第十一章膠體化學(xué)

1、第十一章膠體化學(xué)343第十一章第十一章膠體化學(xué)膠體化學(xué)一、本章小結(jié)一、本章小結(jié)1膠體系統(tǒng)及其特點膠體系統(tǒng)及其特點膠體：分散相粒子在某個方向上的線度在1~100nm范圍的高分散系統(tǒng)稱為膠體。憎液溶膠具有高分散性、多相性、以及熱力學(xué)不穩(wěn)定性的特點。2膠體系統(tǒng)的光學(xué)性質(zhì)膠體系統(tǒng)的光學(xué)性質(zhì)丁鐸爾效應(yīng)：由于膠體粒子大小，小于可見光的波長，而發(fā)生的光的散射之結(jié)果。散射光的強(qiáng)度可由瑞利公式計算：22222200422209π()(1cos)2(2)V

2、CnnIIlnn??????適用條件：入射光為非偏振光，各粒子散射光之間相互干涉忽略，分散相粒子不導(dǎo)電。單位體積散射光的強(qiáng)度I⑴與膠體分散相粒子體積的平方成正比；⑵與入射光波長的4次方成反比；⑶分散相與分散介質(zhì)的折射率相差越大，散射光越強(qiáng)；⑷與粒子的數(shù)密度成正比。3膠體系統(tǒng)的動力性質(zhì)膠體系統(tǒng)的動力性質(zhì)(a)布朗運(yùn)動(b)擴(kuò)散菲克第一定律ddddsncDAtx??D稱為擴(kuò)散系數(shù)，單位：m2s?1(c)沉降與沉降平衡——貝林分布定律0221

3、1ln(1)()CMghhCRT??????4膠體系統(tǒng)的電學(xué)性質(zhì)膠體系統(tǒng)的電學(xué)性質(zhì)⑴Stern雙電層模型⑵ζ電勢：滑動面與溶液本體之間的電勢差稱為ζ電勢。ζ電勢的正負(fù)取決于膠體所帶電荷的符號，膠體帶正電荷時ζ0，膠體帶負(fù)電荷時ζ0；膠體帶負(fù)電荷時ζ0。5.ζ電勢數(shù)值為什么能衡量溶膠的穩(wěn)定性？論述ζ電勢受電解質(zhì)影響的因素。答：ζ電勢大，說明異電粒子進(jìn)入擴(kuò)散層多，在緊密層少，膠體帶電多，溶劑化層厚，溶膠就比較穩(wěn)定。因此ζ電勢的大小是衡量膠體

4、穩(wěn)定性的尺度。在溶膠中加入電解質(zhì)后，與膠粒表面電荷符號相反的離子濃度增大，將壓縮擴(kuò)散層使之變薄，把更多的反離子擠進(jìn)滑動面內(nèi)，中和固體表面的電荷，使ζ電勢下降。電解質(zhì)濃度越大，異電離子價數(shù)越高，ζ電勢下降的越快。當(dāng)雙電層被壓縮到與溶劑化層疊合時，ζ電勢等于0。當(dāng)異電離子的價數(shù)高，吸附能力強(qiáng)，有較多的異電粒子進(jìn)入溶劑化層時，可以改變ζ電勢的符號。6.簡述Stern擴(kuò)散雙電層理論要點？答：Stern擴(kuò)散雙電層理論要點：⑴分散相粒子的表面上帶有

5、相同符號的電荷，⑵反離子在靜電力和熱運(yùn)動作用下，呈擴(kuò)散狀態(tài)分散在分散相粒子的周圍，⑶分散相粒子周圍為二層：緊密層和擴(kuò)散層，⑷緊密層和擴(kuò)散層的分界面為被吸附的溶劑化反離子中心連線所形成的假想面，稱為Stern面，⑸當(dāng)固、液兩相相對移動時，滑動面在Stern面外，可知，固液表面、Stern面及滑動面與溶液本體之間的電勢差分別稱為熱力學(xué)電勢ψ0，Stern電勢ψδ，ζ電勢。7.試解釋在新生成的Fe(OH)3沉淀中加入少量FeCl3溶液，沉淀會

6、全溶解，如再加入一定量的硫酸鹽溶液，又會析出沉淀答：在新生成的Fe(OH)3沉淀中，加入少量FeCl3溶液，使之溶解，是一種膠溶作用，加入的FeCl3是穩(wěn)定劑。因Fe(OH)3吸附Fe3而形成雙電層，使膠粒帶電而形成溶膠，即Fe(OH)3溶解。當(dāng)加入一定量的硫酸鹽時，擴(kuò)散層的異電離子被壓縮而加入緊密層，使溶液電位減少而失去穩(wěn)定性，致使溶膠聚結(jié)而沉淀。8.水與油不相溶，為何加入洗衣粉后即生成乳狀液？答：當(dāng)油分散在水中時，表面吉布斯函數(shù)增加

7、，分散度越高，表面吉布斯函數(shù)也越大，所以是熱力學(xué)不穩(wěn)定系統(tǒng)。洗衣粉主要成分是表面活性劑，加入洗衣粉能顯著降低油－水界面的界面張力，而生成乳狀液。其次，洗衣粉中的表面活性劑分子在油—水界面上定向排列，親水基指向水相，憎水基指向油相，形成堅固的保護(hù)膜，防止液滴聚結(jié)。洗衣粉中的離子型表面活性劑還能離解成正負(fù)離子，形成雙電層。這些作用都使乳狀液穩(wěn)定。四、部分習(xí)題答案四、部分習(xí)題答案T1.某溶膠中粒子平均直徑為4.210?9m，設(shè)25oC時其黏度