第三章膠體溶液和表面現(xiàn)象

1、1第三章第三章膠體溶液與表面現(xiàn)象膠體溶液與表面現(xiàn)象2膠體溶液與表面現(xiàn)象膠體溶液與表面現(xiàn)象一、溶膠一、溶膠二、高分子化合物溶液二、高分子化合物溶液三、表面現(xiàn)象三、表面現(xiàn)象3第一節(jié)第一節(jié) 溶溶 膠膠4 一、分散系的分類一、分散系的分類分散系分散系分子或離子分散系分子或離子分散系（真溶液）（真溶液）d 1 nm膠體分散系膠體分散系（溶膠（溶膠&高分子溶液高分子溶液）1 d 100 nm5二、膠團結(jié)構(gòu)二、膠團結(jié)構(gòu) 以以AgI為例：為例： AgNO3 + KI = AgI +KNO3 當(dāng)當(dāng)AgNO3 過量時，過量時， 膠粒帶正電荷，膠團結(jié)構(gòu)如膠粒帶正電荷，膠團結(jié)構(gòu)如下：下：6 （AgI )m n

2、 Ag+ ( n -x ) NO3- x+ x NO3- 膠核膠核 電位離子電位離子 反離子反離子 反離子反離子 吸附層吸附層 擴散層擴散層 膠粒（帶正電）膠粒（帶正電） 膠團膠團 膠團結(jié)構(gòu)表示式為：m 形成膠核物質(zhì)的分子數(shù)，m通常是一個很大的數(shù)值（約103數(shù)量級）。n 吸附在膠核表面的電位離子數(shù)，n的數(shù)值比m要小得多。x 擴散層的反離子數(shù)。(n-x) 吸附層的反離子數(shù)。7當(dāng)當(dāng)KI 過量時：過量時： AgNO3 + KI = AgI +KNO3 膠粒帶負電，膠團結(jié)構(gòu)如下：膠粒帶負電，膠團結(jié)構(gòu)如下：(AgI)m nI- (n-x) K+ x- xK+膠核 吸附層 擴散層（帶正電）膠粒（帶負電）膠

3、團（電中性）8Fe(OH)3溶膠：溶膠： Fe (OH)3m n FeO+ (n - x) Cl- -x+ xCl- - As2S3溶膠：溶膠： （ As2S3 ）m n HS- (n -x) H+x- x H+膠粒帶電，膠團不帶電膠粒帶電，膠團不帶電 （電中性）（電中性）當(dāng)當(dāng)KI過量時，膠粒帶負電荷過量時，膠粒帶負電荷 ，膠團結(jié)構(gòu)如下：，膠團結(jié)構(gòu)如下： (AgI )m n I- - (n - x ) K+ x- - x K+ 9三、三、 溶膠的性質(zhì)溶膠的性質(zhì)1、動力學(xué)性質(zhì)（布朗運動）、動力學(xué)性質(zhì)（布朗運動） 布朗運動布朗運動10布朗運動產(chǎn)生的原因：布朗運動產(chǎn)生的原因： 分散質(zhì)粒子本身處于不斷

4、的熱運動中。分散質(zhì)粒子本身處于不斷的熱運動中。 分散劑分子對分散質(zhì)粒子的不斷撞擊。分散劑分子對分散質(zhì)粒子的不斷撞擊。 液體分子對溶液體分子對溶膠粒子的撞擊膠粒子的撞擊 粗分散系粗分散系11 2、光學(xué)性質(zhì)（丁達爾效應(yīng)）、光學(xué)性質(zhì)（丁達爾效應(yīng)）Fe(OH)3膠體膠體丁達爾效應(yīng)示意圖丁達爾效應(yīng)示意圖光源光源凸透鏡凸透鏡光錐光錐暗室里，將一束聚焦的光線透過溶膠時，在入射光的垂直方向，可以看到一條發(fā)亮的光柱，該現(xiàn)象稱為丁達爾現(xiàn)象丁達爾現(xiàn)象。 12 溶膠中分散質(zhì)粒子直徑：溶膠中分散質(zhì)粒子直徑： 1 100 nm 可見光波長：可見光波長： 400 700 nm 入射光的波長入射光的波長 分散介質(zhì)粒子分散介質(zhì)

5、粒子: 入射光發(fā)生散射，可見明亮光入射光發(fā)生散射，可見明亮光柱，如溶膠。柱，如溶膠。 真溶液溶質(zhì)顆粒太小（真溶液溶質(zhì)顆粒太?。ǘr離子二價離子一價離子一價離子如：對于如：對于As2S3溶膠（負溶膠）的聚沉能力溶膠（負溶膠）的聚沉能力AlCl3CaCl2NaCl對于對于Fe(OH)3溶膠溶膠（正溶膠）的聚沉能力（正溶膠）的聚沉能力K3Fe(CN)6 K2SO4KCl要掌握要掌握22練習(xí)：練習(xí)： 1. 將將20ml 0.1mol / L的的AgNO3與與10ml 0.1mol / L的的KI溶液混合。下列電解質(zhì)中，對溶液混合。下列電解質(zhì)中，對AgI溶膠聚沉能力最強的是（溶膠聚沉能力最強的是（ ）。

