6.第三章-胶体溶液和表面现象

上一页上一页上一页下一页本章目录1第三章胶体溶液与表面现象上一页上一页上一页下一页本章目录2胶体溶液与表面现象一、溶胶二、高分子化合物溶液三、表面现象上一页上一页上一页下一页本章目录3第一节溶胶上一页上一页上一页下一页本章目录4一、分散系的分类分散系分子或离子分散系（真溶液）d1nm胶体分散系（溶胶&高分子溶液）1d100nm粗分散系（悬浊液&乳浊液）d100nm上一页上一页上一页下一页本章目录5二、胶团结构以AgI为例：AgNO3+KI=AgI+KNO3当AgNO3过量时，胶粒带正电荷，胶团结构如下：上一页上一页上一页下一页本章目录6[（AgI)m•nAg+•(n-x)NO3-]x+•xNO3-胶核电位离子反离子反离子吸附层扩散层胶粒（带正电）胶团胶团结构表示式为：m——形成胶核物质的分子数，m通常是一个很大的数值（约103数量级）。n——吸附在胶核表面的电位离子数，n的数值比m要小得多。x——扩散层的反离子数。(n-x)——吸附层的反离子数。上一页上一页上一页下一页本章目录7当KI过量时：AgNO3+KI=AgI+KNO3胶粒带负电，胶团结构如下：[(AgI)mnI-(n-x)K+]x-xK+胶核吸附层扩散层（带正电）胶粒（带负电）胶团（电中性）上一页上一页上一页下一页本章目录8Fe(OH)3溶胶：{[Fe(OH)3]m•nFeO+•(n-x)Cl-}x+•xCl-As2S3溶胶：[（As2S3）m•nHS-•(n-x)H+]x-•xH+胶粒带电，胶团不带电（电中性）当KI过量时，胶粒带负电荷，胶团结构如下：[(AgI)m•nI-•(n-x)K+]x-•xK+上一页上一页上一页下一页本章目录9三、溶胶的性质1、动力学性质（布朗运动）布朗运动上一页上一页上一页下一页本章目录10布朗运动产生的原因：分散质粒子本身处于不断的热运动中。分散剂分子对分散质粒子的不断撞击。液体分子对溶胶粒子的撞击粗分散系上一页上一页上一页下一页本章目录112、光学性质（丁达尔效应）Fe(OH)3胶体丁达尔效应示意图光源凸透镜光锥暗室里，将一束聚焦的光线透过溶胶时，在入射光的垂直方向，可以看到一条发亮的光柱，该现象称为丁达尔现象。上一页上一页上一页下一页本章目录12溶胶中分散质粒子直径：1～100nm可见光波长：400～700nm入射光的波长分散介质粒子:入射光被反射，光线无法通过，如粗分散系。入射光的波长分散介质粒子:入射光发生散射，可见明亮光柱，如溶胶。真溶液溶质颗粒太小（10-9m）,光的散射极弱，看不到丁达尔效应。上一页上一页上一页下一页本章目录13上一页上一页上一页下一页本章目录14电泳管中:Fe(OH)3溶胶向负极移动，说明Fe(OH)3溶胶中分散质粒子带正电荷。As2S3向正极移动，As2S3溶胶中分散质带负电荷。电泳管示意图直流电3、电学性质——电泳上一页上一页上一页下一页本章目录15电泳：在电场中，分散质粒子作定向移动，称为电泳。胶粒带正电荷称为正溶胶,一般金属氢氧化物的溶胶即为正溶胶。胶粒带负电荷称为负溶胶,如：土壤、硫化物、硅酸、金、银、硫等溶胶。上一页上一页上一页下一页本章目录16胶体粒子带电的主要原因：吸附作用固体吸附剂优先选择吸附与它组成相关的离子，或者能够在固体表面上形成难电离或难溶解物质的离子。“相似相吸原理”例如：Fe(OH)3胶体粒子很容易吸附与它结构相似的FeO+离子，而带正电荷。[Fe(OH)3]m·nFeO+上一页上一页上一页下一页本章目录17FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+FeO+分散质[Fe(OH)3]mFe(OH)3胶核吸附电位离子的示意图上一页上一页上一页下一页本章目录18二、溶胶的稳定性和聚沉（一）稳定性(1)布朗运动：布朗运动使胶粒不沉降。(2)胶粒带点：溶胶能稳定存在的最重要的原因是胶粒之间存在静电排斥力，而阻止胶粒的聚沉。(3)水化膜：使胶粒和反离子周围形成溶剂化膜。上一页上一页上一页下一页本章目录19（二）溶胶的聚沉定义：分散质粒子合并变大，最后从分散剂中分离出来的过程称为聚沉或凝结。溶胶聚沉后外观呈现浑浊。1、加入电解质，中和胶粒电荷；2、加入带相反电荷的胶体；3、长时间加热。促使胶体聚沉的方法有：注意：胶体的聚沉是不可逆的。上一页上一页上一页下一页本章目录20加入电解质聚沉的原因：加入电解质后，吸附层的反离子增多，胶粒所带电荷大大减少，排斥力减弱，使胶粒合并成大颗粒而聚沉。[（AgI)m•nAg+•(n-x)NO3-]x+上一页上一页上一页下一页本章目录21聚沉能力主要取决于能引起溶胶聚沉的反离子电荷数（即化合价数），离子带电荷越高，其聚沉能力越强一般来说聚沉能力(同种电荷)：三价离子二价离子一价离子如：对于As2S3溶胶（负溶胶）的聚沉能力AlCl3CaCl2NaCl对于Fe(OH)3溶胶（正溶胶）的聚沉能力K3[Fe(CN)6]K2SO4KCl要掌握要掌握上一页上一页上一页下一页本章目录22练习：1.