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(zhǎng)時(shí)，粒子表面反射光；粒徑略小于波長(zhǎng)時(shí)，發(fā)生散射成乳光。,2.動(dòng)力學(xué)性質(zhì)(布朗運(yùn)動(dòng)),電泳：在外電場(chǎng)作用下，膠粒向電極移動(dòng)的現(xiàn)象。,3.溶膠的電學(xué)性質(zhì),電滲：在外電場(chǎng)作用下，限制膠粒不能移動(dòng)，而液體介質(zhì)發(fā)生定向移動(dòng)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(guò)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(guò)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(yùn)動(dòng),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(jià)數(shù)。價(jià)數(shù)越高, 聚沉能力越強(qiáng)。 同價(jià)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(shí)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(qiáng)。,(2)溫度對(duì)溶膠穩(wěn)定性的影響 加熱能破壞膠體的主要原因: 膠粒運(yùn)動(dòng)加劇,碰撞機(jī)會(huì)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(duì)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(dòng)濃集到另一物質(zhì)表面上的過(guò)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(duì)一定質(zhì)量的分散質(zhì)來(lái)說(shuō)，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(guò)表面吸附其它質(zhì)點(diǎn)來(lái)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(duì)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(yàn)規(guī)律是：相似（極性）相吸。 2. 離子吸附 固體吸附劑在強(qiáng)電解質(zhì)溶液中對(duì)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(shí)釋放出等電量的其它同號(hào)離子的過(guò)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(qiáng)。,如AgNO3（過(guò)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(yáng) 2RSO3H+Ca2+=( RSO3)2 Ca+2