物化与胶化胶体分散体系和大分子溶液课件(编辑修改稿)

物化与胶化胶体分散体系和大分子溶液课件(编辑修改稿)内容摘要：

例 2： AgNO3 + KI→ KNO3 + AgI↓ 过量的 AgNO3 作稳定剂 胶团的结构表达式： [(AgI)m n Ag+ (nx)NO3–]x+ x NO3– |______________________________| |_______________________________________| 胶核胶粒（带正电）胶团（电中性）胶核 胶粒 胶团 胶团的图示式： 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 溶胶的稳定性和聚沉作用 • 溶胶的稳定性 • 影响溶胶稳定性的因素 • 聚沉值与聚沉能力 • SchulzeHardy规则 • 电解质对溶胶稳定性的影响 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 溶胶的稳定性 ：溶胶粒子较小，布朗运动激烈， 因此在重力场中不易沉降，即具有动力学稳定性。 ：由于胶团双电层结构的存在，胶粒 都带有相同的电荷，相互排斥，故不易聚沉。 这是 溶胶稳定存在的最重要原因。 ：在胶团的双电层中反离子都是水化的， 因此在胶粒外有一层水化膜，它阻止了胶粒的相互 碰撞而导致胶粒结合变大。 溶胶稳定的原因： 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 溶胶稳定理论 胶粒之间有相互吸引的能量 Va和相互排斥的能量 Vr，总作用能 为 Va+Vr。 如图所示： 当粒子相距较大时 ， 主要为吸力 ， 总势能为负值；当靠近到一定距离 ， 双电层重叠 ， 排斥力起主要作用 ， 势能升高。 要使粒子聚结必须克服这个势垒。 DLVO理论 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 溶胶的稳定性 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 影响溶胶稳定性的因素 2. 浓度的影响。 浓度增加，粒子碰撞机会增多。 3. 温度的影响。 温度升高，粒子碰撞机会增多，碰撞强度增加。 4. 胶体体系的相互作用。 带不同电荷的胶粒互吸而聚沉。 1. 外加电解质的影响。 这影响最大，主要影响胶粒的带电情况，使 电 位下降，促使胶粒聚结。 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 聚沉值与聚沉能力 聚沉值 使一定量的溶胶在一定时间内完全聚沉 所需电解质的最小浓度。 从已知的表值 可见，对同一溶胶，外加电解质的离子 价数越低，其聚沉值越大。 聚沉能力 是 聚沉值的倒数。 聚沉值越大的电解 质，聚沉能力越小；反之，聚沉值越小 的电解质，其聚沉能力越强。 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 SchulzeHardy规则 聚沉能力主要决定于胶粒带相反电荷的离子的价数。 聚沉值与异电性离子价数的六次方成反比 ，这就是 SchulzeHardy规则。 例如，对于给定的溶胶，异电性离子分别为一、 二、三价，则聚沉值的比例为： 100   即为： 6 6 61 1 1 1 2 3               ::上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 （ 1） 与胶粒带相反电荷的离子的价数影响最大， 价数越高，聚沉能力越强。 （ 2） 与胶粒带相反电荷的离子就是价数相同，其 聚沉能力也有差异。 电解质对溶胶稳定性的影响 例如，对胶粒带负电的溶胶，一价阳离子硝酸盐的聚沉能力次序为： H+Cs+Rb+NH4+K+Na+Li+ 对带正电的胶粒，一价阴离子的钾盐的聚沉能力次序为： FClBrNO3I SCN 这种次序称为 感胶离子序（ lyotropic series)。 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 （ 3） 有机化合物的离子都有很强的聚沉能力，这可 能与其具有强吸附能力有关。 （ 4） 当与胶体带相反电荷的离子相同时，则另一同 性离子的价数也会影响聚沉值，价数愈高，聚沉能力 愈低。 这可能与这些同性离子的吸附作用有关。 电解质对溶胶稳定性的影响 例如，对亚铁氰化铜溶胶的聚沉值： KBr 为。 而 K4[Fe(CN)6] 为。 3m o l m 3m o l m 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 练习 5. 对于 F e ( O H ) 3 溶胶，当分别加入 K Cl 、 KNO 3 、 K SC N 三种电解质聚沉时，其聚集沉力的大小顺序为。 A K Cl ＞ KNO 3 ＞ K SC N B K Cl ＜ K N O 3 ＜ K SC N C K SC N ＞ K Cl ＞ KNO 3 D K N O 3 ＞ K Cl ＞ K SC N 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 乳状液 ⑴ 乳状液的定义 乳状液  种或几种液体以液珠形式分散在另一种与其不互溶 (或部分互溶 )液体中所形成的分散系统。 乳状液是由两种液体构成的分散体系。 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 乳状液类型 简单的乳状液通常分为两大类。 习惯上将不溶于水的有机物称油，将不连续以液珠形式存在的相称为内相，将连续存在的液相称为外相。 ，用 O/W表示。 内相为油，外相为水，这种乳状液能用水稀释，如牛奶等。 乳状液 ，用 W/O表示。 内相为水，外相为油，如油井中喷出的原油。 