绪 论 (2).doc

第十三章胶体分散体系和大分子溶液教学目的:通过本章学习使学生了解胶体结构及性质,胶体分散体系和大分子溶液区别。掌握有关大分子溶液的渗透及有关唐南平衡的求算重点和难点:唐南平衡是本章的重点和难点基本要求:了解胶体分散体系的基本特征。了解胶体分散体系的动力性质、光学性质和电学性质。了解胶体的稳定性和胶体的聚沉。了解大分子溶液与溶胶的异同点掌握什么是唐南平衡,并能用唐南平衡准确求算大分子物质的相对分子质量教学内容:一种或几种物质分散在另一种物质中所构成的体系系统称为“分散体系”。被分散的物质称为“分散相”;另一种连续相的物质,即分散相存在的介质,称“分散介质”。按照分散相被分散的程度,即分散粒子的大小,大致可分为三类:。分散粒子的半径小于10-9m,相当于单个分子或离子的大小。此时,分散相与分散介质形成均匀的一相,属单相体系。例如,氯化钠或蔗糖溶于水后形成的“真溶液”。。分散粒子的半径在10-9m至10-7m范围内,比普通的单个分子大得多,是众多分子或离子的集合体。虽然用眼睛或普通显微镜观察时,这种体系是透明的,与真溶液差不多,但实际上分散相与分散介质已不是一相,存在相界面。这就是说,胶体分散体系是高度分散的多相体系,具有很大的比表面和很高的表面能,因此胶体粒子有自动聚结的趋势,是热力学不稳定体系,难溶于水的固体物质高度分散在水中所形成的胶体分散体系,简称“溶胶”,例如,AgI溶胶、SiO2溶胶、金溶胶、硫溶胶等。。分散粒子的半径约在10-7m至10-5m范围,用普通显微镜甚至用眼睛直接观察已能分辨出是多相体系。例如,“乳状液”(如牛奶)、“悬浊液”(如泥浆)等。§,人们发现胶体体系至少包含了性质颇不相同的两大类:(1)由难溶物分散在分散介质中所形成的憎液溶胶(简称胶液),其中的粒子都是由很大数目的分子(各粒子中所含分子的数目并不相同)构成。这种体系具有很大的相界面,极易被破坏而聚沉,聚沉之后往往不能恢复原态,因而是热力学上不稳定、不可逆的体系。(2)大(高)分子化合物的溶液,其分子的大小已经到达胶体的范围,因此具有胶体的一些特性(例如扩散慢,不透过半透膜,有丁铎尔效应等等)。但是它却是分了分散的真溶液。大分子化合物在适当的介质中可以自动溶解而形成均相溶液,若设法使它沉淀,则当除去沉淀剂,重加溶剂后大分子化合物又可以自动再分散,因而它是热力学上稳定、可逆的体系。由于近几十年来,大(高)分子化合物已经逐渐形成一个独立的学科。这样胶体化学所研究的就只是超微不均匀体系的物理化学了,即憎液溶胶(溶胶),但目前也适当讨论一些大分子化合物溶液。胶体的基本特性是具有特定的分散度范围,具有不均匀多相性,因而体系必然具有很大表面能是热力学不稳定体系;这样胶粒就能自发聚结而使体系能量降低,所以它又具有聚结不稳定的独特性质;因此在讨论溶胶的制备和净化、胶体分散体系的一系列物理化学性质及稳定性时,都是与胶体的这些基本特性密切相关。§、溶胶的制备从上述讨论表明要形成溶胶必须使分散相粒子的大小落在胶体分散体系的范围之内,同时体系中应有适当的稳定剂存在才能使其具有足够的稳定性。制备方法大致可以分为两类:即分散法与凝聚法,前者是使固体的粒子变小;后者是使分子或离子聚结成胶粒。由分散法或凝聚法直接制成的粒子称为原级粒子,视具体条件不同,这些粒子常又可以聚集成一些较大的次级粒子。通常所制备的溶胶中粒子的大小常不是均一的,而是多级的分散体系。。常用的有以下几种方法。(1)研磨法;即机械粉碎的方法,通常适用于脆而易碎的物质,对于柔韧性的物持必须先硬化后(例如用液态空气处理)再分散。胶体磨的形式很多,其分散能力因构造和转速不同而不同。(2)胶溶法:亦称解胶法,它不是使粗粒分散成溶胶,而只是使暂时凝集起来的分散相又重样分散。许多新鲜的沉淀经洗涤除去面所吸附的离子而决定如何选用胶溶剂)后,则又可以制成溶胶,这种作用称为胶溶作用。(3)超声波分散法:用超声波(频率大于16,000Hz)所产生的能量业进行分散作用。目前多用于制备乳状液。(4)电弧法:此法系用金属例如Au、Pt、Ag等为电极,浸在不断冷却的水中,水中加有少量NaOH,外加20—100V的直流电源,调节两电极的距离使之放电,而形成金属的溶胶。此法实际上包括了分散和凝聚两个过程,即在放电时金属原子因高温而蒸发,随即又被溶液冷却而凝聚。所加的是稳定剂,用以使溶胶稳定。(或离子)的过饱和溶液,再使之互相结合成胶体粒子而得到溶液。通常可以分成两种:(1)化学凝聚法:通过化