气体溶液胶体课件.pptx

1、学习要求学习要求： 认真听讲，做好笔记认真听讲，做好笔记 独立思考独立思考 按时完成作业按时完成作业考核方式考核方式：平时作业、考勤 40期末考试 （闭卷） 60 气体、溶液和胶体气体、溶液和胶体1 1 气体气体一、物质的状态一、物质的状态一定一定T、P下，物质常见的状态有：下，物质常见的状态有：固态固态液态液态气态气态等离子体（等离子体（plasma） T升高，升高，s l g 解离成单个原子解离成单个原子 失去外层失去外层电子，电子，高度电离状态的气体。高度电离状态的气体。 简单，研究较早，较成熟简单，研究较早，较成熟二、理想气体二、理想气体 何为理想气体？何为理想气体？分子本身分子本身不

2、占体积不占体积，分子之间，分子之间没有没有相互作用力相互作用力的气体。的气体。【具体而言，理想气体应具备以下三个条件具体而言，理想气体应具备以下三个条件】(1) 分子体积分子体积与气体体积相比可忽略不计，与气体体积相比可忽略不计， 即分子本身不占体积。即分子本身不占体积。 (2) 分子分子之间没有相互作用力。之间没有相互作用力。 (3) 分子分子之间以及分子与器壁之间的碰撞不造成动能损失之间以及分子与器壁之间的碰撞不造成动能损失1、理想气体状态方程式、理想气体状态方程式 【理想气体的另一个定义理想气体的另一个定义】在任何在任何T、P，下符合，下符合理想理想气体状态方程式气体状态方程式的气体。的

3、气体。pV = nRT P：压力，垂直作用在单位面积上的力，物理学上称之为压：压力，垂直作用在单位面积上的力，物理学上称之为压强，单位为强，单位为Pa（N/m2）。）。 V：体积；：体积；T：温度；：温度；n：物质的量；：物质的量；R：摩尔气体常数：摩尔气体常数 (1) p、V、T、n四个量相互关联，四个量相互关联，一旦给定了其中一旦给定了其中三个，第四个只能按上式取唯一的值。三个，第四个只能按上式取唯一的值。(2) R的值因体积和压力所用单位不同而不同。的值因体积和压力所用单位不同而不同。 标准状况下（标准状况下（p=101.325 kPa, T=273.15 K)，1 mol气气体的体积为

4、体的体积为22.4 L。 均采用国标单位：均采用国标单位：Pa，m3，mol，K5333111.1033 10 () 22.414 10 ()1() 273.15( ) 8.315()pVPamRnTmolKPa m Kmol1 Pam3 = 1 JR=8.314 J K-1 mol-12、理想气体状态方程式的应用、理想气体状态方程式的应用描述气体状态的一个重要方程式，描述气体状态的一个重要方程式，其应用？其应用？ m为气体质量为气体质量(g)，M为气体的摩尔质量，为气体的摩尔质量， 为气体密度为气体密度mpVnRTRTM()m RTRTMVpp测定气体的测定气体的分子量分子量 【例例】 已知

5、淡蓝色氧气钢瓶容积为已知淡蓝色氧气钢瓶容积为50L，在，在20时，当它的压力为时，当它的压力为100kPa时，估算钢瓶内时，估算钢瓶内所剩余氧气的质量所剩余氧气的质量。三、道尔顿分压定律三、道尔顿分压定律单一气体单一气体多组分气体？多组分气体？道尔顿分压定律道尔顿分压定律 某组分在同一温度下，单独占有混合气体的容积某组分在同一温度下，单独占有混合气体的容积时所产生的压力。时所产生的压力。【分压分压】T，PAT，PBT，P ？ 发现：发现：引入第二种气体后引入第二种气体后总压力总压力增加，且等于两增加，且等于两种气体的分压之和，两种气体单独的压力没有改变。种气体的分压之和，两种气体单独的压力没有

6、改变。 PPAPB道尔顿进行如下实验：道尔顿进行如下实验：【结论结论】混合气体的总压等于各组分的分压之和混合气体的总压等于各组分的分压之和12ippppp iinpRTVpi和和ni分别表示各组分的分分别表示各组分的分压和物质的量；压和物质的量；V为混合为混合气体的体积气体的体积 理想气体状态方程不仅适用于单一气体，也适用于理想气体状态方程不仅适用于单一气体，也适用于混合气体。混合气体。iiRTRTPpnnVV xi 摩尔分数：摩尔分数：i 组分的物质的量占总物质组分的物质的量占总物质的量的分数。的量的分数。iinpRTViiRTRTPpnnVV 【注注】理想气体才遵守道尔顿分压定律，实际气体

7、在理想气体才遵守道尔顿分压定律，实际气体在低压、高温时适用。低压、高温时适用。iinppniipnpniinxn*iipp xiinppniinxn道尔顿分压定律的应用：道尔顿分压定律的应用：p(总压总压) p(气体气体) p(水蒸气水蒸气) 排水法收集气体：排水法收集气体：2 2 分散体系分散体系一、一、几个基本概念几个基本概念1、分散体系、分散体系 一种一种或或几种几种物质以细小颗粒分散在物质以细小颗粒分散在另一种另一种物质中所物质中所形成的体系。形成的体系。被分散的物质被分散的物质分散质（分散相）分散质（分散相）分散剂（分散介质）分散剂（分散介质）把分散质分散开来的物质把分散质分散开来的

