无机化学11物质的聚集状态课件.ppt

1、第一章：物质的聚集状态第一章：物质的聚集状态（solution and colloid）1.1 分散系分散系1.2 溶液浓度的表示方法溶液浓度的表示方法1.3 稀溶液的通性稀溶液的通性 1.4 胶体溶液胶体溶液1.5 高分子溶液和乳液高分子溶液和乳液 1了解分散系的分类及主要特征；了解分散系的分类及主要特征；2掌握稀溶液的通性及应用；掌握稀溶液的通性及应用；3熟悉胶体的基本概念、结构及其性质熟悉胶体的基本概念、结构及其性质4了解高分子溶液、表面活性物质、乳浊液的基了解高分子溶液、表面活性物质、乳浊液的基 本概念本概念本章教学要求本章教学要求分散质分散质(相）相）：被分散的物质分散剂（介质）分散

2、剂（介质）：容纳分散质的物质1.分散系分散系：一种或者几种物质分散在另一种物 质中所形成的系统。1.1 分散系分散系分散质和分散剂可以是固体、液体、气体固体、液体、气体。2.溶液溶液:是一种或几种物质分散到另一种物质里，形成的均 一的、稳定的混合物。其中，溶质相当于分散质，溶剂相当于分散剂。在生活中常见的溶液有蔗糖溶液、碘酒、澄清石灰水、稀盐酸、盐水、空气等。分散质分散质分散剂分散剂气态气态液态液态固态固态固态固态液态液态气态气态空气空气泡沫、汽水泡沫、汽水泡沫塑料、面包泡沫塑料、面包云、雾云、雾牛奶、酒精的水溶液牛奶、酒精的水溶液珍珠（包藏水的碳酸钙）珍珠（包藏水的碳酸钙）烟、灰尘烟、灰尘泥

3、水泥水合金、有色玻璃合金、有色玻璃如果按分散质粒子的大小来分类，可以把分散系分为：如果按分散质粒子的大小来分类，可以把分散系分为：溶液溶液:溶质粒子直径通常溶质粒子直径通常浊液浊液:溶质粒子直径通常溶质粒子直径通常胶体胶体:溶质粒子直径溶质粒子直径 从稳定性角度从稳定性角度:溶液溶液 浊液浊液 -,胶体胶体 溶液（低分子或离子分散系）、胶体、浊液（粗分散系）溶液（低分子或离子分散系）、胶体、浊液（粗分散系）小于小于1nm（1nm=10-9米）米）大于大于100nm介于介于1100nm之间之间最稳定、均一的最稳定、均一的最不稳定、不均一的介于二者之间介于二者之间.理想气体分子之间没有相互吸引和排

4、斥，分子本身的体积相对于气体所占有体积完全可以忽略。在STP下，p=101.325kPa,T=273.15Kn=1.0 mol时,Vm=22.414L=22.41410-3m3R-摩尔气体常量RTpMRTMmpV理想气体状态方程式应用范围：理想气体状态方程式应用范围：温度较高，压力较低的实际气体。温度较高，压力较低的实际气体。1.计算计算p，V，T，n四个物理量之一。四个物理量之一。M=Mr gmol-1pVmRTMRTMmpVnRTpVMmnpVmRTM =m/VpRTMRTpM =例:为了行车的安全，可在汽车中装备上空气袋，防止碰撞时司机受到伤害。这种空气袋是用氮气充胀起来的，所用的氮气是

5、由叠氮化钠与三氧化二铁在火花的引发下反应生成的。总反应是：6NaN3+Fe2O3(s)3Na2O(s)+2Fe(s)+9N2(g)例1：在25。99.73kPa下，要产生75.0L的N2，计算需要叠氮化钠的质量。解：6NaN3+Fe2O3(s)3Na2O(s)+2Fe(s)+9N2(g)6mol 9molm(NaN3)=390.06g V(N2)=223.6L Mr(NaN3)=65.01,P=99.73kPa，T=298Km(NaN3)=？V(N2)=75.0Lm(NaN3)=131gL6223L075g06390.1 分压定律分压定律2 分压定律的应用分压定律的应用组分气体：理想气体混合物

