膠體溶液和表面現(xiàn)象.ppt

,第三章 膠體溶液和表面現(xiàn)象 第一節(jié) 膠體溶液 一、溶膠的性質(zhì) 1、光學(xué)性質(zhì)（Tyndall現(xiàn)象） 粒子粒徑大于照射光的波長時，粒子表面反射光；粒徑略小于波長時，發(fā)生散射成乳光。,2.動力學(xué)性質(zhì)(布朗運動),電泳：在外電場作用下，膠粒向電極移動的現(xiàn)象。,3.溶膠的電學(xué)性質(zhì),電滲：在外電場作用下，限制膠粒不能移動，而液體介質(zhì)發(fā)生定向移動的現(xiàn)象。,膠粒帶電的原因 ： 1、膠粒在溶液中選擇性吸附與膠粒組成有關(guān)的粒子。 2、膠粒表面的分子電離，一種離子脫離膠粒進(jìn)入溶液， 另一種離子留在膠粒表面。,Fe(OH)3mnFeO+ (n-x)Cl-x+ xCl- 膠核 電位離子 反離子 反離子,如 Fe(OH)3溶膠：,電位離子:能使固體表面帶電的離子稱為電位離子。 反離子:溶液中與電位離子帶相反電荷的離子稱為反離子。,三、膠團(tuán)結(jié)構(gòu),Fe(OH)3mnFeO+ (n-x)Cl-x+ xCl- 膠核 電位離子 反離子 反離子,膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式： （AgI）mnI-(n-x)K+X-xK+,例：用AgNO3溶液與過量KI溶液作用制備的AgI溶膠，膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式為：,(AgI)mnI- (n-x)K+x- xK+ 例：用KI溶液與過量AgNO3溶液作用制備的AgI溶膠，膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式為： (AgI)mnAg+ (n-x)NO3-x+ xNO3- 例：As2S3溶膠膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)式為： (As2S3 )mnHS- (n-x)H+x- xH+ 例：硅酸溶膠的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式為： (H2SiO3 )mnHSiO3- (n-x)H+x- xH+,四、溶膠的穩(wěn)定性和聚沉 1. 溶膠的穩(wěn)定性 溶膠穩(wěn)定的主要原因:,（1）膠粒間同種電荷的排斥作用 （2）膠粒的溶劑化作用 （3）膠粒的布朗運動,2. 溶膠的聚沉 (1)電解質(zhì)的聚沉作用,電解質(zhì)聚沉的主要原因:,中和了膠粒的電荷 破壞了膠粒的溶劑化膜,電解質(zhì)聚沉能力的大小:,聚沉能力主要取決于與膠粒帶相反電荷的離子的價數(shù)。價數(shù)越高, 聚沉能力越強。 同價離子的聚沉能力隨離子水化半徑的增大而減小。,聚沉值:使一定量的溶膠在一定時間內(nèi)開始聚沉所需電解質(zhì)的最低濃度。聚沉值越小, 聚沉能力越強。,(2)溫度對溶膠穩(wěn)定性的影響 加熱能破壞膠體的主要原因: 膠粒運動加劇,碰撞機會增多。 膠粒所帶電量減少。 (3) 溶膠的相互聚沉 聚沉的主要原因: 膠粒所帶電荷被中和。,應(yīng)用：、土壤中的Fe(OH)3、Al(OH)3等正電溶膠和粘土、腐殖質(zhì)等負(fù)電溶膠互相聚沉，對土壤膠粒的結(jié)構(gòu)有重要影響； 、明礬的凈水作用：明礬溶于水，水解形成Al(OH)3溶膠，結(jié)構(gòu)為 Al(OH)3mn Al3+（n-x）SO42-2x+x SO42- ;膠粒帶正電，而天然水中的懸浮粒子一般帶負(fù)電荷。,二、表面吸附 一種物質(zhì)自動濃集到另一物質(zhì)表面上的過程叫吸附。其中有吸附能力的物質(zhì)稱為吸附劑;被吸附的物質(zhì)稱為吸附質(zhì)。,物體表面的粒子（分子、原子或離子）比內(nèi)部粒子有更高的能量。表面粒子比內(nèi)部粒子多出的這部分能量稱為表面能。,對一定質(zhì)量的分散質(zhì)來說，分散度越高，表面積越大，其表面能越大，因而多相體系是一種不穩(wěn)定體系。為使體系趨于較穩(wěn)定的狀態(tài)，表面能有自發(fā)降低的傾向。一般可采用兩種途徑：一是減小表面積使表面能減小，如小液滴可自發(fā)聚集成大液滴；二是通過表面吸附其它質(zhì)點來降低其表面能。 任何兩相界面上均存在著界面能。,為什么存在表面吸附 ？,1. 分子吸附 固體吸附劑對溶液中非電解質(zhì)或弱電解質(zhì)分子的吸附稱為分子吸附。 這類吸附的一般經(jīng)驗規(guī)律是：相似（極性）相吸。 2. 離子吸附 固體吸附劑在強電解質(zhì)溶液中對溶質(zhì)離子的吸附稱為離子吸附。,固體在溶液中的吸附,離子吸附的種類： （1)離子選擇吸附:固體吸附劑有選擇地吸附溶液中 的某種離子,這種吸附稱為離子選擇吸附。 吸附規(guī)則:吸附劑優(yōu)先選擇吸附與自身組成相關(guān)或性質(zhì)相似且溶液中濃度較大的離子。 (2) 離子交換吸附: 固體吸附劑吸附一種離子的同時釋放出等電量的其它同號離子的過程稱為離子交換吸附。 交換規(guī)則:離子電荷數(shù)越高、水合半徑越小,離子交換能力越強。,如AgNO3（過量）KI（適量）后，AgI固體表面選擇吸附Ag+而帶正電。,如：交換能力 Cs+Rb+K+Na+Li+,如硬水軟化： 陽 2RSO3H+Ca2+=( RSO3)2 Ca+2