8、物质例如：例如：云，牛奶，珍珠云，牛奶，珍珠分散体系根据分散质颗粒大小可分为：分散体系根据分散质颗粒大小可分为：分子分散体系分子分散体系胶体分散体系胶体分散体系粗分散体系粗分散体系 以分子或离子形式分散（以分子或离子形式分散（100 nm，目测混浊不均匀，放置后，目测混浊不均匀，放置后会沉淀或分层，如黄河水。会沉淀或分层，如黄河水。2、相、相体系内部具有体系内部具有相同物理性质和化学性质相同物理性质和化学性质的部分。的部分。 一个体系中可以出现几个相，一个体系中可以出现几个相，相与相之间有明显界面。相与相之间有明显界面。 体系中只有一相，称为体系中只有一相，称为单相单相或或均相均相；含有两相或

9、两相以上的体系称为含有两相或两相以上的体系称为多相多相。单相单相多相多相类型类型粒子直粒子直径径/nm分散系分散系名称名称分散质分散质主要特征主要特征实例实例分子、分子、离子分离子分散系散系100 乳状液乳状液分子的大分子的大聚集体聚集体不稳定、扩散慢、不稳定、扩散慢、不能透过滤纸及不能透过滤纸及半透膜，无散射半透膜，无散射多多相相泥浆泥浆3、分散度、分散度分散质被分散的程度，常用分散质被分散的程度，常用比表面积比表面积表示。表示。0()()()SSV表面积比表面积体积正方体颗粒正方体颗粒 ： V=l 3 S=6l 2 （l：边长）：边长）lllVSS66320 颗粒越小（颗粒越小（l 越小）

10、，越小），比表面越比表面越大，分散度越大。大，分散度越大。 比表面积：比表面积：单位体积所具有的表面积。单位体积所具有的表面积。3 溶液溶液 溶液的浓度有哪些表示方法？会相关计算。溶液的浓度有哪些表示方法？会相关计算。 什么是溶液的依数性？有哪些通性？什么是溶液的依数性？有哪些通性？ 难挥发的非电解质稀溶液的依数性有何规律？难挥发的非电解质稀溶液的依数性有何规律？计算公式？计算公式？了解溶液依数性的应用？了解溶液依数性的应用？一、一、溶液浓度的表示方法溶液浓度的表示方法 溶液即分子分散体系，其浓度有多种表溶液即分子分散体系，其浓度有多种表示方法，要学会计算及相互转换。示方法，要学会计算及相互转

11、换。1、质量摩尔浓度、质量摩尔浓度 (mol/kg)b 溶质的物质的量溶剂的质量2、物质的量浓度、物质的量浓度 (mol/L) nCV溶质的物质的量溶液体积3、质量百分比浓度、质量百分比浓度100%mm溶 质溶 液ppm：part per million，10-6，溶质质量占溶液质量的，溶质质量占溶液质量的 百万分比，也称百万分比，也称百万分比浓度百万分比浓度。 g/g， g/mLppb： part per billion， 10-9，十亿分之十亿分之，ng/g， ng/mLppt： part per trillion， 10-12，万亿分之万亿分之，pg/g， pg/mL5、摩尔分数、摩尔分

12、数 4、体积分数、体积分数 iinxn总VV溶 质总二、二、分配定律分配定律 一种溶质在两种互不相溶的溶剂中分配，在一定温度一种溶质在两种互不相溶的溶剂中分配，在一定温度下达到平衡，溶质在两相中的下达到平衡，溶质在两相中的浓度比值为一常数浓度比值为一常数。 oDWAAKAAAo、Aw分别为有机相和水相中分别为有机相和水相中A的平衡浓度的平衡浓度 （KD：分配系数）分配系数）分配定律的重要应用：分离和富集分配定律的重要应用：分离和富集 利用与水互不混溶的有机溶剂同试液一起振荡，利用与水互不混溶的有机溶剂同试液一起振荡，一些组分进入有机相，另一些组分留在水相中，从一些组分进入有机相，另一些组分留在

13、水相中，从而达到分离目的。而达到分离目的。 萃取分离萃取分离 上层淡棕色为碘的上层淡棕色为碘的水溶液，下层为无色水溶液，下层为无色的的CCl4； 碘在碘在CCl4（非极性）中的溶解（非极性）中的溶解度比在水中大，在充分混合的情度比在水中大，在充分混合的情形下，碘分子由水中迁移到四氯形下，碘分子由水中迁移到四氯化碳中。原来无色的化碳中。原来无色的CCl4已呈漂已呈漂亮的红紫色溶液。亮的红紫色溶液。 【如如】CCl4萃取萃取I2例例: 大黄中游离蒽醌的纸色谱图大黄中游离蒽醌的纸色谱图溶剂前沿溶剂前沿大黄素甲醚大黄素甲醚芦荟大黄素芦荟大黄素大黄素大黄素大黄酸大黄酸点样点点样点 * Rf：比移值，：比

