粒子以降低其
也可以是不均匀的，如，泥浆、牛奶、氢氧化铁溶胶等
1
若按分散相的大小来分类，可将分散体系分成三大类
类型
颗粒 大小
例子
特性
粗分散体系 （悬浮液）
泥浆 > 10-7 m
牛奶
粒子不能透过滤纸，不扩散， 在一般显微镜下可见，多相 态。
胶体分散系 （溶胶、高分 子溶液）
10-7 ～
10-9 m
Fe(OH)3溶 胶 蛋白质溶液 (均相体系)
布朗运动也是溶胶特有的动力学性质。
1） 由于溶胶粒子较小，热运动着的介质对粒子撞击 产生的合力不为零，因此，布朗运动显著；
16
2） 对粗分散体系，由于粒子较大，来自四面八方的撞 击力大致相互抵消，因此，布朗运动不明显；
3） 对分子分散系，由于分子剧烈的热运动，无法观察 到分子的运动轨迹，因此，也没有布朗运动。
2）当物体的直径小于入射光的波长时，发生光的散 射。此时光波绕过物体而向各个方向散射出去 ( 波 长不发生变化 ) , 散射出来的光称为乳光或散射光.
8
可见光的波长范围为 : 450 nm ～ 700 nm ,
即 4.5107 ～ 7 107 m
胶粒的大小范围大致为: 107 ～ 109 m
在超显微镜下能够清楚看出粒子走过的路径，因此 能够测出在一定时间内粒子的平均位移。粒子越小，布 朗运动越激烈，其激烈程度不随时间而改变，但随温度 的升高而加剧。

分散系 胶体

分散系 胶体

分散系胶体(一)分散系1．概念：把一种(或多种)物质分散在另一种(或多种)物质中所得到的体系。

2．分类(1)若按分散质或分散剂的状态分类，可分为9种分散系，如图：烟属于固气分散系；雾属于液气分散系；悬浊液属于固液分散系；合金属于固固分散系。

(2)根据分散质粒子的直径大小将分散系分为溶液、浊液和胶体，可用如下直观地表示。

3．三种分散系的比较(二)胶体1．本质特征：分散质粒子的直径为1～100_nm。

2．制备Fe(OH)3胶体的实验(1)操作图示(2)制备过程：将烧杯中的蒸馏水加热至沸腾，向沸水中逐滴加入1～2 mL 饱和FeCl 3溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，停止加热，即制得Fe(OH)3胶体。

(3)化学方程式：FeCl 3＋3H 2O=====△,Fe(OH)3(胶体)＋3HCl 。

3．胶体的分类4．胶体的性质及应用[细练过关]1．下列说法正确的是________(填序号)。

①泥水分散系属于悬浊液，其分散质粒子直径大于100 nm 。

②胶体和溶液都是均一、稳定的分散系，静置不易产生沉淀。

③稀豆浆、硅酸、氯化铁溶液均为胶体。

④明矾水解时产生具有吸附性的胶体粒子，可作漂白剂。

⑤向FeCl 3溶液中加氨水可制备Fe(OH)3胶体。

⑥向污水中投入明矾，生成能凝聚悬浮物的胶体：Al3＋＋3H2O Al(OH)3(胶体)＋3H＋。

⑦向Fe(OH)3胶体中逐滴加入稀盐酸先产生沉淀而后沉淀逐渐溶解。

⑧型号不同的钢笔水混用易造成笔不出水和石膏加入豆浆中形成豆腐均与胶体的聚沉有关。

答案：①②⑥⑦⑧2．(2020·长春期中)FeCl3溶液、Fe(OH)3胶体、Fe(OH)3浊液是三种重要的分散系，下列叙述中不正确的是()A．Fe(OH)3胶体区别于其他分散系的本质特征是分散质粒子的直径在1～100 nm之间B．分别用一束光透过三种分散系，只有Fe(OH)3胶体具有丁达尔效应C．三种分散系的颜色都相同，且均能与盐酸反应，具有吸附性D．三种分散系中分散质均属于电解质解析：选C FeCl3溶液为棕黄色，不能与盐酸反应，且不具有吸附性，Fe(OH)3胶体、Fe(OH)3浊液均为红褐色，Fe(OH)3浊液不具有吸附性，C项不正确。