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 乳状液类型 油 水 油 水 油  内相（不连续相） 水  外相（连续相） 水包油型 (O/W) 水  内相（不连续相） 油  外相（连续相） 油包水型 (W/O) 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 乳状液鉴别 检验水包油乳状液 加入水溶性染料如亚甲基蓝，说明水是连续相。 加入油溶性的染料红色苏丹Ⅲ ，说明油是不连续相。 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 乳化剂或表面活性剂的选择 乳化剂 ( Emulsifying agent) 为了形成稳定的乳状液所必须加入的第三组分。 常用的乳化剂有：蛋白质、树胶、磷脂等天然产物；各种表面活性剂；固体粉末等。 乳化剂的作用： (i)降低油 水界面张力： 乳化剂吸附在油水界面上，亲水的极性基团浸在水中，亲油的非极性基团伸向油中，形成定向的界面膜，降低了油水体系的界面张力，使乳状液变得较为稳定。 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 乳化剂或表面活性剂的选择 乳化剂的作用： (ii)在分散相 (内相 )周围形成坚固的保护膜； 乳化剂分子在油水界面上的定向排列，形成一层具有一定机械强度的界面膜，可以将分散相液滴相互隔开，防止其在碰撞过程中聚结变大，从而得到稳定的乳状液。 (iii)液滴双电层的排斥作用 由于同性电荷之间的静电斥力，阻碍了液滴之间的相互聚结，从而使乳状液稳定。 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 乳化剂或表面活性剂的选择 (iiii)固体粉末的稳定作用 固体粉末作乳化剂时，粉末在油水界面上形成保护膜而使乳状液稳定。 亲水性固体如二氧化硅、蒙脱土等可作为制备 O/W型乳化液的乳化剂；亲油性固体如石墨可作为 W/O型乳化剂。 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 乳状液的转化和破坏 由 W/O型乳状液转化成 O/W 型乳状液称为 乳状液的转化 一般可以通过加入足量的反型乳化剂的方法实现乳状液的转化 乳状液的破坏（破乳 Deemulsification ) (1) 机械法 （离心分离、泡沫分离、蒸馏、过滤等） (2) 高压电法 (石油的破乳脱水） (4) 加入表面活性更强但不能形成保护膜的表面活性 剂 (如戊醇、辛醇、十二烷基磺酸钠等） (3) 升温法 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 泡沫 由于形成泡沫时体系增大界面，起泡剂分子被吸附在气 液界面上后降低了界面张力 ,所以降低界面张力有助于降低体系的界面自由能，从而降低了气泡之间自发合并的趋势，因此使得泡沫处于稳定状态。 2．所产生的泡沫膜牢固，具有一定的机械强度和弹性。 3．形成具有适当黏度的液膜，泡沫液膜内包含的液体受到重力作用和曲面压力，会从膜间排走，使液膜变薄继而导致破裂。 如果液膜具有适当的黏度，膜内的液体就不易流走，从而增加了泡沫的稳定性。 起泡剂所起的作用主要如下： 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 大分子概说 三种溶液性质的比较 大分子分类 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 溶液类型性质憎液溶胶大分子溶液小分子溶液胶粒大小 1 ~ 1 0 0 nm 1 ~ 1 0 0 n m 1 n m分散相存在单元 多分子组成的胶粒单分子 单分子能否透过半透膜 不能 不能 能是否热力学稳定体系不是 是 是丁铎尔效应 强 微弱 微弱粘度 小，与介质相似 大 小对外加电解质 敏感 不太敏感 不敏感聚沉后再加分散介质不可逆 可逆 可逆三种溶液性质的比较 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 大分子分类 Staudinger 把相对分子质量大于 104的物质称之为大分子，主要有： 天然大分子： 如淀粉、蛋白质 、纤维素、核酸 和各种生物大分子等。 人工合成大分子： 如合成橡胶、聚烯烃、树脂和合 成纤维等。 合成的功能高分子材料有： 光敏高分子、导电性高 分子、医用高分子和高分子膜等。 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 大分子相对摩尔质量 • 聚合物摩尔质量的表示法 • 数均摩尔质量 • 质均摩尔质量 • Z均摩尔质量 • 粘均摩尔质量 • 粘度的类型 • 用粘度法测摩尔质量 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 聚合物摩尔质量的表示法 数均摩尔质量 质均摩尔质量 Z均摩尔质量 粘均摩尔质量 由于聚合过程中，每个分子的聚合程度可以不一样，所以聚合物的摩尔质量只能是一个平均值。 而且，测定和平均的方法不同，得到的平均摩尔质量也不同。 常用有四种平均方法，因而有四种表示法： 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 数均摩尔质量 Mn BBBNNNMNMNMN212211nMBBBNMN数均摩尔质量可以用 端基分析法和渗透压法 测定。 有一高分子溶液，各组分的分子数分别为 N1， N2， …, NB ,其对应的摩尔质量为 M1， M2， …， MB。 则数均摩尔质量的定义为： 上一内容 下一内容 回主目录 返回 2020/10/5 质均摩尔质量 Mm BBBm mMmM质均摩尔质量可以用 光散射法 测定。 设 B组分的分子质量为 mB， 则质均摩尔质量的定义为： 上一内容 下一内容。