14、移值，衡量物质向衡量物质向上移动的物理量。上移动的物理量。fR 原点到层析点中心的距离原点到溶剂前沿的距离 色谱分离：利用混合物中各组分在色谱分离：利用混合物中各组分在某一物质中的某一物质中的吸附吸附或或溶解性能（分配溶解性能（分配能力）能力）的不同，将各组分分开。的不同，将各组分分开。 如如: 叶绿素分离叶绿素分离 (see flash 1-1) 四、四、稀溶液的依数性稀溶液的依数性颜色、气味、酸碱性、导电性等颜色、气味、酸碱性、导电性等 溶液的性质溶液的性质 与溶质的本性有关与溶质的本性有关与溶质的本性无关与溶质的本性无关即依数性即依数性 顾名思义就是顾名思义就是依赖于数量依赖于数量的性质

15、，的性质，依数性？依数性？0.1 mol/kg 蔗糖溶液：蔗糖溶液：tf= -0.186 oC0.1 mol/kg 甘油溶液：甘油溶液：tf= -0.186 oC0.2 mol/kg 甘油溶液：甘油溶液：tf= -0.372 oC可见，可见，凝固点只与溶液的浓度有关凝固点只与溶液的浓度有关 只与只与溶液浓度溶液浓度（粒子数目）（粒子数目）有关有关，与溶质与溶质的本性无关。的本性无关。依数性依数性蒸气压下降蒸气压下降沸点升高沸点升高凝固点下降凝固点下降渗透压渗透压1、蒸气压下降、蒸气压下降 依数性之一依数性之一(1) 纯溶剂的蒸气压纯溶剂的蒸气压:一定一定T，密闭容器中的纯溶剂（如水），密闭容器

16、中的纯溶剂（如水） 蒸发：蒸发：水面上一部分动能较大的水水面上一部分动能较大的水分子从水面逸出，扩散到容器的空间分子从水面逸出，扩散到容器的空间成为水蒸气。成为水蒸气。 凝聚：凝聚：水分子不断蒸发的同时，有一水分子不断蒸发的同时，有一些水分子相互碰撞又重新成为液态水。些水分子相互碰撞又重新成为液态水。 液面上的蒸气浓度不再改变，此时液面上的蒸气压力液面上的蒸气浓度不再改变，此时液面上的蒸气压力称为称为饱和蒸气压，饱和蒸气压，简称简称蒸气压。蒸气压。 任何纯液体在一定温度下，都有一定的蒸气压，任何纯液体在一定温度下，都有一定的蒸气压，而且随温度升高而增大。而且随温度升高而增大。 蒸发速度凝聚速度

17、蒸发速度凝聚速度(2) 溶液的蒸气压溶液的蒸气压 在纯溶剂（如水）中加入在纯溶剂（如水）中加入难挥发物质难挥发物质后，溶液的后，溶液的蒸汽压蒸汽压如何变化？如何变化？25 C时，时， 水的饱和蒸气压水的饱和蒸气压: p (H2O) = 3167.0 Pa； 0.5 mol kg-1 蔗糖溶液蒸气压蔗糖溶液蒸气压: p (H2O) = 3135.7 Pa；蒸气压降低，蒸气压降低，Why? 【需说明的是需说明的是】溶液的蒸气压实际上指溶液中溶液的蒸气压实际上指溶液中溶剂的溶剂的蒸气压蒸气压，因为难挥发溶质的蒸气压很小，可忽略。，因为难挥发溶质的蒸气压很小，可忽略。 【or】降低了单位体积内溶剂分子

18、的数目，单位时间降低了单位体积内溶剂分子的数目，单位时间内逸出液面的溶剂分子数减少，因此溶液在较低的蒸气压内逸出液面的溶剂分子数减少，因此溶液在较低的蒸气压下建立平衡。下建立平衡。 难挥发溶质分子难挥发溶质分子占据占据一部分液面，一部分液面，阻碍了阻碍了溶剂分子溶剂分子的蒸发，达到平衡时蒸发出来的溶剂分子数的蒸发，达到平衡时蒸发出来的溶剂分子数减少减少，从而，从而产生的压力产生的压力降低降低。故溶液的蒸气压比纯溶剂的蒸气压低。故溶液的蒸气压比纯溶剂的蒸气压低。 溶液的蒸气压比纯溶剂低，而且浓度越大，溶液的蒸气压比纯溶剂低，而且浓度越大，蒸气压下降越多蒸气压下降越多。水的饱和蒸气压水的饱和蒸气压

19、: p (H2O) = 3167.0 Pa； 0.5 mol kg-1 蔗糖溶液蒸气压蔗糖溶液蒸气压: p (H2O) = 3135.7 Pa； 1.0 mol kg-1蔗糖溶液蒸气压蔗糖溶液蒸气压: p (H2O) = 3107.7 Pa。蒸气压降低值与溶液浓度到底有没有定量规律？蒸气压降低值与溶液浓度到底有没有定量规律？ 一定温度下，难挥发的非电解质稀溶液的一定温度下，难挥发的非电解质稀溶液的蒸气压蒸气压P等于等于纯溶剂的蒸气压纯溶剂的蒸气压PB*乘以乘以溶剂的摩尔分数溶剂的摩尔分数xB 。 一定温度下，难挥发的非电解质稀溶液的蒸气压下降一定温度下，难挥发的非电解质稀溶液的蒸气压下降值与值

