物理化学|胶体分散系统

胶体分散系统

本文参考第七版物理化学（李三鸣），上述公式需联系书中对应例题仔细理解，一定要注意公式的适用条件，多加练习哦。下文中橘色字体、绿色字体、红色字体重要程度依次上升。

关于分散相定义及分类部分与药剂部分重合，参考药剂对应部分掌握即可。

1.特有的分散程度

2.多相性

3.热力学不稳定性

1. 制备

（1）分散法

①　研磨法

②　电分散法

③　超声波分散法

④　胶溶法

（2）凝聚法

①　物理凝聚法

②　化学凝聚法

③　改变溶剂法

2. 净化

（1）渗析法:利用溶胶粒子不能通过半透膜，而多余的电解质或其他小分子杂质可以透过半透膜的性质，除去杂质的方法。

可采取增加半透膜的面积、增大膜两边的浓度梯度、升高渗析温度等方法提高渗析速率。

（2）超滤法

1. 溶胶粒子在无外力场作用时只有热运动，其微观上表现为布朗运动，宏观上表现为扩散。

2. 布朗运动：粒子的运动是周围介质分子的热运动引起的。介质小分子不断地撞击比它们大得多的粒子，每一瞬间粒子在各个方向受到的撞击力不能互相抵消，合力将使粒子向某一方向移动。合力的方向随时改变，粒子的运动方向也随之改变。通过超显微镜中粒子对光散射闪烁的光点，粒子布朗运动的轨迹可被直观的观测到。

3. 扩散：x²=2Dt

         D=RT/L·1/6πηr

4. 沉降和沉降平衡

①　重力沉降：粗分散系统

斯托克斯定律：υ=2r²（ρ-ρ₀）g/9η   （只适用于粒径小于100μm以下的粗分散系统）

1. 光的散射现象：丁达尔效应

2. 瑞利散射公式：I=24π²A²υV²（n₁²-n₂²/n₁²+2n₂²）/λ4

①　散射光强度与入射光波长的四次方成反比，因此入射光的波长越短，散射越强烈天空呈蔚蓝色这是散射光的贡献，朝霞和落日的余晖呈橙红色则是观察到的透射光。

②　分散相与分散介质的折射率相差越大，粒子散射光越强。可根据散射光强弱来区别溶胶与大分子溶液。

③　散射光强度与粒子体积的平方成正比。

④　散射光强度与粒子浓度成正比。

1. 电动现象

①　电泳：在电场作用下带电粒子做定向移动的现象，说明溶胶粒子是带电的。

②　电渗：在电场作用下液体介质做定向移动的现象，说明液体介质是带电的。

③　流动电势：是电渗作用的逆过程。当用油箱或输油管道运送液体燃料时，燃料沿管壁流动会产生很大的流动电势，常常引起火灾或发生爆炸，为此常使油箱或输油管道接地以消除之，如接地铁链。加入少量合适的油溶性离子表面活性剂可以增加非极性燃料的比电导，也可以达到目的。

④　沉降电势：是电泳的逆过程。储油罐中的有往往含有小水滴，水滴的沉降会产生很高的沉降电势，加入一些有机电解质，增加其导电性能加以防范。

2. 溶胶粒子表面电荷的来源

①　吸附

②　电离

③　同晶置换

④　摩擦带电

3.双电层理论和电动电势

该部分与药剂部分重合，参考药剂对应部分。注意理解。

电动电势的计算：ζ=Kηυ/4ε₀ε_rE

                ζ=9×10⁹Kπηυ/ε_rE

ε₀=8.85×10^-12为真空中的介电常数，ε_r为相对介电常数，水的相对介电常数为81，K为形状参数（球形粒子为6，棒形粒子为4）

1. 胶束结构：分为胶核、吸附层和扩散层，胶核和吸附层组成胶粒。

结构式：[（胶核）_m·n定位离子·（n-x）内层反离子]·x外层反离子   （要求会写）

2. 溶胶的稳定性

①　动力稳定性：溶胶的扩散力

②　胶粒带电的稳定作用：静电排斥力

③　溶剂化的稳定作用：水化膜斥力，最重要原因

3. 溶胶的聚沉

（1）电解质对溶胶稳定性的影响：适量的电解质是溶胶稳定的必要条件，它是溶胶带电、形成足够大的电动电势的物质基础，溶胶制备过程中不可过度净化。过多的电解质又是引起溶胶不稳定的主要原因，它可以压缩胶粒周围的扩散层，使双电层变薄，水膜弹性变弱，ζ电势降低，因此稳定性变差。当扩散层中反离子全部被压入吸附层时，ζ电势降为零，这时胶粒呈电中性，处在最不稳定状态。

聚沉值：使一定量溶胶在一定时间内完全聚沉所需要电解质的最低浓度。聚沉率是聚沉值的倒数，电解质的聚沉值越小，聚沉率越大，表明其聚沉能力越强。

①　反离子的价数越高，其聚沉值越小，聚沉能力越大，反离子价数是首要考虑的因素

②　价数相同的反离子，半径越小，聚沉能力越大

③　有机化合物的离子都具有很强的聚沉能力

④　同号离子价数越高，聚沉能力越低

（2）溶胶的相互聚沉作用：带相反电荷的溶胶互相混合，也会发生聚沉。当两种粒子所带电荷全部中和时，才会完全聚沉。

（3）大分子化合物的作用

①　保护作用：在溶胶中加入足够数量的大分子化合物，多个大分子的一端吸附在同一个溶胶粒子的表面，或环绕在粒子的周围，形成水化外壳，对胶体起保护作用。

②　絮凝作用：在胶粒或悬浮体内加入极少量的可溶性大分子化合物，可导致溶胶迅速沉淀，沉淀呈疏松的棉絮状，这类沉淀称为絮凝物，这种现象称为絮凝作用，其机制为搭桥效应、脱水效应和电中和效应。

该部分与药剂部分重合，参考药剂对应部分掌握即可。

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