胶体流变性质共17页文档
- 格式:ppt
- 大小:2.88 MB
- 文档页数:17
溶胶的流变性质所谓流变性质,是指物质在外力作用下的变形和流动性质。
纯液体和大多数小分子溶液,在层流条件下其切应力和切变速率成正比τ=ηD。
这就是著名的牛顿公式,式中的η是比例常数,称为黏度,国际单位是Pa·S。
η代表物质在流动时内摩擦力的大小。
液体流动时,为克服摩擦阻力而消耗一定能量(转变成热),所以从能量角度看,黏度也可定义为单位剪切速率下,单位体积和单位时间内所消耗的能量。
凡符合牛顿公式的流体称为牛顿流体,其特点是黏度只与温度有关,与切边速率无关。
不符合牛顿公式的流体称非牛顿流体,τ与D无正比关系,比值τ/D不是常数,而是D的表示,此时的τ/D,称为表观黏度。
事实上大多数的流体是非牛顿流体,物函数,用ηa料随着剪切率或时间的变化会改变。
因此,在一定的条件下测量的粘度值不一样,所测得的粘度值是个曲线而不是一个恒定的常数层流和湍流体系的流动处于恒稳状态,体系中任一点的流速(大小和方向)不随时间而变化时,称为层流。
牛顿公式只有在层流状态下才成立。
当流速超过某一限度时,有不规则的或随时间而改变的旋涡生成,这时称为湍流。
流体的流动状态可以用雷诺数(Re)来表示,它是一个无量纲量。
Re超过某一临界值时,层流就变成湍流。
稀分散体系的粘度:液体流动时,为克服内摩擦阻力需消耗一定的能量,倘若液体中存在粒子,则流体的流线在粒子附近受到干扰,这就要消耗额外的能量,所以分散体系的黏度均高于纯溶剂的黏度。
通常溶胶黏度η与溶剂黏度η0之比称为相对黏度ηr。
1 分散相浓度的影响einstein黏度定律1906年,einstein根据流体力学理论推导出稀分散体系的黏度方程η=η0(1+2.5φ)式中,η、η0分别为溶液、溶剂的粘度,φ为体系中分散相的体积分数。
在推导此式时曾假设:①粒子是远大于介质分子的圆球;②粒子是刚体,完全为介质润湿;③分散体很稀,粒子间无相互作用;④无湍流。
对于较浓分散体系,粒子间相互干扰,Einstein公式不再适用。
胶体的性质及其应用欧阳光明(2021.03.07)一、分散系1、分散系:一种(或几种)物质以粒子形式分散到另一种物质里所形成的混合物。
分散质:被分散成粒子的物质(一般量少)2、分散系组成分散剂:粒子分散在其中的物质(一般量多)物质与水混合时,一般认为是分散剂。
3、分散系分类:、()、。
溶液悬浊液胶体分散系粒子直径外观粒子组成能否透过半透膜能否透过滤纸提问:如何提纯胶体,例:如何除去Fe(OH)3胶体混有少量的氯化铁和氯化氢?二、胶体胶体的本质特征:是分散质粒子直径在~之间(可透过滤纸,不能透过半透膜)(一)胶体的性质1. 丁达尔现象(光学性质)实验:用激光笔垂直照射淀粉胶体,胶体,溶液。
现象:胶体内部存在一条光路而溶液没有。
结论:这种由于胶体微粒对光的散射作用形成的一条光亮的通道的现象叫丁达尔现象。
说明:应用此性质可对溶液和胶体进行区分。
例子:灰尘,提问:能否说一种液体只要有丁达尔效应,就是胶体?2. 布朗运动(动力学性质)引入:胶粒较小而轻,它在水中的运动情况如何实验:将一滴液体放在水中观察现象:胶体扩散解释:胶粒在不同方向受到了水分子撞击的力量大小不同,所以运动方向在每一瞬间都在改变,因而形成无秩序的不停的运动,这种现象叫布朗运动。