20、与溶质的摩尔分数溶质的摩尔分数xA成正比。成正比。(3) 拉乌尔定律拉乌尔定律 （法国物理学家）（法国物理学家）P = PB* xB P = PB* - Pp: 纯溶剂蒸气压与稀溶液蒸气压之差；纯溶剂蒸气压与稀溶液蒸气压之差； xA溶质的摩尔分数溶质的摩尔分数= PB* - PB* xB= PB*(1- xB) = PB* xA 对于稀溶液，溶剂的物质的量对于稀溶液，溶剂的物质的量nB 远远大于溶质的物质远远大于溶质的物质的量的量nA ，即，即nB nAAAABABnnxnnn*ABABBBBAnmnMbMmMP = PB* xA PB* bA MB= K bA 难挥发的非电解质的稀溶液，蒸气

21、压下降难挥发的非电解质的稀溶液，蒸气压下降值只取决于值只取决于溶剂的本性溶剂的本性及及溶液的质量摩尔浓度溶液的质量摩尔浓度。 P = K*b 例：例： 某稀溶液在某稀溶液在25 0C时蒸气压为时蒸气压为3.127 kPa，纯水在此，纯水在此温度的蒸气压为温度的蒸气压为3.168 kPa。求溶液的质量摩尔浓度。求溶液的质量摩尔浓度。*AABnPPxPn以以1 kg溶剂为基准溶剂为基准:*100018.02AnPPnA= 0.718 molbA= 0.718 mol/kg 【沸点沸点】液体的蒸气压等于外界压力时，液体即沸腾，液体的蒸气压等于外界压力时，液体即沸腾，此时的温度称为该液体的沸点。此时的

22、温度称为该液体的沸点。2、沸点升高、沸点升高 依数性之二依数性之二通常所指的沸点：外界压力通常所指的沸点：外界压力101.325 kPa时的沸点。时的沸点。 水水: 101.325 kPa，100 oC （正常沸点）（正常沸点） 水中加入难挥发的物质后水中加入难挥发的物质后 溶液蒸气压下降溶液蒸气压下降100 oC蒸汽压蒸汽压 101.325 kPa 100 oC不能沸腾不能沸腾 要沸腾，只有升高温度，使溶液的要沸腾，只有升高温度，使溶液的蒸气压达到蒸气压达到101.325 kPa 溶液的沸点高于纯溶剂的沸点沸点升高溶液的沸点高于纯溶剂的沸点沸点升高101.325p/kPat/oC100 Tb

23、水水水水溶溶液液bbTKb Kb：溶剂摩尔沸点升高常数：溶剂摩尔沸点升高常数 取决于溶剂的本性，与溶剂的摩尔质量、沸点、取决于溶剂的本性，与溶剂的摩尔质量、沸点、汽化热等有关。汽化热等有关。 不同溶剂，不同溶剂，Kb值不同。值不同。 可见，溶液沸点升高值与可见，溶液沸点升高值与溶质的本性无关溶质的本性无关，只只与其浓度相关。与其浓度相关。 计算溶液沸点计算溶液沸点 测溶质的摩尔质量（测溶质的摩尔质量（MA）/AAAbbbbBBnmMTKbKKmm*AbABbmKMmT的应用：的应用：bbTKb凝固点：凝固点：3、凝固点降低、凝固点降低 依数性之三依数性之三 物质的液相蒸气压固相蒸气压时的温度物

24、质的液相蒸气压固相蒸气压时的温度 溶液的蒸气压溶液的蒸气压 弱电解质弱电解质 非电解质非电解质【例例】按蒸气压大小的顺序，排列以下各溶液按蒸气压大小的顺序，排列以下各溶液1 mol/kg H2SO4; 1 mol/kg NaCl; 0.1 mol/kg NaCl; 0.1 mol/kg HAc; 1 mol/kg蔗糖蔗糖; 0.1 mol/kg蔗糖蔗糖 1 mol/kg H2SO4 1 mol/kg NaCl 1 mol/kg C6H12O6 0.1 mol/kg NaCl 0.1 mol/kg HAc CH3COOH NaCl CaCl2 例：例： 12.2 g苯甲酸，溶于苯甲酸，溶于0.1

25、 kg乙醇，使乙醇的沸点上升了乙醇，使乙醇的沸点上升了1.13oC；若将若将12.2 g苯甲酸溶于苯甲酸溶于0.1 kg苯中，则苯的沸点升高了苯中，则苯的沸点升高了1.20 oC。计算。计算苯甲酸在两种溶剂中的摩尔质量，结果说明了什么？（已知乙醇的苯甲酸在两种溶剂中的摩尔质量，结果说明了什么？（已知乙醇的Kb=1.19 oCkgmol-1 苯的苯的Kb=2.53 oCkgmol-1） 在苯中：在苯中： 在乙醇中：在乙醇中： 11.19 12.2128.481.13 0.10AMg mol12.53 12.2257.221.20 0.10AMg mol 苯甲酸在乙醇中以单分子形式存在，而在苯中以

26、双分苯甲酸在乙醇中以单分子形式存在，而在苯中以双分子缔合形式存在。子缔合形式存在。 /AAAbbbbBBnmMTKbKKmm*AbABbmKMmT3 胶体胶体分散质粒子半径在分散质粒子半径在1100 nm之间的分散体系。之间的分散体系。目测均匀，实际是多相不均匀体系。目测均匀，实际是多相不均匀体系。分散质分散质分散剂分散剂通称通称举例举例气体气体液体（液溶胶）液体（液溶胶）泡沫泡沫灭火泡沫灭火泡沫液体液体液体液体乳状液乳状液牛奶牛奶固体固体液体液体溶胶、悬浮液溶胶、悬浮液Ag溶胶溶胶气体气体固体（固溶胶）固体（固溶胶）固体泡沫固体泡沫泡沫玻璃泡沫玻璃液体液体固体固体珍珠珍珠固体固体固体固体有色

