物理化學(xué)教學(xué)課件：14-1 分散系統(tǒng) (dispersed system)

第十四章膠體化學(xué)§1

分散系統(tǒng)(dispersedsystem)

把一種或幾種物質(zhì)分散在另一種物質(zhì)中就構(gòu)成分散體系。其中：被分散的物質(zhì)稱為分散相(dispersedphase)；另一種物質(zhì)稱為分散介質(zhì)(dispersingmedium)。如：鹽水、糖水、牛奶、云層等。分散相與分散介質(zhì)分散體系分類分子分散體系

<10-9m白酒膠體分散體系

1~100nm

金溶膠

粗分散體系

>1000nm黃河水按分散相粒子的大小分類：1.分子分散體系分散相與分散介質(zhì)以分子或離子形式彼此混溶，沒有界面，是均勻的單相，分子半徑大小在10-9m以下。通常把這種體系稱為真溶液，如CuSO4溶液。2.膠體分散體系分散相粒子的半徑在1nm~100nm之間的體系。目測是均勻的，但實際是多相不均勻體系。也有的將1nm~

1000nm之間的粒子歸入膠體范疇。3.粗分散體系當(dāng)分散相粒子大于1000nm,目測是混濁不均勻體系，放置后會沉淀或分層，如黃河水。按分散相和介質(zhì)聚集狀態(tài)分類1.液溶膠

將液體作為分散介質(zhì)所形成的溶膠。當(dāng)分散相為不同狀態(tài)時，則形成不同的液溶膠：.液-固溶膠如油漆，AgI溶膠.液-液溶膠如牛奶，石油原油等乳狀液.液-氣溶膠如泡沫按分散相和介質(zhì)聚集狀態(tài)分類2.固溶膠將固體作為分散介質(zhì)所形成的溶膠。當(dāng)分散相為不同狀態(tài)時，則形成不同的固溶膠：A.固-固溶膠如:有色玻璃，不完全互溶的合金B(yǎng).固-液溶膠如:珍珠，某些寶石C.固-氣溶膠如:泡沫塑料，沸石分子篩按分散相和介質(zhì)聚集狀態(tài)分類3.氣溶膠將氣體作為分散介質(zhì)所形成的溶膠。當(dāng)分散相為固體或液體時，形成氣-固或氣-液溶膠，但沒有氣-氣溶膠，因為不同的氣體混合后是單相均一體系，不屬于膠體范圍.

A.氣-固溶膠如:煙，含塵的空氣

B.

氣-液溶膠如:霧，云按膠體溶液的穩(wěn)定性分類1.憎液溶膠

半徑在1nm~100nm之間的難溶物固體粒子分散在液體介質(zhì)中，有很大的相界面，易聚沉，是熱力學(xué)上的不穩(wěn)定體系。

一旦將介質(zhì)蒸發(fā)掉，再加入介質(zhì)就無法再形成溶膠，是一個不可逆體系，如氫氧化鐵溶膠、碘化銀溶膠等。

這是膠體分散體系中主要研究的內(nèi)容。按膠體溶液的穩(wěn)定性分類2.

親液溶膠

半徑落在膠體粒子范圍內(nèi)的大分子溶解在合適的溶劑中，一旦將溶劑蒸發(fā)，大分子化合物凝聚，再加入溶劑，又可形成溶膠，親液溶膠是熱力學(xué)上穩(wěn)定、可逆的體系。憎液溶膠的特性（1）特有的分散程度

粒子的大小在10-9~10-7m之間，因而擴(kuò)散較慢，不能透過半透膜，滲透壓低但有較強(qiáng)的動力穩(wěn)定性和乳光現(xiàn)象。（2）多相不均勻性

具有納米級的粒子是由許多離子或分子聚結(jié)而成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有的保持了該難溶鹽的原有晶體結(jié)構(gòu)，而且粒子大小不一，與介質(zhì)之間有明顯的相界面，比表面很大。（3）熱力學(xué)不穩(wěn)定性

因為粒子小，比表面大，表面自由能高，是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，有自發(fā)降低表面自由能的趨勢，即小粒子會自動聚結(jié)成大粒子。

形成憎液溶膠的必要條件

（1）分散相的溶解度要?。?/p>

（2）還必須有穩(wěn)定劑存在，否則膠粒

易聚結(jié)而聚沉。膠體（Colloid）膠體分散相粒子半徑在1~100nm

的分散體系。溶膠（Sol）：不特別說明，一般指液固溶膠溶膠憎液溶膠（Lyophobicsol） 粒子由很多分子組成，熱力學(xué)不穩(wěn)定、 不可逆體系.大分子溶液（親液溶膠Lyophilicsol）

粒子由即為一個大分子，熱力學(xué)穩(wěn)定、 可逆體系膠粒的結(jié)構(gòu)膠粒的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，先有一定量的難溶物分子聚結(jié)形成膠粒的中心，稱為膠核；然后膠核選擇性的吸附穩(wěn)定劑中的一種離子，形成緊密吸附層；由于正、負(fù)電荷相吸，在緊密層外形成反號離子的包圍圈，從而形成了帶與緊密層相同電荷的膠粒；膠粒與擴(kuò)散層中的反號離子，形成一個電中性的膠團(tuán)。膠粒的結(jié)構(gòu)膠核吸附離子是有選擇性的，首先吸附與膠核中相同的某種離子，用同離子效應(yīng)使膠核不易溶解。

若無相同離子，則首先吸附水化能力較弱的負(fù)離子，所以自然界中的膠粒大多帶負(fù)電，如泥漿水、豆?jié){等都是負(fù)溶膠。膠粒的結(jié)構(gòu)例1：AgNO3+

KI→KNO3+AgI↓

過量的KI作穩(wěn)定劑膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)表達(dá)式：[(AgI)m

nI–(n-x)K+]x–xK+

|________________________||________________________________|(AgI)m膠核K+K+K+K+膠團(tuán)I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-K+K+K+K+K+K+K+K+膠粒膠團(tuán)構(gòu)造示意圖膠粒的結(jié)構(gòu)例2：AgNO3+

KI→KNO3+AgI↓

過量的AgNO3

作穩(wěn)定劑膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)表達(dá)式：[(AgI)m

nAg+(n-x)NO3–]x+x

NO3–

|______________________________||_______________________________________|(AgI)m膠核膠團(tuán)構(gòu)造示意圖膠團(tuán)N