6、中每一种气体叫做组分气体。分压：组分气体B在相同温度下占有与混合气体相同相同温度下占有与混合气体相同体积时所产生的压力体积时所产生的压力，叫做组分气体B的分压。VRTnpBB 混合气体的总压等于混合气体中各组分气体分压之和。p=p1+p2+或 p=pB VnRTp,2211VRTnpVRTnpVRTnnVRTnVRTnp2121 n=n1+n2+x B B的摩尔分数VRTnpBBpxpnnpxnnppBBBBBBVnRTp pxpnnxiiii 混合气体中某组分气体的压力，等于总压乘以该混合气体中某组分气体的压力，等于总压乘以该组分的摩尔分数。组分的摩尔分数。溶液中溶质溶液中溶质B B的物质的

7、量（的物质的量（nB）除以溶液的体积）除以溶液的体积（V），称为），称为物质物质B B的的物质的量浓度物质的量浓度（amount-of-substance concentration），），简称简称浓度浓度(concentration），用符号，用符号cB 或或 B 表示，表示，cB=nB/V(2-1)1.3 溶液浓度的表示方法溶液浓度的表示方法1.3.1 物质的量浓度物质的量浓度v溶液中离子的溶液中离子的初始浓度初始浓度常用常用cB表示表示v溶液中离子的溶液中离子的平衡浓度平衡浓度常用常用BB表示。表示。化学和医学上常用化学和医学上常用molL-1、mmolL-1或或 molL-1等等单位表

8、示。单位表示。物质的量物质的量nB与物质的质量与物质的质量mB、物质的摩、物质的摩尔质量尔质量MB之间的关系。之间的关系。nB=mB/MB （2-22-2）化学和医学上常用gL-1、mgL-1或gL-1等单位表示。注意质量浓度注意质量浓度B和密度和密度的区别的区别 举例 溶液中溶质B的质量（mB）除以溶液的体积（V），称为物质B的质量浓度(mass concentartion)，用符号B或(B)表示，即：B mB/V（2-3）1.3.2 质量浓度质量浓度 溶液中溶质B的物质的量（nB）除以溶剂的质量（mA），称为物质B的质量摩尔浓度(molality)，用符号bB或mB表示，单位为molmol

9、kgkg-1。即：bB nB/mA(2-4)例1 将1.38g甘油溶于100ml水中，已知M(C3H8O3)=92.0gmol-1，计算该溶液的质量摩尔浓度。解：根据式（2-4）得：)kgmol(150.0100.00.9238.1)OHC()OHC(1-A383383mnb1 1.3.3 质量质量摩尔摩尔浓度浓度 物质B的摩尔分数是指物质B的物质的量与混合物总的物质的量之比。用符号xB表示，即：xB nB/n总 (25)1.3.4 摩尔分数摩尔分数1.2.5 物质的质量分数物质的质量分数 物质B的质量分数是指物质B的质量与混合物质量之比。用符号wB表示，即：wB mB/m总 (26)蒸气压蒸

10、气压指的是在液体（或者固体）的表面存在着该物质的指的是在液体（或者固体）的表面存在着该物质的蒸气，这些蒸气对液体表面产生的压强就是该液体的蒸气压。蒸气，这些蒸气对液体表面产生的压强就是该液体的蒸气压。比如，水的表面就有水蒸气压，当比如，水的表面就有水蒸气压，当水的蒸气压达到水面上的气水的蒸气压达到水面上的气体总压的时候，水就沸腾体总压的时候，水就沸腾。蒸气压随温度变化而变化，。蒸气压随温度变化而变化，温度越温度越高，蒸气压越大，高，蒸气压越大，当然还和液体种类有关。但是，当温度一定当然还和液体种类有关。但是，当温度一定时，气相压力最终将稳定在一个固定的数值上，这是由于水的时，气相压力最终将稳定

11、在一个固定的数值上，这是由于水的气化速度等于水蒸气的冷凝速度，液体量才没有减少，气体量气化速度等于水蒸气的冷凝速度，液体量才没有减少，气体量也没有增加，液体和气体达到平衡状态，即达到了相平衡。这也没有增加，液体和气体达到平衡状态，即达到了相平衡。这时的气相压力称为该液体在该温度下的时的气相压力称为该液体在该温度下的饱和蒸气压力饱和蒸气压力。饱和蒸饱和蒸气压是物质的一个重要性质，它的大小取决于物质的本性和温气压是物质的一个重要性质，它的大小取决于物质的本性和温度。度。饱和蒸气压越大，表示该物质越容易挥发。饱和蒸气压越大，表示该物质越容易挥发。1.4 稀溶液的通性稀溶液的通性(依数性依数性)通性：