将20ml0.1mol/L的AgNO3与10ml0.1mol/L的KI溶液混合。下列电解质中，对AgI溶胶聚沉能力最强的是（）。A.NaClB.CaCl2C.K2SO4D.K3[Fe(CN)6]2.将10ml0.1mol/L的AgNO3与20ml0.1mol/L的KI溶液混合。下列电解质中，对AgI溶胶聚沉能力最强的是（）。A.NaClB.CaSO4C.KBrD.AlCl3要掌握上一页上一页上一页下一页本章目录23第二节、高分子化合物溶液2、是单个分子分散的单相体系，是真溶液，溶解过程是自动的，也是可逆的，是热力学的稳定体系。3、无丁达尔效应因为高分子化合物分子中含有大量的亲水基团(-OH，-COOH、-NH2)，溶剂化作用强，溶质与溶剂间无界面。1、高分子化合物的分子量可达几百万，长度可达几百纳米，但截面积只相当于一个普通分子大小。上一页上一页上一页下一页本章目录24高分子化合物对溶胶的保护作用：保护作用：例：Fe(OH)3溶胶，加入白明胶（高分子化合物溶液）后再加电解质不易聚沉。上一页上一页上一页下一页本章目录25第三节、表面现象表面张力：液体或固体表面粒子比内部粒子能量高，多出的这部分能量称为体系的表面能。由于内外受力不均匀存在着使液面紧缩的力，称为表面张力。上一页上一页上一页下一页本章目录261g水滴分散成直径2nm的小水滴，总面积为原来的625万倍，增加的能量可将这1g水的温度升高50℃。同一体系，其分散度越大，其表面能越大。胶体是一种高度分散的多相体系，具有很大的比表面，因此表面能很大。能量越高，体系越不稳定，胶体是热力学的不稳定体系。上一页上一页上一页下一页本章目录27表面活性剂表面活性物质：溶于水后能显著降低溶液的表面能（表面张力）的物质称为表面活性剂。分类：1、离子型表面活性剂2、非离子型表面活性剂上一页上一页上一页下一页本章目录28表面活性剂的结构从分子结构来看，其特点是具有双亲基团的物质：亲水基：如-OH,-COOH,-NH2,-SO3H等，是极性部分，溶于水；憎水基(亲油性)如烷基、苯基等，是非极性部分，溶于油。上一页上一页上一页下一页本章目录29亲油基亲水基上一页上一页上一页下一页本章目录30亲油基亲水基如：CH3(CH2)16COONa乳化剂在水面上定向排列肥皂是最常见的表面活性物质，它是硬脂酸的钠盐。C17H35--COONa。亲油基亲水基注：表面活性物质在两相间的排列上一页上一页上一页下一页本章目录31定义：一种液体分散在另一种不相溶的液体中形成的体系称为乳浊液。其中一种液体通常是水，另一种则称为油（一切不溶于水的有机液体统称为油。）。液～液粗分散体系。一、类型:水包油（O/W）：水是分散剂，油是分散质。如：牛奶油包水（W/O）：油是分散剂，水是分散质。如：原油乳化剂决定乳浊液的类型。乳浊液上一页上一页上一页下一页本章目录32亲水乳化剂有钾肥皂、钠肥皂、十二烷基磺酸钠、蛋白质、动物胶等；亲油乳化剂有钙、镁、锌二价金属肥皂，高级醇类、石墨、碳黑等。一般而言，乳化剂亲水性强形成的O/W稳定；乳化剂亲油性强则形成的W/O稳定。上一页上一页上一页下一页本章目录33水油：亲油型乳化剂：亲水型乳化剂油包水（W/O）型乳状液水包油（O/W）型乳状液水和油所形成的乳浊液的类型，主要取决于所选用的乳化剂的品种上一页上一页上一页下一页本章目录34【课后小结】电解质的阳离子对负溶胶起聚沉作用，负离子对正溶胶起聚沉作用。电解质对溶胶的聚沉能力，主要取决于与胶粒带相反电荷的离子即反离子的价数，反离子的价数越高，聚沉能力越强。上一页上一页上一页下一页本章目录35【1】由10mL0.05mol·L－1的KCl溶液与100mL0.002mol·L-1的AgNO3溶液混合制得的AgCl溶胶，若分别用下列电解质使其聚沉，则聚沉值的大小次序为（）a．AlCl3＜ZnSO4＜KClb．KCl＜ZnSO4＜AlCl3c．ZnSO4＜KCl＜AlCl3d．KCl＜AlCl3＜ZnSO4自测题上一页上一页上一页下一页本章目录36【2】制备AgI溶胶时，三支烧杯盛有25mL，0.016mol·L－1的AgNO3溶液，分别加入0.005moL·L－1的NaI溶液60mL，80mL和100mL．1)三种不同加入量的烧杯中各有什么现象?2)溶胶中加入直流电压，胶体粒子如何运动?上一页上一页上一页下一页本章目录37答：1)第一只烧杯中AgNO3过量，第二只烧杯中AgNO3与NaI物质的量相等，第三只烧杯中NaI过量。因此第一只烧杯和第三只烧杯生成AgI溶胶，第二只烧杯生成AgI沉淀。2)第一只烧杯中溶胶胶团结构为[(AgI)m•nI-•(n-x)Na+]x-•xNa+[(AgI)m•nAg+•(n-x)NO3-]x＋•xNO3-3）第三只烧杯中溶胶胶团结构为胶粒带正电，向阴极移动。胶粒带负电，向阳极移动。上一页上一页上一页下一页本章目录38作业p57一