化学《分散系及胶体》ppt

化学《分散系及胶体》ppt
分散系的重要性
分散系在日常生活和工业生产中具有广泛的应用价值。
描述
在日常生活方面，许多食品和饮料都是利用分散系的性质制备的，如牛奶、果汁饮料等。 在工业生产中，分散系被广泛应用于涂料、制药、化妆品等领域。
例子
例如，涂料中的颜料和填料是分散相，而树脂则是分散介质；在制药领域，药物通常需要 制成分散片剂或悬浮剂才能便于服用和吸收；化妆品中的粉底和口红也是利用分散系的性 质制备的。
感谢您的观看
THANKS
02
虹彩现象
当胶体粒子的大小和形状不规则时， 光线通过胶体时会产生散射和干涉现 象，从而形成类似于彩虹的颜色分布 ，这个现象被称为虹彩现象。
03
透明度
由于胶体粒子的大小和不透明性，不 同浓度的胶体具有不同的透明度，浓 度越高，透明度越低。
胶体的电学性质
电泳现象
由于胶体粒子具有电学性质，因 此在电场作用下，胶体会产生电 泳现象，即胶体粒子会向相反电 荷的电极移动。
溶解法
将药物溶解在适当的溶剂中，通过搅拌、超声等方法制成胶体溶 液，这种方法适用于制备液体药物胶体。
乳化法
将两种不相溶的液体混合，加入乳化剂制成乳状液，再通过搅拌、 超声等方法制成胶体溶液，这种方法适用于制备油性药物胶体。
胶体的纯化方法
过滤法
通过过滤去除悬浮颗粒和 杂质，使胶体溶液变得更 加纯净。
分散系的挑战与机遇
技术瓶颈
尽管分散系的研究已经取得了一定的进展，但仍存在一些技术 瓶颈，如纳米材料的制备、分散和稳定性等问题。
法规与政策
随着分散系应用的领域越来越广泛，相关的法规和政策也需要不 断完善，以确保分散系的安全使用和可持续发展。
市场机遇
随着人们对环保和健康的关注度不断提高，分散系的市场需求也 将不断增长，为分散系的发展提供了广阔的市场机遇。

第九章胶体

第九章胶体

dn dt
=
-DA
dc dx
dn—扩散量； A —扩散面积； dc/dx —浓度梯度； dt —扩散时间
D —扩散系数
扩散系数可用下式表示：
x 2 ＝2 D t
胶粒的摩尔质量M：
D
=
RT L
1 6πηr
M ＝ 4 πr3ρL 3
η —介质粘度
(2) 渗透：用只允许溶剂分子通过，不允许溶质分子通过 的半透膜把分散体系(分子溶液或溶胶)与纯溶剂隔开时， 溶剂分子会透过半透膜向分散体系扩散，引起液面升高， 这种现象称为渗透。
布朗运动的公式（假定布朗运动与分子运动完全类似）：
x=
RT t L 3πηr
(假定胶体粒子是球形)
x：t时间内粒子在x轴方向的平均位移。 r：离子半径 η：介质粘度
2 扩散与渗透现象
(1) 扩散：溶胶粒子在介质中因热运动由高浓度区自发地 向低浓度区迁移的现象称为扩散。
扩散遵从费克扩散第一定律：
类
气－气混合物不属于溶胶
(3) 按分散相和分散介质间亲和力不同 a憎液胶体： 难溶物质分散在介质中，粒子由很大数目分 (溶胶) 子构成，该体系有很大的相界面，属于热力 学不稳定体系。 b亲液胶体： 大分子化合物的真溶液，不存在相界面，属 (大分子溶液) 于热力学稳定体系。
3 胶体的基本特性 a 分散性 b 多相性 c 聚集不稳定性
(AgI)m. nI- . (n-x)K+ x- . xK+
胶核
吸附层 扩散层
胶粒 (带电)
胶团 (中性)
(2) 溶胶的聚沉 1 电解质的聚沉作用 聚沉：溶胶分散度降低，分散相颗粒变大，最后从介质中 沉淀析出的现象。 聚沉值：使一定量溶胶在一定时间内完全聚沉时所需电解 质的最低浓度，以mol.L-1表示。常用来衡量不同电解质对 溶胶的聚沉能力。聚沉值越小，聚沉能力越大。