例子:花粉放于水中、空气中的灰尘、粉笔灰放于水中3. 电泳(电学性质)实验:将胶体放在U形管中,一端加导电现象:阴极附近颜色加深分析:阴极附近颜色加深→胶粒带正电荷在电场作用下向阴极移动→胶体直径小→表面积大→吸附能力强→只吸附阳离子,因而带正电荷。
结论:电泳:在电场作用下,胶体的微粒在分散剂里向阴极或阳极作定向移动的现象叫电泳。
< 胶粒带电的一般规律 >A. 带正电的胶粒:金属氧化物、金属氢氧化物FeO(与陶土的分离)、Fe(OH)3、Al(OH)3B. 带负电的胶粒:金属硫化物、非金属氧化物、硅酸及土壤陶土、H2SiO3、硫化砷胶粒提问:1、Fe(OH)3胶体带电荷,这一说法对不对,为什么?2、是不是所有胶体都发生电泳?即所有的胶粒都带电荷?(二)胶体的聚沉1. 胶体稳定存在的原因:(1)胶粒小,可被溶剂分子冲击不停地运动,不易下沉或上浮(2)胶粒带同性电荷,同性排斥,不易聚大,因而不下沉或上浮2. 要使胶粒聚沉可采用的方法:(1)加热法:温度升高,胶粒碰撞速率加快,从而使小颗粒成为大颗粒而凝聚。
胶体化学教案中的胶体的流变性与粘度特性胶体化学是一门研究胶体体系的科学,它涉及到物理、化学、材料科学等多个学科领域。
在胶体化学的教学过程中,理解胶体的流变性和粘度特性是非常重要的。
本文将针对胶体在流变学和粘度方面的特性进行分析和讨论。
一、胶体的流变学特性流变学是研究物质变形和流动的科学,而胶体作为一种介于溶液和悬浮液之间的体系,具有其特殊的流变学特性。
1. 过渡频率与弹性模量胶体的过渡频率是指胶体转变为固体的频率范围。
在低频情况下,胶体表现出液体的流体特性,而在高频情况下则表现为固体的弹性特性。
弹性模量是衡量胶体固态特性的重要参数,它反映了胶体在受力下的变形程度。
过渡频率与弹性模量的测试可以通过动态力学分析仪进行。
2. 剪切应力与剪切应变剪切应力是指胶体在受到外力作用下产生的剪切变形所需的力。
而剪切应变则是胶体单位长度内的剪切变形。
胶体的剪切应力与剪切应变之间的关系可以用流变学模型来描述,常见的流变学模型包括牛顿流体模型、受限变形模型等。
3. 流动类型胶体的流动类型可以分为牛顿流体和非牛顿流体两种。
牛顿流体是指胶体的流动速率与施加的剪切应力成正比,流动规律符合牛顿定律。
而非牛顿流体则包括剪切稀化流体和剪切增稠流体。
剪切稀化流体在剪切条件下表现出阻力减小的特性,而剪切增稠流体则表现为阻力增加的特性。
二、胶体的粘度特性胶体的粘度是指胶体在受力作用下阻碍流动的程度。
胶体的粘度直接影响到其在实际应用中的流动性能。
1. 粘度的测定方法常见的胶体粘度测定方法包括旋转粘度计法、滴定法和流淌法等。
旋转粘度计法是通过测量胶体在旋转器转动下的扭矩和转速来计算粘度值,滴定法是通过滴定器滴入胶体溶液的滴数和时间来计算粘度值,流淌法是通过测量胶体溶液从容器中流出所需的时间来计算粘度值。
2. 粘度与浓度的关系胶体的浓度对其粘度有重要影响。
在胶体浓度低时,胶体颗粒之间的相互作用力较小,流动性较好,粘度较低;而在浓度较高时,胶体颗粒之间的相互作用力增大,流动性变差,粘度增加。