27、玻璃有色玻璃液体液体气体（气溶胶）气体（气溶胶）雾雾固体固体气体气体悬浮体悬浮体烟烟按分散质和分散剂的聚集状态，胶体可分为：按分散质和分散剂的聚集状态，胶体可分为：为什么没有气为什么没有气- -气溶胶？气溶胶？不同气体混合后是单相均一体系，不属于胶体范围。不同气体混合后是单相均一体系，不属于胶体范围。以固体分散在液体（常为水）中的以固体分散在液体（常为水）中的溶胶溶胶最为常见和重要。最为常见和重要。一、一、溶胶的制备溶胶的制备1、分散法分散法2、凝聚法、凝聚法 用机械、化学等方法使大块物质在稳定剂下分散用机械、化学等方法使大块物质在稳定剂下分散成胶体粒子般大小。成胶体粒子般大小。大大小小 使分

28、子或离子聚合成胶粒。使分子或离子聚合成胶粒。小小大大1、分散法分散法研磨法研磨法: 机械粉碎的方法机械粉碎的方法，如胶体磨，如胶体磨超声波法：超声波法：超声波的能量超声波的能量电弧法：电弧法：金属溶胶，放电蒸发再凝聚金属溶胶，放电蒸发再凝聚胶溶法：胶溶法：新鲜的凝聚胶粒重新分散新鲜的凝聚胶粒重新分散大大小小 Fe(OH)3（新鲜沉淀新鲜沉淀） Fe(OH)3 (溶胶溶胶）加加FeCl32、 凝聚法凝聚法小小大大(1) 化学凝聚法化学凝聚法(2) 物理凝聚法物理凝聚法(1) 化学凝聚法化学凝聚法 通过通过化学反应化学反应使生成物呈过饱和状态，初生成使生成物呈过饱和状态，初生成的难溶物颗粒结合成胶

29、粒，在少量稳定剂存在下的难溶物颗粒结合成胶粒，在少量稳定剂存在下形成溶胶。形成溶胶。将将H2S通入稀的亚砷酸溶液，制备硫化砷溶胶：通入稀的亚砷酸溶液，制备硫化砷溶胶： 2H3AsO3 + 3H2S = As2S3(溶胶溶胶) + 6H2O还原反应制金溶胶：还原反应制金溶胶： 2HAuCl4(稀稀)+ 3HCHO +11KOH 2Au(溶胶溶胶)+3HCOOK + 8KCl + 8H2O (2) 物理凝聚法物理凝聚法利用物理过程使物质凝聚形成溶胶。利用物理过程使物质凝聚形成溶胶。将汞蒸气通入冷水中可得到汞的水溶胶。将汞蒸气通入冷水中可得到汞的水溶胶。 蒸气骤冷法蒸气骤冷法更换溶剂法更换溶剂法 利

30、用物质在互不相溶的溶剂中溶解度的显著差别来制备溶胶。利用物质在互不相溶的溶剂中溶解度的显著差别来制备溶胶。 例例1.1.松香易溶于乙醇而难溶于水，松香易溶于乙醇而难溶于水，将松香的乙醇溶液滴入水中可制备将松香的乙醇溶液滴入水中可制备松香的水溶胶。松香的水溶胶。 例例2. 将硫的丙酮溶液滴入将硫的丙酮溶液滴入90左右的热水中，丙酮蒸左右的热水中，丙酮蒸发后，可得硫的水溶胶。发后，可得硫的水溶胶。二、溶胶的净化二、溶胶的净化 制备溶胶的过程中，常生成一些多余的电解质，如制制备溶胶的过程中，常生成一些多余的电解质，如制备备 Fe(OH)3溶胶时生成的溶胶时生成的HCl。少量电解质：少量电解质：可作为

31、溶胶的稳定剂，可作为溶胶的稳定剂，有利有利过多电解质：过多电解质：使溶胶不稳定，容易聚沉，必须除去使溶胶不稳定，容易聚沉，必须除去最常用的溶胶净化方法：最常用的溶胶净化方法：渗析法渗析法 将需要净化的溶胶放在将需要净化的溶胶放在羊皮纸或动物膀胱等半透膜羊皮纸或动物膀胱等半透膜制制成的容器内，膜外放纯溶剂。成的容器内，膜外放纯溶剂。 利用浓差因素，多余的电利用浓差因素，多余的电解质离子不断向膜外渗透，解质离子不断向膜外渗透，经常更换溶剂，就可以净化经常更换溶剂，就可以净化半透膜容器内的溶胶。半透膜容器内的溶胶。 如将装有溶胶的半透膜容如将装有溶胶的半透膜容器不断旋转，可以加快渗器不断旋转，可以加

32、快渗析速度。析速度。 为加快渗析速度，在装有溶胶的半透膜两侧为加快渗析速度，在装有溶胶的半透膜两侧外加一个外加一个电场电场，使多余的电解质离子向相应的电极作定向移动，使多余的电解质离子向相应的电极作定向移动，溶剂水不断自动更换，这样可以提高净化速度。溶剂水不断自动更换，这样可以提高净化速度。电渗析：电渗析：三、胶团的结构三、胶团的结构 胶粒大小在胶粒大小在 1100 nm 之间，因此，每个胶粒必然由之间，因此，每个胶粒必然由许多许多分子或原子聚集而成，分子或原子聚集而成，构成其核心，称为构成其核心，称为胶核胶核。 如：稀如：稀 AgNO3 溶液和溶液和 KI 溶液制备溶液制备 AgI 溶胶时，