物理化学：胶体分散系统

物理化学：胶体分散系统
凡能有沉淀析出的化学反响都可能用来制备相应溶胶 如水解反响制备Fe (OH)3溶胶 FeCl3 +3H2O Fe (OH)3 + 3HCl
3. 改变溶剂法
使溶化度骤变，如 松香在乙醇中：溶 水中：不溶
水
点击此处演示 溶胶
三、溶胶净化
化学法制备的溶胶，往往含有过多的电解质
肯定量电解质是溶胶稳定的必要条件
显微电泳： 显微镜下直接对粒子的运动进行测定
–
Pt电极 辅助液
溶胶 d
第六节 溶胶稳定性
一、胶体稳定性
热力学因素：高分散度，比外表能大，有自发聚集倾向
稳定溶胶的因素 ：
1. 动力稳定性〔扩散力〕：扩散，Brown运动，有利稳定 2. 粒径越小、介质粘度越大，越使溶胶稳定 3. 2. 外表带电〔静电斥力〕： 4. 带电后的电性斥力，是溶胶稳定的主要原因 5. 3. 溶剂化〔水化膜斥力 〕：降低外表能，有利稳定 6. 4. 添加高分子爱护
扩散速度与浓梯关系 Fick第肯定律
dn D A dc
dt
dx
mols–1 扩散系数 面积 浓度梯度
扩散系数与Brown运动平均位移关系： x 2 2Dt
2．渗透 渗透：溶剂通过半透膜〔对溶质不通透〕向溶质高浓
度区移动的现象 〔对溶剂而言，浓度从高 低〕
渗透压：半透膜两侧的压差 =p2–p1
平衡时两侧化学势相等
可见光 400 ～ 700 nm 〔兰 红〕
(2) I ，粒子浓度越大，散射光越强
浊度法测定溶胶的浓度
(3) I V，粒子体积越大，散射光越强
从乳光强度分布确定粒度分布尘粒测定仪
(4) I 与折光率差 n 有关，n 越大，散射光越强
因此散射光是由于光学不均匀性引起的

物理化学教学课件第九章胶体分散系统

物理化学教学课件第九章胶体分散系统
（3）可电离的大分子溶胶由于大分子本身发生电离而使胶粒带 电。例如，蛋白质分子有许多羧基和胺基，在pH较高的溶液中，离 解生成P—COO-而带负电，在pH较低的溶液中，生成P—NH+3而带正电。 在某一特定的pH条件下，生成的P—COO-和P—NH+3数量相等，蛋白质 分子的净电荷为零，该pH
第二节 溶胶的性质
第二节 溶胶的性质
三、溶胶的电学性质
（2）电渗。在外加电场作用下，若溶胶粒子不动（如将其吸附固 定于棉花或凝胶等多孔性物质中），而液体介质做定向移动，这种 现象称为电渗。图9－7所示为电渗管，即在U形管中盛入液体，将 电极接通直流电后，可从有刻度的毛细管中准确地读出液面的变化， 其中U形管中的多孔膜只允许介质通过，阻止胶体粒子通过。电渗 也可用以判断粒子所带电荷的正负。如果多孔膜吸附带负电荷的粒 子，则介质带正电，通电时向负极移动；反之，如果多孔膜吸附带 正电荷的粒子，带负电的介质向正极移动。
一、溶胶的光学性质
2. 1871年，英国科学家瑞利（Rayleigh）研究了大量的光散射现象， 发现散射光强度与诸多因素有关，其中最主要的因素有以下四个方面。
（1）散射光强度与入射光波长的4次方成反比，即入射光波长愈 短，散射愈显著，因此可见光中的蓝色光、紫色光的散射作用比较强。 当用白光照射溶胶时，在与入射光垂直的方向上观察呈淡蓝色，而透
斯特恩（Stern）对扩散双电层 模型作了进一步修正，并提出了更加接 近实际的Stern扩散双电层模型，如图9 －8所示。
第二节 溶胶的性质
三、溶胶的电学性质
3. 根据上述扩散双电层理论，可以想象出溶胶的胶团结构。
第三节 溶胶的稳定与聚沉
一、溶胶的经典稳定理论——DLVO理论
这里定性地介绍DLVO (1) (2)溶胶的相对稳定性或聚沉取决于斥力势能和引力势能的相 对大小。当斥力势能大于引力势能时，溶胶处于相对稳定状态；当