12、这类性质只与溶液的浓度有关，与溶质的本性无关。通性：这类性质只与溶液的浓度有关，与溶质的本性无关。纯水的蒸气压纯水的蒸气压溶液的蒸气压溶液的蒸气压1.4.1 溶液的蒸气压溶液的蒸气压BBxpp*p为溶液的蒸气压为纯溶剂的蒸气压*BpBx为溶剂的摩尔分数难挥发、非电解质、稀溶液难挥发、非电解质、稀溶液BBxpp*ABxx1)1(*ABxppABBxpppp*拉乌尔定律：蒸气压下降与溶质的摩尔分数成正比。沸点：蒸气压等于外界压力时的温度沸点：蒸气压等于外界压力时的温度1.4.2 溶液的沸点溶液的沸点凝固点：一定压力下，物质液凝固点：一定压力下，物质液-固相达到平衡时温度。固相达到平衡时温度。1.4

13、.3 溶液的凝固点溶液的凝固点MKb、Kf的大小只取决于溶剂的本性的大小只取决于溶剂的本性而与溶质的本性无关。而与溶质的本性无关。M可以用来计算溶质的相对分子量可以用来计算溶质的相对分子量bKTbbbKTff例：有一质量分数为1的水溶液，测得其凝固点为273.05 K，计算溶质的相对分子量。从水溶液析出的固体也是纯冰，而不是从水溶液析出的固体也是纯冰，而不是“凝固的溶液凝固的溶液”。在这里，固相与气相之间的平衡依然是冰与水蒸气之间的。在这里，固相与气相之间的平衡依然是冰与水蒸气之间的平衡平衡渗透渗透:溶剂分子通过半透膜自动扩散的过程。溶剂分子通过半透膜自动扩散的过程。1.4.4 渗透压渗透压渗

14、透压渗透压:为了在半透膜两边维持渗透平衡而需要施加为了在半透膜两边维持渗透平衡而需要施加的压力。的压力。IIV=nRTII=cRT 海水脱盐的原理与渗透作用密切相关。如果在上图海水脱盐的原理与渗透作用密切相关。如果在上图U形管形管右臂的溶液是海水，而且在其上方施加的压力大于渗透压右臂的溶液是海水，而且在其上方施加的压力大于渗透压,则则可导致可导致H2O分子发生自右至左的净迁移，即发生反向渗透分子发生自右至左的净迁移，即发生反向渗透(reverse osmosis)。反向渗透原理不但可用在紧急状态下为海。反向渗透原理不但可用在紧急状态下为海员提供饮用水，甚至可用于居民的正常供水。反向渗透还可员提

15、供饮用水，甚至可用于居民的正常供水。反向渗透还可用于净化工业污水和生活污水，在排放前脱除溶解于其中的用于净化工业污水和生活污水，在排放前脱除溶解于其中的物质。物质。海水脱盐水泵海水脱盐水泵P221，5，6，8.3.4 溶液的溶液的依数性应用依数性应用 1.测定分子的摩尔质量测定分子的摩尔质量 上述四种依数性按理都可上述四种依数性按理都可以用于物质摩尔质量的测定，以用于物质摩尔质量的测定，但由于测定蒸气压和渗透压的但由于测定蒸气压和渗透压的技术比较困难，所以常用沸点技术比较困难，所以常用沸点升高和凝固点下降这两种依数升高和凝固点下降这两种依数性来测定溶质的摩尔质量，只性来测定溶质的摩尔质量，只是

16、对于摩尔质量特别大的物质是对于摩尔质量特别大的物质如血色素等生物大分子才采用如血色素等生物大分子才采用渗透压法。渗透压法。血红蛋白是一种能载氧血红蛋白是一种能载氧的含铁蛋白质，它是数的含铁蛋白质，它是数种载体蛋白质（或称血种载体蛋白质（或称血色素）中的一种。色素）中的一种。Question 4Solution 把把1.09 g葡萄糖溶于葡萄糖溶于20 g水中所得水中所得溶液在溶液在101325 Pa下沸点升高了下沸点升高了0.156 K，求葡萄糖的摩尔质量求葡萄糖的摩尔质量M。0.512-1bm ol kgKK查水的查水的依公式依公式 Tb=Kb b11.09g0.1560.512201000

17、m olkgkgMKK则则1.09 0.5120.02 0.156-1g m olM故故 M=179 gmol-1(计算值为计算值为180 gmol-1)Question 6Solution 1dm3 溶液中含溶液中含5.0 g马的血红马的血红素，在素，在298 K时测得溶液的渗透压时测得溶液的渗透压为为1.82102Pa，求马的血红素的求马的血红素的摩尔质量。摩尔质量。cRT依公式依公式212131.82 108.3142987.3 103-PaPa mm olm olmcRTK因此，马的血红素的摩尔质量为：因此，马的血红素的摩尔质量为：/BBnmMcVV341535.0/6.85 107.