6、）。 A. NaCl B. CaCl2 C. K2SO4 D. K3Fe (CN)6 2. 將將10ml 0.1mol / L的的AgNO3與與20ml 0.1mol / L的的KI溶液混合。下列電解質(zhì)中，對溶液混合。下列電解質(zhì)中，對AgI溶膠聚沉能力最強的是（溶膠聚沉能力最強的是（ ）。）。 A. NaCl B. CaSO4 C. KBr D. AlCl3要掌握23第二節(jié)、高分子化合物溶液第二節(jié)、高分子化合物溶液2、是單個分子分散的單相體系，是真溶液，、是單個分子分散的單相體系，是真溶液，溶解過程是自動的，也是可逆的，是熱力學(xué)溶解過程是自動的，也是可逆的，是熱力學(xué)的穩(wěn)定體系。的穩(wěn)定體系。3、

7、無丁達爾效應(yīng)因為高分子化合物分子中含、無丁達爾效應(yīng)因為高分子化合物分子中含有大量的親水基團有大量的親水基團(-OH， -COOH、-NH2 )，溶劑化作用強，溶質(zhì)與溶劑間無界面。溶劑化作用強，溶質(zhì)與溶劑間無界面。1、高分子化合物的分子量可達幾百萬，長、高分子化合物的分子量可達幾百萬，長度可達幾百納米，但截面積只度可達幾百納米，但截面積只 相當(dāng)于一個普相當(dāng)于一個普通分子大小。通分子大小。 24 高分子化合物對溶膠的保護作用：高分子化合物對溶膠的保護作用： 保護作用：保護作用： 例：例： Fe(OH)3溶膠，加入白明膠（高分子溶膠，加入白明膠（高分子化合物溶液）后再加電解質(zhì)不易聚沉?；衔锶芤海┖?/p>

8、再加電解質(zhì)不易聚沉。25第三節(jié)、表面現(xiàn)象第三節(jié)、表面現(xiàn)象 表面張力： 液體或固體表面粒子比內(nèi)部粒子能量高，多出液體或固體表面粒子比內(nèi)部粒子能量高，多出的這部分能量稱為體系的表面能。由于內(nèi)外受力不的這部分能量稱為體系的表面能。由于內(nèi)外受力不均勻存在著使液面緊縮的力，稱為表面張力。均勻存在著使液面緊縮的力，稱為表面張力。26 1g水滴分散成直徑水滴分散成直徑2nm的小水滴，總的小水滴，總面積為原來的面積為原來的625萬倍，增加的能量可將這萬倍，增加的能量可將這1g水的溫度升高水的溫度升高50。同一體系，其分散。同一體系，其分散度越大，其表面能越大。度越大，其表面能越大。 膠體是一種高度分散的多相體

9、系，具膠體是一種高度分散的多相體系，具有很大的比表面，因此表面能很大。能量有很大的比表面，因此表面能很大。能量越高，體系越不穩(wěn)定，膠體是熱力學(xué)的不越高，體系越不穩(wěn)定，膠體是熱力學(xué)的不穩(wěn)定體系。穩(wěn)定體系。27表面活性劑表面活性劑 表面活性物質(zhì)：溶于水后能顯著降低溶液表面活性物質(zhì)：溶于水后能顯著降低溶液的表面能（表面張力）的物質(zhì)稱為表面活性劑。的表面能（表面張力）的物質(zhì)稱為表面活性劑。分類：1、離子型表面活性劑2、非離子型表面活性劑28表面活性劑的結(jié)構(gòu) 從分子結(jié)構(gòu)來看，其特點是具有從分子結(jié)構(gòu)來看，其特點是具有雙親基團雙親基團的物質(zhì)的物質(zhì)：親水基：親水基：如如-OH,-COOH,-NH2,-SO3H

10、等，是極性部分，溶于水；等，是極性部分，溶于水；憎水基憎水基(親油性親油性)如如烷基、苯基等，是非極性部分，溶于油。烷基、苯基等，是非極性部分，溶于油。29親油基親油基親水基親水基30親油基親油基 親水基親水基如：如：CH3(CH2)16COONa乳化劑在水面上定向排列乳化劑在水面上定向排列肥皂是最常見的表面活性物質(zhì)，它是硬脂酸的肥皂是最常見的表面活性物質(zhì)，它是硬脂酸的鈉鹽。鈉鹽。 C17H35-COONa。 親油基親油基 親水基親水基 注：表面活性物質(zhì)在兩相間的排列注：表面活性物質(zhì)在兩相間的排列31 定義：定義： 一種液體分散在另一種不相溶的一種液體分散在另一種不相溶的液體中形成的體系稱為乳