33、反溶胶时，反应生成的应生成的 AgI 微粒首先形成胶核。微粒首先形成胶核。(AgI)m 胶核一般为晶体结构，会选胶核一般为晶体结构，会选择性地吸附组成与之相似的离择性地吸附组成与之相似的离子，子，形成形成紧密吸附层，紧密吸附层，并并使胶使胶核带电核带电。 胶核表电带电，溶液中的胶核表电带电，溶液中的反离子反离子（即与被胶核吸附的离子（即与被胶核吸附的离子带相反电荷的离子）由于静电作用围绕在胶核周围，带相反电荷的离子）由于静电作用围绕在胶核周围，形成反形成反离子的离子的包围圈，包围圈，从而构成带电的胶粒从而构成带电的胶粒 反离子本身由于热运动扩散到介质中去反离子本身由于热运动扩散到介质中去 ，形

34、成，形成“扩散扩散层层” ，最终形成最终形成电中性的胶团电中性的胶团AgI溶胶，溶胶，KI为稳定剂为稳定剂(AgI)mnI-,(n-x)K+x- xK+胶核胶核胶粒胶粒胶团胶团 胶粒是独立运动单元，带电荷；胶粒是独立运动单元，带电荷； 胶团呈电中性胶团呈电中性 首先吸附首先吸附与胶核中相同的某种离子与胶核中相同的某种离子，利用同，利用同离子效应使胶核不易溶解。离子效应使胶核不易溶解。 若无相同离子，则首先吸附若无相同离子，则首先吸附水化能力较弱的负水化能力较弱的负离子离子，因此，因此，自然界中的胶粒大多带负电，如泥浆自然界中的胶粒大多带负电，如泥浆水、豆浆等都是负溶胶。水、豆浆等都是负溶胶。胶

35、核吸附离子是胶核吸附离子是选择性的：选择性的：常见的五种溶胶常见的五种溶胶(1) AgI（AgX）溶胶：（）溶胶：（KI过量）过量）AgNO3+KI=AgI+KNO3 KI过量过量吸附吸附I- 胶粒带负电胶粒带负电(AgI)m n I (n-x)K+x xK+ |_| |_|胶核胶粒（带负电）胶团（电中性）胶团的结构表达式胶团的结构表达式 ：胶核胶核胶粒胶粒胶团胶团胶团的图示式：胶团的图示式：(2) AgI（AgX）溶胶；（）溶胶；（AgNO3过量）过量）AgNO3过量过量吸附吸附Ag+胶粒带正电胶粒带正电胶核胶核胶粒胶粒胶团胶团(AgI)m n Ag+ (n-x)NO3x+ x NO3 |_

36、|_|胶核胶粒（带正电）胶团（电中性）(3) Fe(OH)3溶胶溶胶:FeCl3+2H2OFe(OH)2Cl+2HCl Fe(OH)2Cl+H2O Fe(OH)3+HCl 脱水：脱水：FeO+ 2H2O+Cl- 吸附吸附氧铁离子氧铁离子FeO+胶粒带正电胶粒带正电(4) As2S3溶胶溶胶2H3AsO3+3H2S= As2S3+6H2O H2S HS-+H+吸附吸附 HS-胶粒带负电。胶粒带负电。(As2S3)mnHS- (n-x)H+x-x H+H2SiO3= xSiO2 yH2O H2SiO3 HSiO3- +H+HSiO3-留在留在SiO2表面表面胶粒带负电。胶粒带负电。(5) 硅胶溶胶

37、：硅胶溶胶：(SiO2)m nHSiO3- (n-x) H+x-x H+1、动力学性质、动力学性质布朗运动布朗运动四、溶胶的性质四、溶胶的性质 1827 年，年，布朗布朗用显微镜观察悬浮在液面上的花粉粉末，用显微镜观察悬浮在液面上的花粉粉末，发现粉末发现粉末不停地做无规则运动不停地做无规则运动。 之后，发现许多其它物质的粉末也之后，发现许多其它物质的粉末也有类似的现象，人们称微粒的这种运有类似的现象，人们称微粒的这种运动为动为布朗运动布朗运动。为什么？为什么？颗粒小，受到的撞击力不平衡。颗粒小，受到的撞击力不平衡。颗粒较大？颗粒较大？ 撞击到颗粒上的分子数很多，撞击作用基本上撞击到颗粒上的分子

38、数很多，撞击作用基本上相互抵消，保持不动，相互抵消，保持不动，Brown运动消失。运动消失。半径大于半径大于5 m，Brown运动消失运动消失。胶体粒子大小在胶体粒子大小在1100 nm之间，因此存在之间，因此存在Brown运动运动2、光学性质、光学性质丁铎尔效应丁铎尔效应 光照射到分散质粒子上时有三种情况光照射到分散质粒子上时有三种情况:如粗分散系，主要发生反射，使体系呈现混浊。如粗分散系，主要发生反射，使体系呈现混浊。 如胶体溶液，主要发生散射，可以看见乳白色的光柱。如胶体溶液，主要发生散射，可以看见乳白色的光柱。 如溶液，看不见散射光如溶液，看不见散射光。透射：透射：d 散射：散射：d

