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(diǎn)膠體系統(tǒng)及其特點(diǎn)膠體：分散相粒子在某個(gè)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(diǎn)。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(jiàn)光的波長(zhǎng)，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(jì)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(zhǎng)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(dòng)力性質(zhì)膠體系統(tǒng)的動(dòng)力性質(zhì)(a)布朗運(yùn)動(dòng)(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(shì)：滑動(dòng)面與溶液本體之間的電勢(shì)差稱為ζ電勢(shì)。ζ電勢(shì)的正負(fù)取決于膠體所帶電荷的符號(hào)，膠體帶正電荷時(shí)ζ0，膠體帶負(fù)電荷時(shí)ζ0；膠體帶負(fù)電荷時(shí)ζ0。5.ζ電勢(shì)數(shù)值為什么能衡量溶膠的穩(wěn)定性？論述ζ電勢(shì)受電解質(zhì)影響的因素。答：ζ電勢(shì)大，說(shuō)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(shì)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(hào)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(dòng)面內(nèi)，中和固體表面的電荷，使ζ電勢(shì)下降。電解質(zhì)濃度越大，異電離子價(jià)數(shù)越高，ζ電勢(shì)下降的越快。當(dāng)雙電層被壓縮到與溶劑化層疊合時(shí)，ζ電勢(shì)等于0。當(dāng)異電離子的價(jià)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(shí)，可以改變?chǔ)齐妱?shì)的符號(hào)。6.簡(jiǎn)述Stern擴(kuò)散雙電層理論要點(diǎn)？答：Stern擴(kuò)散雙電層理論要點(diǎn)：⑴分散相粒子的表面上帶有

5、相同符號(hào)的電荷，⑵反離子在靜電力和熱運(yùn)動(dòng)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(duì)移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)面在Stern面外，可知，固液表面、Stern面及滑動(dòng)面與溶液本體之間的電勢(shì)差分別稱為熱力學(xué)電勢(shì)ψ0，Stern電勢(shì)ψδ，ζ電勢(shì)。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(huì)

6、全溶解，如再加入一定量的硫酸鹽溶液，又會(huì)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(shí)，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(shí)，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(jiān)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(shí)其黏度