11、濁液。液體中形成的體系稱為乳濁液。 其中一種液體其中一種液體通常是水，另一種則稱為油（通常是水，另一種則稱為油（一切不溶于水的一切不溶于水的有機液體統(tǒng)稱為油。有機液體統(tǒng)稱為油。）。）。液液粗分散體系。液液粗分散體系。一、類型一、類型:水包油（水包油（O/W）：）：水是分散劑，油水是分散劑，油是分散質(zhì)。如：牛奶是分散質(zhì)。如：牛奶 油包水（油包水（W/O）：）：油是分散劑，水是分散質(zhì)。油是分散劑，水是分散質(zhì)。如：原油如：原油 乳化劑決定乳濁液的類型。乳化劑決定乳濁液的類型。乳濁液乳濁液32親水乳化劑親水乳化劑有鉀肥皂、有鉀肥皂、鈉肥皂鈉肥皂、十二烷基磺酸、十二烷基磺酸鈉、蛋白質(zhì)、動物膠等；鈉、蛋白

12、質(zhì)、動物膠等；親油乳化劑親油乳化劑有鈣、鎂、鋅二價金屬肥皂，高級有鈣、鎂、鋅二價金屬肥皂，高級醇類、石墨、碳黑等。醇類、石墨、碳黑等。 一般而言，乳化劑親水性強形成的一般而言，乳化劑親水性強形成的O /W穩(wěn)定；乳化劑親油性強則形成的穩(wěn)定；乳化劑親油性強則形成的W /O穩(wěn)定。穩(wěn)定。33 水油 ： 親油型乳化劑親油型乳化劑 ： 親水型乳化劑親水型乳化劑 油包水（油包水（W/O）型乳狀液）型乳狀液 水包油（水包油（O/W）型乳狀液）型乳狀液 水和油所形成的乳濁液的類型，主要取決于水和油所形成的乳濁液的類型，主要取決于所選用的乳化劑的品種所選用的乳化劑的品種34【課后小結(jié)課后小結(jié)】 電解質(zhì)的陽離子對負

13、溶膠起聚沉作用，負離電解質(zhì)的陽離子對負溶膠起聚沉作用，負離子對正溶膠起聚沉作用。子對正溶膠起聚沉作用。 電解質(zhì)對溶膠的聚沉能力，主要取決于與膠電解質(zhì)對溶膠的聚沉能力，主要取決于與膠粒帶相反電荷的離子即反離子的價數(shù)，反離粒帶相反電荷的離子即反離子的價數(shù)，反離子的價數(shù)越高，聚沉能力越強。子的價數(shù)越高，聚沉能力越強。35【1】由由10mL0.05molL1的的KCl溶液與溶液與100mL0.002molL-1的的AgNO3溶液混合制得溶液混合制得的的AgCl溶膠，若分別用下列電解質(zhì)使其聚溶膠，若分別用下列電解質(zhì)使其聚沉，則聚沉值的大小次序為沉，則聚沉值的大小次序為（ ） aAlCl3ZnSO4KCl

14、bKClZnSO4AlCl3cZnSO4KClAlCl3dKClAlCl3ZnSO4自測題自測題36【2】制備制備AgI溶膠時，三支燒杯盛有溶膠時，三支燒杯盛有25mL，0.016molL1的的AgNO3 溶液，分別加入溶液，分別加入0.005moLL1的的NaI溶液溶液60mL，80mL和和100mL 1)三種不同加入量的燒杯中各有什么現(xiàn)象三種不同加入量的燒杯中各有什么現(xiàn)象? 2) 溶膠中加入直流電壓，膠體粒子如何運動溶膠中加入直流電壓，膠體粒子如何運動?37答：答：1) 第一只燒杯中第一只燒杯中AgNO3過量，第二只燒過量，第二只燒杯中杯中AgNO3與與NaI物質(zhì)的量相等，第三只燒杯物質(zhì)的量相等，第三只燒杯中中NaI過量。因此第一只燒杯和第三只燒杯生過量。因此第一只燒杯和第三只燒杯生成成AgI溶膠，第二只燒杯生成溶膠，第二只燒杯生成AgI沉淀。沉淀。 2) 第一只燒杯中溶膠膠團結(jié)構(gòu)為第一只燒杯中溶膠膠團結(jié)構(gòu)為(AgI )m n I- - (n - x ) Na+ x- - x Na+ (AgI )m n Ag+ (n - x ) NO3- - x x NO3- - 3）第三只燒杯中溶膠膠團結(jié)構(gòu)為）第三只燒