39、溶液中分子和离子体溶液中分子和离子体积太小，光散射十分微积太小，光散射十分微弱，肉眼难以观察。弱，肉眼难以观察。 1869年，年，Tyndall发现，一束会聚光通过溶胶，从发现，一束会聚光通过溶胶，从侧面（即与光束垂直的方向）可以看到一个发光的圆侧面（即与光束垂直的方向）可以看到一个发光的圆锥体锥体Tyndall效应效应。 Tyndall效应成为判别溶胶效应成为判别溶胶和溶液最简便的方法和溶液最简便的方法3、电学性质、电学性质电泳和电泳和 电电势势主要由于胶粒带电产生。主要由于胶粒带电产生。 （胶（胶核优先吸附某核优先吸附某种离子、电离带电）种离子、电离带电）(1) 电泳电泳 带电带电胶粒胶粒

40、在外电场作用下，向带相反电荷的电极在外电场作用下，向带相反电荷的电极作作定向移动定向移动的现象称为的现象称为电泳电泳。 影响电泳的因素：影响电泳的因素：带电粒子大小、形状；粒子表面电带电粒子大小、形状；粒子表面电荷数目；介质中电解质种类、离子强度，荷数目；介质中电解质种类、离子强度，pH值和粘度；值和粘度；温度和外加电压等。温度和外加电压等。Fe(OH)3溶胶带正电，向负极移动；溶胶带正电，向负极移动；As2S3溶胶带负电，溶胶带负电， 向正极移动向正极移动 ；(AgI)m n I- (n-x)K+x- x K+ (2) 电电势势 吸附层（吸附层（s），），扩散层（扩散层（l） 存在滑动面存在

41、滑动面固液两相固液两相发生相对移动时，交界处发生相对移动时，交界处高低不平的曲面高低不平的曲面 滑动面与溶液本体之间的电势滑动面与溶液本体之间的电势差称为差称为 (Zeta)(Zeta)电势，电势， 电势的正负？电势的正负？由胶粒吸附离子的电荷决定由胶粒吸附离子的电荷决定： 吸附正离子，吸附正离子， 电势为正；电势为正； 吸附负离子，吸附负离子， 电势为负。电势为负。 绝对值大小表示？绝对值大小表示？ 反映了胶粒带电程度；反映了胶粒带电程度；胶粒带电越多，胶粒带电越多， 电电势势越大越大，扩散层，扩散层越厚。越厚。电解质对电解质对 电势的影响电势的影响 加入电解质，更多的反离子进入吸附层，扩散

42、层加入电解质，更多的反离子进入吸附层，扩散层变薄，胶粒带电减少，变薄，胶粒带电减少， 绝对值下降绝对值下降。当电解质浓度增加到一定值时（当电解质浓度增加到一定值时（c4） 吸附层中的反离子完全抵消胶粒表面的电荷，胶粒吸附层中的反离子完全抵消胶粒表面的电荷，胶粒不带电，不带电， 电势为零，即溶胶的电势为零，即溶胶的等电态等电态。不发生电泳，也最不稳定。不发生电泳，也最不稳定。电解质浓度电解质浓度增加增加五、五、溶胶的稳定和聚沉溶胶的稳定和聚沉 溶胶是溶胶是多相、高分散体系多相、高分散体系、表面能大，表面能大，【表面能表面能】表面积改变引起的内能变化表面积改变引起的内能变化 自发凝聚成较大颗粒，降

43、低表面能的趋自发凝聚成较大颗粒，降低表面能的趋势，势，属于热力学不稳定体系属于热力学不稳定体系但事实上溶胶是稳定的，为什么？但事实上溶胶是稳定的，为什么？1、溶胶稳定的原因、溶胶稳定的原因(1) 布朗运动布朗运动动力学稳定性动力学稳定性(2) 胶粒带电胶粒带电主要原因主要原因 (3) 溶剂化作用溶剂化作用粒径小，布朗运动剧烈，克服重力引起的沉降。粒径小，布朗运动剧烈，克服重力引起的沉降。胶粒表面带相同电荷，相互排斥，趋于稳定胶粒表面带相同电荷，相互排斥，趋于稳定 离子溶剂化，溶剂化层起保护作用，胶粒很难因离子溶剂化，溶剂化层起保护作用，胶粒很难因碰撞而聚沉。碰撞而聚沉。2、溶胶的聚沉（凝聚）、

44、溶胶的聚沉（凝聚）聚沉方法一：聚沉方法一： 加入电解质加入电解质少量电解质：对溶胶起稳定作用；少量电解质：对溶胶起稳定作用；过量电解质：过量电解质：对溶胶起破坏作用，对溶胶起破坏作用，引起聚沉。引起聚沉。 电解质中与胶粒带相反电荷的离子进入吸附层，电解质中与胶粒带相反电荷的离子进入吸附层，减少胶粒的带电量，减少胶粒的带电量，降低降低 电势电势，使扩散层变薄。，使扩散层变薄。使溶胶聚沉所需电解质的最小浓度使溶胶聚沉所需电解质的最小浓度(1) 聚沉值聚沉值(2) 聚沉能力聚沉能力聚沉值的倒数聚沉值的倒数聚沉值越大，聚沉能力越弱；聚沉值越大，聚沉能力越弱；聚沉值越小，聚沉能力越强。聚沉值越小，聚沉能