18、3 10Bg dmg m olm ol dmmVMc2.制作防冻剂和冷冻剂制作防冻剂和冷冻剂 溶液的凝固点下降溶液的凝固点下降原理在实际工作中很有原理在实际工作中很有用处。在严寒的冬天，用处。在严寒的冬天，为防止汽车水箱冻裂，为防止汽车水箱冻裂，常在水箱中加入甘油或常在水箱中加入甘油或乙二醇已降低水的凝固乙二醇已降低水的凝固点，这样可以防止水箱点，这样可以防止水箱中的水因结冰而体积膨中的水因结冰而体积膨大，胀裂水箱。大，胀裂水箱。Question 7Solution 为防止汽车水箱在寒冬季节冻为防止汽车水箱在寒冬季节冻裂，需使水的凝固点下降到裂，需使水的凝固点下降到253K,即即 Tf=20.

19、0K,则在每则在每1000g水中应加水中应加入 甘 油 多 少入 甘 油 多 少 g?(甘 油 的 分 子 式 为甘 油 的 分 子 式 为C3H8O3,M=92 gmol-1)。ffTKb依公式依公式1120.01.8610.75ffkg m olm ol kgTKbKK依据题意，依据题意，1000g水中应加入水中应加入10.75mol甘油，甘油，其质量为：其质量为：10.75mol 92 gmol-1 =989g 在实验室中，我们常用食盐和冰的混合在实验室中，我们常用食盐和冰的混合物作制冷剂，在一定配比时，最低温度可达物作制冷剂，在一定配比时，最低温度可达250.6 K（30 g NaCl

20、+100 g水）。氯化钙和水）。氯化钙和水的混合物最低温度可达水的混合物最低温度可达218 K(42.5 g CaCl2+100 g水水)。其原理也与溶液的凝固点下降有。其原理也与溶液的凝固点下降有关：当食盐和冰放在一起时，冰因吸收环境关：当食盐和冰放在一起时，冰因吸收环境中的热量而稍有融化，表面上必有液态水存中的热量而稍有融化，表面上必有液态水存在，食盐遇水而融于其中，是表面水变成了在，食盐遇水而融于其中，是表面水变成了溶液，降低了凝固点，导致冰的迅速融化，溶液，降低了凝固点，导致冰的迅速融化，在融化过程中因大量吸热而使环境制冷。从在融化过程中因大量吸热而使环境制冷。从理论上讲，冰盐等混合物

21、所能达到的最低温理论上讲，冰盐等混合物所能达到的最低温度是一定的。度是一定的。3.配置等渗输液配置等渗输液 渗透现象在许多生物过程渗透现象在许多生物过程中有着不可缺少的作用。特别中有着不可缺少的作用。特别是人体静脉输液所用的营养液是人体静脉输液所用的营养液（如葡萄糖等）都需经过细心（如葡萄糖等）都需经过细心调节以使它与血液具有同样的调节以使它与血液具有同样的渗透压（约渗透压（约780kPa），），否则血否则血细胞将遭到破坏。细胞将遭到破坏。透析仪用于净化血液，则是依据亚微粒尺寸的血红素大分子无法穿越半透膜的性质。肾脏具有透析血液的功能，以去除代谢过程产生的电解质。如果疾病导致肾脏失去透析功能，

22、则需要在体外使用透析仪。透析过程类似于渗透，使用的半透膜能让溶剂分子、溶质分子或离子穿过，而尺寸大得多的胶态粒子则不能。有些情况下使用电透析法以提高透析效率，在外加电场作用下，作为代谢电解质的离子被吸引到带相反电荷的电极而离开血液。1.5 胶体溶液胶体溶液胶体胶体:溶质粒子直径介于溶质粒子直径介于1100nm之间之间 如果按照分散系的颗粒大小来分，胶体可分为两类：如果按照分散系的颗粒大小来分，胶体可分为两类：一类是一类是溶胶液体溶胶液体，又称溶胶，如，又称溶胶，如Fe(OH)3胶体和胶体和AgI胶体；胶体；另一类是另一类是高分子溶液高分子溶液，如淀粉、蛋白质等高分子溶于水形，如淀粉、蛋白质等高

