12章胶体和大分子溶液.ppt

物理化学电子教案—第十二章;12.1 胶体及其基本特性;12.1 胶体及其基本特性;分散相与分散介质;分散体系分类;（1）按分散相粒子的大小分类 ;（2）按分散相和介质聚集状态分类;（2）按分散相和介质聚集状态分类;（2）按分散相和介质聚集状态分类;（3）按胶体溶液的稳定性分类;（3）按胶体溶液的稳定性分类;憎液溶胶的特性;胶粒的结构;胶粒的结构;胶粒的结构;胶粒的结构;胶粒的形状;胶粒的形状;12.2 溶胶的制备与净化;溶胶的制备;用这两种方法直接制出的粒子称为原级粒子。 ;溶胶的制备——研磨法;溶胶的制备——研磨法;溶胶的制备——研磨法;溶胶的制备——胶溶法;例如：;溶胶的制备——超声分散法 ;超声分散法;溶胶的制备——电弧法 ;4.电弧法;溶胶的制备——凝聚法; C.氧化还原反应制备硫溶胶 2H2S(稀）+ SO2(g) → 2H2O +3S (溶胶） Na2S2O3 +2HCl → 2NaCl +H2O +SO2 +S (溶胶） ; 2.物理凝聚法 ;例图：;将汞的蒸气通入冷水中就可以得到汞的水溶胶。;蒸气骤冷法;溶胶的净化; （1）渗析法 ;简单渗析;电渗析;电渗析; 用半透膜作过滤膜，利用吸滤或加压的方法使胶粒与含有杂质的介质在压差作用下迅速分离。;1）超过滤装置：;2）电超过滤：;12.3 溶胶的动力性质;Brown运动(Brownian motion);Brown运动(Brownian motion);Brown运动的本质;Brown运动的本质;Brown运动的本质;胶粒的扩散;胶粒的扩散; 设通过AB面的扩散质量为m，则扩散速度为 ，它与浓度梯度和AB截面积A成正比。;斐克第一定律（Fick’s first law）;在ABFE体积内粒子净增速率为(1)-(2)，即： DA （3）;单体积内粒子浓度随时间的变化率为：; 如图，设截面为单位面积， 为时间t 内在水平方向的平均位移。截面间的距离均为 。;设 很小，浓度梯度：;将布朗运动公式代入：;溶胶的渗透压;沉降平衡（sedimentation equilibrium）; 达到沉降平衡时，粒子随高度分布的情况与气体类似，可以用高度分布定律。;该层中粒子所受的扩散力为 ，负号表示扩散力与重力相反。 ，则; 这就是高度分布公式。粒子质量愈大，其平衡浓度随高度的降低亦愈大。;12.4 溶胶的光学性质;光散射现象;光散射的本质;Tyndall效应;Tyndall效应;Rayleigh公式;Rayleigh公式;超显微镜的特点;;; 从超显微镜可以获得哪些有用信息？;12.5 溶胶的电学性质;胶粒带电的本质 ; （3） 可电离的大分子溶胶，由于大分子本身发生电离，而使胶粒带电。;电动现象;电泳（electrophoresis）; 沿aa,bb和cc都可以水平滑移。实验开始时，从bb处将上部移开，下面A，B部分装上溶胶，然后将上部移到原处，在C部装上超滤液，在bb处有清晰界面。;Tiselius电泳仪;界面移动电泳仪;界面移动电泳仪;显微电泳仪;显微电泳仪; 区带电泳实验简便、易行，样品用量少，分离效率高，是分析和分离蛋白质的基本方法。; a.纸上电泳 ; b.凝胶电泳;区带电泳; 在外加电场作用下，带电的介质通过多孔膜或半径为1~10 nm的毛细管作定向移动，这种现象称为电渗。 ; 在U型管1,2中盛电解质溶液，将电极5,6接通直流电后，可从有刻度的毛细管 4中，准确地读出液面的变化。 ;电渗实验; 含有离子的液体在加压或重力等外力的作用下，流经多孔膜或毛细管时会产生电势差。;（3）流动电势（streaming potential); 因为管壁会吸附某种离子，使固体表面带电，电荷从固体到液体有个分布梯度。;（3）流动电势（streaming potential); 在重力场的作用下，带电的分散相粒子，在分散介质中迅速沉降时，使底层与表面层的粒子浓度悬殊，从而产生电势差，这就是沉降电势。 ; 当固体与液体接触时，可以是固体从溶液中选择性吸附某种离子，也可以是固体分子本身发生电离作用而使离子进入溶液，以致使固液两相分别带有不同符号的电荷，在界面上形成了双电层的结构。 ;平板型模型;扩散双电层模型;扩散双电层模型;Stern模型; 由于离子的溶剂化作用，胶粒在移动时，紧密层会结合一定数量的溶剂分子一起移动