物理化学第九章

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1、上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-31第第九九章章 胶体化学胶体化学Chapter 9Colloid Chemistry上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-319.1 分散体系分散体系 9.2 溶胶的制备与净化溶胶的制备与净化 9.3 溶胶的光学性质溶胶的光学性质 9.4 溶胶的动力学性质溶胶的动力学性质 9.5 溶胶的电学性质溶胶的电学性质 上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-319.6 溶胶的流变性质溶胶的流变性质 9.7 溶胶的稳定性与聚沉溶胶的稳定性与聚沉 9.8 乳状液与泡沫乳状液与泡沫 9.9 凝胶凝胶 上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-311.

2、1.分散体系分散体系 2.2.分散体系的类型分散体系的类型上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-31分散体系分散体系一种或几种物质分散到另一种物质中一种或几种物质分散到另一种物质中所形成的体系。所形成的体系。分散相分散相（dispersiondispersion）被分散的物质被分散的物质分散介质分散介质( (dispersion phase)dispersion phase)分散相所处的介质分散相所处的介质上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-31按分散相粒子大小分类：按分散相粒子大小分类：（1）粗分散系）粗分散系 ：106m 包括悬浊液、乳浊液包括悬浊液、乳浊液（2）胶体分散系：

3、）胶体分散系： 109 106m 包括溶胶、高分包括溶胶、高分子溶液、胶束子溶液、胶束（3）分子分散系：）分子分散系： 0 ；当外加电；当外加电解质含价数高的大反离子时会导解质含价数高的大反离子时会导致所测表面电势变号，古依模型致所测表面电势变号，古依模型无法做出解释。无法做出解释。上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-31 图图9-7 9-7 斯特恩双电层模型斯特恩双电层模型sx0 在距固体表面厚度为在距固体表面厚度为水合离子半径的部分称水合离子半径的部分称为紧密层或斯特恩层，为紧密层或斯特恩层，紧密层中反离子中心构紧密层中反离子中心构成的面称为斯特恩面；成的面称为斯特恩面；另外一部分

4、，向溶液本另外一部分，向溶液本体扩散，称为扩散层。体扩散，称为扩散层。 在外电场的作用下，固体表面总是带着一薄层液在外电场的作用下，固体表面总是带着一薄层液体一起运动，固体和液体在电场中发生错位的位置称体一起运动，固体和液体在电场中发生错位的位置称为为相对滑移面相对滑移面。上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-31 图图9-7 9-7 斯特恩双电层模型斯特恩双电层模型sx0 电动电势电动电势滑移面与本体溶液间的电势差，可通过滑移面与本体溶液间的电势差，可通过电动现象测得电动现象测得当同号大离子进入斯特恩层时，当同号大离子进入斯特恩层时， 0；当反号大；当反号大离子进入斯特恩层时，有可能导

5、致所测表面电势变号。离子进入斯特恩层时，有可能导致所测表面电势变号。 固体表面电势固体表面电势 0 固固体粒子表面与本性溶液体粒子表面与本性溶液间的电势差间的电势差 ，可用电化，可用电化学方法测定学方法测定 。 斯特恩电势斯特恩电势s 斯特斯特恩面与本体溶液间的电恩面与本体溶液间的电势差势差 。上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-31 电势对电势对外加电解质敏感，外加电解质敏感，外加电解质浓度增大时，反离外加电解质浓度增大时，反离子进入紧密层，子进入紧密层， 电势电势减小。减小。1234图图9.8 9.8 电解质对电解质对电势的影响电势的影响 电势可电势可通过电泳或电渗来通过电泳或电渗

6、来测定：测定：EDuKr0 （9-7） 球形粒子球形粒子棒形粒子棒形粒子, 5 . 1, 1KK介质黏度：介质黏度：Pas；u电泳速率：电泳速率：ms-10真空介电常数，真空介电常数，0=8.8510-12 CV-1m-1; Dr介质介质相对于真空的介电常数；相对于真空的介电常数； E电势梯度：电势梯度：Vm-1。上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-31流变性质流变性质是指物质是指物质( (液体或固体液体或固体) )在外力作用下流动与在外力作用下流动与变形的性质。液体流动时表现出变形的性质。液体流动时表现出黏性黏性；固体变形时显示；固体变形时显示弹性弹性。黏度黏度（viscosityv