23、分子溶于水形成的分散系。成的分散系。溶胶溶胶中分散质微粒是由很大数目的小分子聚集成一个中分散质微粒是由很大数目的小分子聚集成一个单独的大颗粒多相集合体系，因此单独的大颗粒多相集合体系，因此是不均一的是不均一的；而；而高分子高分子溶液溶液中的分散质微粒是单个的分子，因此中的分散质微粒是单个的分子，因此是均一的是均一的。定义分散度：单位体积物质粒子经分散后具有的表面积。定义分散度：单位体积物质粒子经分散后具有的表面积。以比表面表示分散度，符号：以比表面表示分散度，符号：s 单位：单位：cm-1 公式公式:S 总表面积；总表面积；V体积体积 溶胶体系的基本特征：溶胶体系的基本特征：高分散度，具有巨大

24、比表面的多相体系高分散度，具有巨大比表面的多相体系1.5.1 分散度和表面吸附分散度和表面吸附 产生巨大表面能产生巨大表面能：存在二种分子：存在二种分子：A 内部分子，受力内部分子，受力均均 衡，合力为零，处于衡，合力为零，处于力场力场 完全饱和状态。完全饱和状态。B表面分子，受力不均衡，（与分子作用力表面分子，受力不均衡，（与分子作用力与溶剂与溶剂分子作用力），合力不为零，净受到一种垂直向内拉的分子作用力），合力不为零，净受到一种垂直向内拉的作用力，表现为表面分子具有自动收缩或自动吸引（吸作用力，表现为表面分子具有自动收缩或自动吸引（吸附）其他分子的剩余力场。胶体化学上将与表面分子剩附）其他

25、分子的剩余力场。胶体化学上将与表面分子剩余力场相应的能量部分称为表面自由能余力场相应的能量部分称为表面自由能简称自由能。简称自由能。结论结论：溶胶是高度分散的多相体系，具有很大的比表：溶胶是高度分散的多相体系，具有很大的比表面积及表面能。面积及表面能。強烈的吸附作用強烈的吸附作用 （1 1）基本概念）基本概念 吸附吸附-一种物质分子（原子、离子）自动集中到一种物质分子（原子、离子）自动集中到另一物质表面的过程称吸附。另一物质表面的过程称吸附。吸附质吸附质-被吸附的物质；被吸附的物质；吸附剂吸附剂-产生吸附的物质。产生吸附的物质。吸附剂表面分子吸附剂表面分子有剩余力场有剩余力场 剩余范德华力剩余

26、范德华力产生物理吸附产生物理吸附 剩余化学键力剩余化学键力产生化学吸附产生化学吸附 吸附剂吸附吸附质后，其表面组成吸附剂吸附吸附质后，其表面组成改变改变，自由能降低，为放热过程自由能降低，为放热过程。产生吸附的原因产生吸附的原因1.5.2 胶团结构胶团结构例如：例如：AgI AgI 溶胶体系：溶胶体系：若液中若液中KIKI过量，过量，AgIAgI胶粒优先吸附胶粒优先吸附 I I-，胶粒表面带，胶粒表面带负电。负电。胶团结构式：胶团结构式：胶团结构示意图：胶团结构示意图：吸附剂：吸附剂：AgI AgI 溶胶粒子（溶胶粒子（S S态）态）若液中若液中AgNO3 过量，过量，AgI AgI 胶粒胶粒

27、优优 先吸附先吸附AgAg+，胶粒表，胶粒表 面带面带正电正电。(成核分子成核分子)mn电位离子电位离子(n-x)反离子反离子 xx反离子反离子-+-+其中：其中：m、n、x可变，可变，nx；当当AgNO3过量过量后，溶液中的离为：后，溶液中的离为：Ag+、NO3-、H+和和OH，则电位离子为：则电位离子为：Ag+，反离子为，反离子为NO3-所以胶团结构为：所以胶团结构为：当当AgNO3过量前，而过量前，而KI过量过量时，溶液中时，溶液中 的离子为：的离子为：I-、K+、H+、OH-，则电位离子为：则电位离子为：I，而反离子为：而反离子为：K+。所以胶团结构为：所以胶团结构为：结构式：结构式：