胶体分散系分散质粒子平均直径

胶体分散系分散质粒子平均直径

胶体分散系分散质粒子平均直径
胶体分散系是由极微量的粒子构成的一种分散体系，一般为胶体或悬浮液，其中的粒子大小从几奈米到几十奈米不等，由分子或细胞所组成。

质粒子平均直径就是胶体分散系中粒子的平均直径，是衡量胶体分散系分散性能的重要指标。

质粒子平均直径的测定方法一般采用光学显微镜或扫描电镜，其最基本的测定原理是采用照相机或探头，在影像分析仪上记录分散胶体系中粒子的影像，然后利用影像分析仪中的影像处理软件计算其尺寸分布，从而计算得到质粒子平均直径。

此外，使用区域分析仪也可以测定质粒子平均直径。

这种方法利用激光散射原理，通过激光束照射样品，并由系统中的探头检测激光的散射效果，最终计算得到质粒子平均直径。

质粒子平均直径的测定对于了解胶体分散系以及分散性能十分重要，同时也为控制分散系统中粒子的尺寸，进而改善系统的分散性能提供了依据。

因此，对质粒子平均直径的测定具有重要的实际意义。

胶体 物质的分散系(课件优选)

胶体 物质的分散系(课件优选)

三、电离方程式的书写
沐风书苑
24
强电解质：在水溶液里或熔融状态下
全部电离成离子的电解质(其离子无 分子化倾向)。包括大多数盐类、强 酸、强碱。 NaCl=Na++Cl-
弱电解质：在水溶液里部分电离成离
子的电解质(其离子有分子化倾向)包
括弱酸(如HAc、H2S)、弱碱(如
NH3·H2O)、水。
HAc H++Ac-
沐风书苑
沐风书苑
1
复习回顾：
请同学们分别列举一种溶液、悬浊液、 乳浊液。比较它们有什么共同点和不同点
1、溶液是一种或几种物质分散到另一种 物质里，形成均一的、稳定的混合物。 2、悬浊液是固体小颗粒悬浮于液体里形
成的混合物
3、乳浊液是小液滴分散到液体里形成的
混合物
沐风书苑
2
一、分散系
1.定义: 一种物质(或几种物质) 分散到另
18
二、电解质和非电解质
电解质： 在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物
本身电离出自由移动的离子而 非电解质：
在水溶液中和熔融状态下不能导电的化合物
沐风书苑
19
练习
例1：判断下列说法是否正确。
× A：NaCl溶液导电，所以NaCl溶液是电解质；
B：固体NaCl不导电，但NaCl是电解质；√
× C ：Cu能导电，所以Cu是电解质； × D ：SO3溶于水能导电，所以SO3是电解质；
Ａ关．闭溶，液航Ｂ班．停飞悬，浊雾液属Ｃ于．下乳列浊分液散系Ｄ中．的胶(D体)
４．区别溶液和胶体的最简单的方法是(B )
Ａ． 观察外观 Ｂ． 丁达尔效应 Ｃ． 加热
５．胶体的最本质的特征是(C )
Ａ． 丁达尔效应 Ｂ． 可以通过滤纸 Ｃ． 分散质粒子的直径在1nm~100nm之间

物理化学-第9章 胶体分散系

物理化学-第9章 胶体分散系

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Brown运动的本质
1905年和1906年爱因斯 坦（Einstein)和斯莫鲁霍夫 斯基（Smoluchowski)分别 阐述了Brown运动的本质。
Brown运动是分散介质分子以不同大小和不同方向的力 对胶体粒子不断撞击而产生的，由于受到的力不平衡，所 以连续以不同方向、不同速度作不规则运动。随着粒子增 大，撞击的次数增多，而作用力抵消的可能性亦大。
（3）热力学不稳定性
因为粒子小，比表面大，表面自由能高，是热力学不稳 定体系，有自发降低表面自由能的趋势，即小粒子会自动 聚结成大粒子。
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11.2 溶胶的性质
溶胶的性质主要有：
一、溶胶的动力性质 二、溶胶的光学性质 三、溶胶的电学性质
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如油漆，AgI溶胶
B.液-液溶胶 C.液-气溶胶
如牛奶，石油原油等乳状液 如泡沫
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按分散相和介质的聚集状态分类
2.固溶胶 将固体作为分散介质所形成的溶胶。当分散相为 不同状态时，则形成不同的固溶胶：
A.固-固溶胶 如有色玻璃，不完全互溶的合金 B.固-液溶胶 如珍珠，某些宝石 C.固-气溶胶 如泡沫塑料，沸石分子筛
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三、按胶体溶液的稳定性分类
1.憎液胶体（溶胶） 半径在1 nm~100 nm之间的难溶物固体粒子 分散在液体介质中，有很大的相界面，易聚沉，是 热力学上的不稳定体系。
一旦将介质蒸发掉，再加入介质就无法再形成 溶胶，是一个不可逆体系，如氢氧化铁溶胶、碘 化银溶胶等。
这是胶体分散体系中主要研究的内容。
由于胶粒带电，而溶胶是电中性的，则介质 带与胶粒相反的电荷。在外电场作用下，胶粒和 介质分别向带相反电荷的电极移动，就产生了电 泳和电渗的电动现象，这是因电而动。

