第十一章膠體化學

1、第十一章膠體化學343第十一章第十一章膠體化學膠體化學一、本章小結一、本章小結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、以及熱力學不穩(wěn)定性的特點。2膠體系統(tǒng)的光學性質(zhì)膠體系統(tǒng)的光學性質(zhì)丁鐸爾效應：由于膠體粒子大小，小于可見光的波長，而發(fā)生的光的散射之結果。散射光的強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，分散相粒子不導電。單位體積散射光的強度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；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)布朗運動(b)擴散菲克第一定律ddddsncDAtx??D稱為擴散系數(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)的電學性質(zhì)膠體系統(tǒng)的電學性質(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電勢的正負取決于膠體所帶電荷的符號，膠體帶正電荷時ζ0，膠體帶負電荷時ζ0；膠體帶負電荷時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，說明異電粒子進入擴散層多，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，將壓縮擴散層使之變薄，把更多的反離子擠進滑動面內(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。當雙電層被壓縮到與溶劑化層疊合時，ζ電勢等于0。當異電離子的價數(shù)高，吸附能力強，有較多的異電粒子進入溶劑化層時，可以改變ζ電勢的符號。6.簡述Stern擴散雙電層理論要點？答：Stern擴散雙電層理論要點：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動作用下，呈擴散狀態(tài)分散在分散相粒子的周圍，⑶分散相粒子周圍為二層：緊密層和擴散層，⑷緊密層和擴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。當加入一定量的硫酸鹽時，擴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，形成堅固的保護膜，防止液滴聚結。洗衣粉中的離子型表面活性劑還能離解成正負離子，形成雙電層。這些作用都使乳狀液穩(wěn)定。四、部分習題答案四、部分習題答案T1.某溶膠中粒子平均直徑為4.210?9m，設25oC時其黏度