7、iscosity）液体流动时所表现出来的内摩擦。液体流动时所表现出来的内摩擦。 图图9-99-9两平板间流体黏性流动两平板间流体黏性流动yAFdd （9-8）黏度，反映液体流动时黏度，反映液体流动时所受到的黏性阻力，所受到的黏性阻力，Pas 。 上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-311.1.黏度黏度 2.2.黏度测定黏度测定 上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-31 以切力对切速率作图，以切力对切速率作图，得到的曲线称为流变曲线得到的曲线称为流变曲线 图图9-10 9-10 流变曲线的类型流变曲线的类型F/Abdac0dv/dy a为牛顿型、为牛顿型、b为塑性型为塑性型、c为

8、假塑性型、为假塑性型、d为胀性为胀性型体系。型体系。 曲线上任何一点的黏度是这一点上的切力与切速曲线上任何一点的黏度是这一点上的切力与切速率的比值，这种黏度称为率的比值，这种黏度称为视黏度视黏度。塑性体系和假塑性体系具有切稀作用，随切力的增加塑性体系和假塑性体系具有切稀作用，随切力的增加，黏度降低；胀性体系具有切稠作用。，黏度降低；胀性体系具有切稠作用。 上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-31= = tt 图图9-11 9-11 毛细管黏度计毛细管黏度计 221121rtt (9-9) (9-9) 上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-31 图图9-12 9-12 转筒式黏度计

9、转筒式黏度计 = (9-10) (9-10) 偏转度；偏转度； 角速度角速度仪器常数，可用已仪器常数，可用已知黏度的液体预先测得知黏度的液体预先测得 上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-311.1.溶胶的稳定性溶胶的稳定性 2.2.影响溶胶聚沉的因素影响溶胶聚沉的因素 上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-31溶胶是高度分散的多相、热力学不稳定体系溶胶是高度分散的多相、热力学不稳定体系溶胶能相对稳定存在的原因溶胶能相对稳定存在的原因 胶粒的布朗运动使溶胶不致因重力而沉降，即动力胶粒的布朗运动使溶胶不致因重力而沉降，即动力学稳定性。学稳定性。 胶团双电层结构的存在，胶粒都带相同的电

10、荷，相胶团双电层结构的存在，胶粒都带相同的电荷，相互排斥，不易聚沉。互排斥，不易聚沉。 胶团双电层中反离子的水化作用使得胶粒的外面有胶团双电层中反离子的水化作用使得胶粒的外面有一层水化膜，阻止了胶粒的互相碰撞而结合变大。一层水化膜，阻止了胶粒的互相碰撞而结合变大。上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-31导致胶粒聚结的原因是粒子间范德华引力产生的导致胶粒聚结的原因是粒子间范德华引力产生的吸引能吸引能EA； 粒子间相互靠近时，双电层重叠产生的排斥作能粒子间相互靠近时，双电层重叠产生的排斥作能ER对对抗聚结；抗聚结； 当粒子间的总势能当粒子间的总势能ET（= EA + ER）大于粒子的动能时

11、，）大于粒子的动能时，粒子间不能发生聚结，溶胶保持稳定。粒子间不能发生聚结，溶胶保持稳定。 Deriaguin，Landau，Verway，Overbeek 上一内容下一内容回主目录O返回2022-5-31以以ET对对d作图，所得曲线作图，所得曲线叫势能曲线。叫势能曲线。d+ 图图9-139-13 势能曲线势能曲线ET 当胶粒热运动能不足当胶粒热运动能不足以克服势垒时，胶粒间相以克服势垒时，胶粒间相互分开，从而保持其抗聚互分开，从而保持其抗聚结稳定性。结稳定性。 溶胶的抗聚结稳定性主要取决于其势垒的高低。溶胶的抗聚结稳定性主要取决于其势垒的高低。 胶粒的双电层厚度越大，电动电势越高，所形成胶粒