45、力越强。(3) 电解质的聚沉规律电解质的聚沉规律 聚沉能力主要取决于与胶粒带相反电荷的离子的价聚沉能力主要取决于与胶粒带相反电荷的离子的价数，价态越高，聚沉能力越强数，价态越高，聚沉能力越强（叔尔采（叔尔采-哈迪规则哈迪规则 ）。 聚沉值与异电性离子价数的六次方成反比聚沉值与异电性离子价数的六次方成反比。当异电性。当异电性离子分别为一、二、三价，则聚沉值的比例为：离子分别为一、二、三价，则聚沉值的比例为： 100 1.6 0.14 即为：即为： 666111 123 : 与胶粒带相反电荷的与胶粒带相反电荷的离子价数相同离子价数相同，聚沉能力也聚沉能力也有差异。有差异。带负电溶胶，一价阳离子硝酸

46、盐的聚沉能力：带负电溶胶，一价阳离子硝酸盐的聚沉能力： H+Cs+Rb+NH4+K+Na+Li+带正电溶胶，一价阴离子钾盐的聚沉能力：带正电溶胶，一价阴离子钾盐的聚沉能力： F- Cl- Br- NO3- I- 有机化合物的离子一般有很强的聚沉能力，可能与有机化合物的离子一般有很强的聚沉能力，可能与其强吸附能力有关。其强吸附能力有关。由实验确定！由实验确定！聚沉方法二：聚沉方法二：加入相反电荷的溶胶加入相反电荷的溶胶带相反电荷的溶胶混合，相互吸引，发生聚沉。带相反电荷的溶胶混合，相互吸引，发生聚沉。 明矾净水：胶态悬浮物带负电，明矾水解明矾净水：胶态悬浮物带负电，明矾水解Al(OH)3溶胶溶胶

47、带正电。带正电。聚沉方法三：聚沉方法三：加热加热 温度升高，粒子碰撞机会增多，强度增加，导致温度升高，粒子碰撞机会增多，强度增加，导致聚沉。聚沉。（制备沉淀常需加热）（制备沉淀常需加热）温度升高，被吸附离子解吸，降低温度升高，被吸附离子解吸，降低 电势，电势，导致聚沉。导致聚沉。聚沉方法四：聚沉方法四：加入大分子溶液加入大分子溶液 溶胶中加入大分子溶液，随加入量不同，出现两种情况：溶胶中加入大分子溶液，随加入量不同，出现两种情况： 量少：量少：溶胶胶粒粘附在大分溶胶胶粒粘附在大分子上，大分子起桥梁作用，把胶子上，大分子起桥梁作用，把胶粒联系在一起，更容易聚沉，称粒联系在一起，更容易聚沉，称为为

48、敏化作用敏化作用； 量大：量大：大分子吸附在胶粒大分子吸附在胶粒周围起到保护作用，周围起到保护作用，不聚沉。不聚沉。例：例：100 mL 0.01 mol/L AgNO3和和50 mL 0.005 mol/L K2Cr2O7溶液混合，得到溶液混合，得到Ag2Cr2O7溶胶，写出胶团结构式。比较溶胶，写出胶团结构式。比较MgSO4、K3Fe(CN)6和和Co(NH3)6Cl3 的聚沉能力。的聚沉能力。 AgNO3+ K2Cr2O7 = Ag2Cr2O71.0 mmol 0.25 mmol (AgNO3过量）过量） 胶粒带正电荷，起聚沉作用的主要是负离子，因此胶粒带正电荷，起聚沉作用的主要是负离子

49、，因此聚沉能力聚沉能力： K3Fe(CN)6 MgSO4 Co(NH3)6Cl3 (Ag2Cr2O7)mnAg+ (n-x)NO3-x+ xNO3-聚沉值聚沉值： K3Fe(CN)6 MgSO4 104 的的一类物质。一类物质。2、大分子种类、大分子种类 如淀粉、蛋白质如淀粉、蛋白质 、纤维素、核酸、各种生物、纤维素、核酸、各种生物大分子等。大分子等。 如合成橡胶、合成树脂、合成纤维、合成的如合成橡胶、合成树脂、合成纤维、合成的特定高分子材料等。特定高分子材料等。天然大分子：天然大分子：人工合成大分子：人工合成大分子： 【由于大分子的分子量大，单个分子大小就可以达由于大分子的分子量大，单个分子

50、大小就可以达到胶体颗粒大小的范围，因此表现出一些到胶体颗粒大小的范围，因此表现出一些溶胶溶胶性质，性质，如扩散慢、不能透过半透膜、有丁铎尔效应如扩散慢、不能透过半透膜、有丁铎尔效应】 3、大分子溶液、大分子溶液大分子溶于水或其它溶剂所得到的溶液。大分子溶于水或其它溶剂所得到的溶液。 (1) 溶胶是多相体系溶胶是多相体系，分散质和分散剂之间有，分散质和分散剂之间有界面。界面。大分子溶液是均相体系大分子溶液是均相体系，无界面。，无界面。 (2) 大分子溶液比溶胶稳定得多。大分子溶液比溶胶稳定得多。 (3) 大分子的溶解是可逆的；溶胶的凝聚不可逆。大分子的溶解是可逆的；溶胶的凝聚不可逆。溶胶和大分子