胶体分散系

胶体分散系
电离：电解质在水溶液里或熔融状态下产生自由移
动的离子的过程。
观念转变：以前酸碱盐定义时说的解离要 改口叫电离了
5、判断下列说法是否正确
1、Cu单质可以导电，所以Cu是电解质
×
2、NaCl溶液有很好的导电性，所以NaCl 溶液是电解质
×
3、SO2溶于水得到H2SO3（亚硫酸），也 具有导电性所以是电解质
渗析：利用半透膜把胶体中混有的离子或分 子从胶体溶液里分离出来。 半透膜：指一类可以让小分子物质（离子)透 过而大分子物质不能通过的多孔性薄膜。由 鸡蛋壳膜或羊皮纸、胶棉薄膜、玻璃纸、动 物肠衣膜等制成。 其原理为：胶体微粒不能透过半透膜，而溶 液中的分子和离子能透过半透膜。 滤纸可将胶体和沉淀分离，胶体微粒可通 过滤纸，不能通过半透膜。
实验
红褐色Fe(OH)3胶体： 1、一束光 分别通过
形成一条光亮的“通路” （丁达尔现象）
蓝色CuSO4溶液：
无此现象
ＣuSO4溶液
Fe(OH)3胶体
丁达尔效应：光束通过胶体时出现一条明亮的光路的 现象。（可用来鉴别溶液和胶体）
自然界的丁达尔现象
小结：不同分散系的比较 分散系 溶液 悬（乳）浊液
实例
泥浆水、牛奶
实验 在污水中加入明矾
得到Al(OH)3 胶体
静置 浑浊现象消失
整理与归纳 胶体的性质（与溶液的不同点） 1.有丁达尔现象 2.Fe(OH)3，Al(OH)3等胶体有吸附性 3.胶体微粒可透过滤纸不能透过半透膜 (渗析)
问题解决 1、如何用简便的方法鉴别胶体和溶液 ①用“丁达尔现象” ②用半透膜进行渗析

实验
溶液 NaCl溶液 NaOH溶液 稀盐酸 酒精溶液 蔗糖溶液
现象 灯泡亮 灯泡亮 灯泡亮 灯泡不亮 灯泡不亮
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二、高分子化合物溶液的性质
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高分子化合物溶液中，溶质和溶剂有较强的亲和力 ，两者之间有没有界面存在，属均相分散系。由于 在高分子溶液中，分散质粒子已进入胶体范围（1100nm），因此，高分子化合物溶液也被列入胶体 体系。它具有胶体体系的某些性质，如扩散速度小 ，分散质粒子不能透过半透膜等，但同时也具有自 己的特征。
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C:溶剂化的稳定作用 溶胶的吸附层和扩散层的离子都是水化的（如为非 水溶剂，则是溶剂化的），在水化膜保护下，胶粒 较难因碰撞聚集变大而聚沉。水化膜越厚，胶粒就 越稳定。 (2)溶胶的聚沉 胶体具有巨大的表面积，体系界面能高，胶粒间的 碰撞有使其自发聚集的趋势。减弱或消除胶粒的电 荷，可以促使胶粒聚集成较大的颗粒，这个过程称 为凝聚，当分散相粒子增大到布朗运动克服不了的 重力的作用时，最后从介质中沉淀析出的现象称聚 沉。
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Fe(OH)3胶粒包括胶核（设为m个Fe(OH)3分子组 成）和吸附层。胶粒和扩散层合称为胶团，胶团 分散在介质中乃是胶体体系。
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2. 溶胶的稳定与沉降
（1）影响溶胶稳定性的因素 • A:溶胶动力稳定因素 • Brown 运动：溶胶的胶粒的直径很小，Brown 运动 剧烈，能克服重力引起的沉降作用。 • B：溶胶的电学稳定作用 同一种溶胶的胶粒带有相同电荷，当彼此接近时， 由于静电作用相互排斥而分开。胶粒荷电量越多， 胶粒之间静电斥力就越大，溶胶就越稳定。胶粒带 电是大多数溶胶能稳定存在的主要原因。
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A:电解质对溶胶的聚沉作用
在溶胶中加入易溶强电解质，将使更多的反离子进 入吸附层，减少了胶粒所带电荷，使水化膜变薄， 使胶粒的布朗运动足以克服胶粒之间的静电斥力， 导致胶粒在相互碰撞时可能聚集合并变大，最终从 溶胶中聚沉下来。
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电解质对溶胶的聚沉规律为：
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分子分散系也称溶液。通常所说的溶液是指液 态溶液，常把分散相称为溶质，把分散介质称为溶 剂。 胶体分散系又可分为溶胶和高分子溶液。 溶胶的分散相粒子是由许多小分子或小离子聚 集而成，溶胶是高度分散的非均相系统，较不稳定 。 高分子溶液的分散相粒子是单个大分子或大离 子，高分子溶液很稳定，属于均相系统。 粗分散系包括悬浊液和乳浊液。 悬浊液是固体小颗粒分散在液体介质中形成的 粗分散系。 乳浊液是液体小液滴分散在另一种液体中形成 的粗分散系。 医学化学
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3. 电学性质
（1）电泳： • 在电场作用下，胶粒质 点在分散介质中的定向 移动称为电泳 。从电 泳方向可以判断胶粒所 带的电荷。 • 负溶胶：胶粒带负电 • 正溶胶：胶粒带正电
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（2）胶粒带电的原因 胶核的选择吸附：胶核的比表面很大，很容易吸 附溶液中的离子。实验表明，与胶粒具有相同组 成的离子优先被吸附。 胶粒表面分子的解离：胶粒与溶液中的分散介质 接触时，表面分子发生解离，有一种离子进入溶 液，而使胶粒带电。例如，硅酸溶胶的胶粒是由 很多 xSiO2· yH2O 分子组成的表面上的 H2SiO3 分 子在水分子作用下发生解离：
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盐析效应的特点是，同价同符号的不同离子，对 盐析效应的能力不一样。 已发现各种盐的盐析能力，其阴离子的能力 有如下次序： 1/2SO42-＞OAc-＞Cl-＞NO2-＞Br-＞I-＞CNS其阳离子则有如下次序： Li+＞Na+＞K+＞NH4+＞1/2Mg2+
盐析作用的实质，主要是高分子化合物与溶剂（水）间的相 互作用被破坏，盐的加入使高分子化合物分子脱溶剂化。盐 的加入还使一部分溶剂（水）与它们形成溶剂（水）化离子， 致使这部分溶剂（水）失去溶解高分子化合物的性能。溶剂 （水）被电解质夺去，高分子化合物沉淀析出。所以盐类的 水化作用越强，其盐析作用也越强。上述离子盐析能力顺序， 实质上反映了离子水化程度大小的次序。
扩散和沉降：
溶胶的分散相粒子由于 Brown 运动，能自动地从 浓度较高处移向浓度较低处，这种现象称为扩散。 在生物体内，扩散是物质输送或物质分子通过细胞 膜的推动力之一。 • 溶胶在放置过程中，密度大于分散介质的胶粒，在 重力作用下要沉降下来；但另一方面由于胶粒的 Brown 运动引起的扩散作用又力图促使浓度均一。 当上述两种方向相反的作用达到平衡时，越靠近容 器的底部，单位体积溶液中的胶粒的数目越多；越 靠近容器的上方，单位体积溶胶中的胶粒的数目越 少，形成了一定的浓度梯度，这种现象称为沉降平 衡。
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B：异电溶胶的相互聚沉
将胶粒带相反电荷的两种溶胶混合，也会产生聚 沉现象。与电解质的聚沉作用不同的是，只有当 两种溶胶的胶粒所带电荷完全中和时，才会完全 聚沉；否则，可能聚沉不完全，甚至不聚沉。 明矾净水：天然水中的胶体粒子是带负电的， 明矾中硫酸铝水解产物Al(OH)3是正溶胶，混 合后发生相互聚沉，产生净化水的作用。 （3）有机化合物的离子（如脂肪酸盐和聚酰胺类 化合物的离子）都有较强的聚沉能力，能有效地破 坏溶胶使之聚沉。 医学化学
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三. 溶胶的性质
1. 光学性质 • Tyndall 现象 • 1869 年，英国物理学家 Tyndall发现：在暗室 中让一束会聚的光通过溶胶，在与光束垂直的方向 上可以看到一个圆锥形光柱，这种现象就称为 Tyndall 现象。溶胶的分散相粒子的直径在1~100 nm之间，小于可见光的波长（400~700nm)，因此 当光通过溶胶时发生明显的散射作用，产生 Tyndall 现象。
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1. 稳定性
高分子化合物溶液属均相分散系，可长期放置而不 沉淀。在稳定性方面它与真溶液相似。 • 另外，由于高分子化合物具有许多亲水基团（如OH，-COOH，-NH2等），当其溶解在水中时，其 亲水基团与水分子结合，在高分子化合物表面形成 了一层水化膜，使分散质粒子不易靠近，增加了体 系的稳定性。
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第一节 分散系
一. 基本概念 物质分布的一个十分重要的普遍现象就是高度分散 性。 分散体系：一种或几种物质以或大或小的粒子分散 在另一种物质中所形成的体系称为分散体系，简称 分散系。 分散相：分散系中被分散的物质称为分散相。 分散介质：分散系中容纳分散相的物质称为分散介 质。
（1）电解质对溶胶的聚沉作用，主要是由与胶粒 带相反电荷的离子（反离子）引起的。反离子所带 电荷越多，其聚沉能力越大，聚沉值就越小。 • （2）带相同电荷的离子的聚沉能力虽然接近，但 也略有不同。对负溶胶来说，其聚沉能力的相对大 小为： Cs+＞Rb+＞K+＞Na+＞Li+ 对正溶胶来说，其聚沉能力的相对大小为： Cl-＞Br-＞NO3－＞I•
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第四节 高分子化合物溶液
一、高分子化合物的概念 • 相对分子质量大于或等于104的物质，称为高分子 化合物。 • 高分子化合物在医药上的应用非常广泛：蛋白质， 核酸，糖原，淀粉，纤维素等都是天然高分子化合 物。 • 高分子化合物是由一种或几种简单化合物（称单体 ）交联而成，这些结构单元重复地结合而成为长链 的高分子化合物。
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二. 胶体分散系的基本特征
1. 胶体分散系是物质的一种特殊状态 • 胶体不是一类物质，而是几乎任何物质都可能存在 的一种特殊状态。 • 2. 胶体分散系是多相体系 • 胶体体系因高度分散而存在巨大的相界面，该体系 具有三大特征：高分散性，多相性，热力学不稳定 性。 • 高分子溶液是胶体研究的重要内容，但高分子溶液 是单相的真溶液，没有相界面存在，属热力学稳定 体系。
H 2SiO3 SiO +2H
2_ 3 +
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（2）电渗
把溶胶充满多孔性隔膜，胶粒被吸附而固定，由于 整个溶胶是电中性的，介质带与胶粒相反的电荷， 这时在外电场作用下，液体介质将通过多孔隔膜向 与介质电荷相反的电极方向移动，这种在电场中固 相不动而液相反向移动的现象，称为电渗。 • 电泳和电渗都是由于分散相和分散介质作相对运动 时产生的电动现象。电泳技术在氨基酸，多肽，蛋 白质及核酸等物质的分离和鉴定方面有广泛的应用 。
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2. 动力学性质
Brown 运动 • 溶胶的分散相粒子在分散介质中不停地做不规则 的折线运动，这种运动称为 Brown运动。
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胶粒的 Brown 运动是由于胶粒受到处于不停运动 的分散介质分子撞击，其合力不为零而引起的。由 布朗运动表现出与胶体粒子运动有关的性质，称为 胶体的动力学性质，如：扩散，渗透，沉降等。 上页 下页 回主目录 返回 医学化学
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2. 粘度
粘度：液体的一部分流过其他一部分所受到的阻力 叫粘度。高分子化合物溶液的粘度比一般溶液或溶 胶大得多，高分子化合物溶液的高粘度与它的特殊 结构有关。 • 高分子化合物常形成线形、枝状或网状结构，这种 伸展着的大分子在溶剂中的行动困难，枝状、网状 结构牵制溶剂，使部分液体失去流动性，自由液体 量减少，故表现为高粘度。由于粘度与粒子的大小 、形状及溶剂化程度直接相关，所以测定蛋白质溶 液的粘度就能推知蛋白质分子的形状和大小。