28、1.5.3 溶胶的性质溶胶的性质1 光学性质光学性质丁铎尔效应丁铎尔效应 作用因素作用因素：溶胶粒子直径小于入射光波长，溶溶胶粒子直径小于入射光波长，溶胶粒子对入射光散射。胶粒子对入射光散射。CuSO4溶液溶液Fe(OH)3胶体胶体丁达尔效应丁达尔效应利用利用丁达尔效应丁达尔效应是区分是区分胶体胶体与与溶液溶液的一种常的一种常用的物理方法。用的物理方法。树林中的丁达尔效应丁达尔效应作用因素：溶胶粒子不作用因素：溶胶粒子不大不小，受溶剂分子撞大不小，受溶剂分子撞击的合力不为零，合力击的合力不为零，合力方向瞬间改变。方向瞬间改变。2 动力学性质动力学性质布朗运动布朗运动 胶体的形成对化学具有重要意

29、义。胶体的形成对化学具有重要意义。例如溶胶例如溶胶-凝胶法凝胶法(sol-gel process)用于制备结构均匀的功能陶瓷材料，以用于制备结构均匀的功能陶瓷材料，以克服其他制备方法容易出现的结构缺陷。又如，由于表面的克服其他制备方法容易出现的结构缺陷。又如，由于表面的强吸附力，胶体被用来富集溶液中的微量元素。强吸附力，胶体被用来富集溶液中的微量元素。陶瓷部件加工过程中，难免产生不易检出的微缝隙和空隙。这种缺陷部位对应力表现敏感,从而导致材料出现裂缝或碎裂。为了增强韧性,科学家先制成大小均匀的微米级粉料,然后通过烧结工艺制成所需要的部件。溶胶溶胶-凝胶法制得的无定形凝胶法制得的无定形SiO2微

30、粒微粒 胶体有时也让化学工作者烦恼，例胶体有时也让化学工作者烦恼，例如用过滤法从固液混合物中分离胶态物如用过滤法从固液混合物中分离胶态物质时，比分离晶态物质困难得多。质时，比分离晶态物质困难得多。1.1.溶胶的稳定性溶胶的稳定性（1）动力学稳定性动力学稳定性：指在重力作用下，溶胶粒子不会从分指在重力作用下，溶胶粒子不会从分散介质中沉降的性质散介质中沉降的性质。作用因素作用因素：溶胶粒子激烈的：溶胶粒子激烈的布朗运动布朗运动。1.5.4 溶胶的稳定性和聚沉溶胶的稳定性和聚沉（2）聚结稳定性：聚结稳定性：由于溶胶是高度分散的多相体系，胶粒有自动聚结由于溶胶是高度分散的多相体系，胶粒有自动聚结的趋势

31、，是一个聚结不稳定体系。但在某种条件下，的趋势，是一个聚结不稳定体系。但在某种条件下，它又具有聚结的稳定性，胶粒并不合并变大。它又具有聚结的稳定性，胶粒并不合并变大。作用因素作用因素：溶胶胶粒表面的：溶胶胶粒表面的双电层结构双电层结构，它使胶粒，它使胶粒在碰撞时不致相互接触，同时双电层有水化离子，好在碰撞时不致相互接触，同时双电层有水化离子，好像胶粒外面包上一层水化膜或像胶粒外面包上一层水化膜或溶剂化膜溶剂化膜，这层膜就起，这层膜就起到阻碍胶粒合并的作用。到阻碍胶粒合并的作用。概念：指在溶胶体系中，溶胶粒子相互合概念：指在溶胶体系中，溶胶粒子相互合 并，并，聚结成大颗粒而沉降的现象。聚结成大颗

32、粒而沉降的现象。2 溶胶的聚沉溶胶的聚沉 不同电解质对负溶胶的聚沉值不同电解质对负溶胶的聚沉值（m.mol.l-1）结论：结论：电解质的聚沉能力主要由与胶粒电荷符号相反的离子价电解质的聚沉能力主要由与胶粒电荷符号相反的离子价数决定，数决定，离子的价数越高，聚能力越大离子的价数越高，聚能力越大。C C、同价离子的聚沉能力随其水化半径增大而减小。、同价离子的聚沉能力随其水化半径增大而减小。离子半径越小，水化程度越大，聚沉能力越小离子半径越小，水化程度越大，聚沉能力越小。Cs+Rb+K+Na+Li+Ba2+Sr2+Ca2+Mg2+大大 r+小小 小小 水化半径水化半径 大大 大大 聚沉能力聚沉能力

33、小小哈迪哈迪-叔彩规则叔彩规则 引起饮用水混浊的主要原因是由于其中的带引起饮用水混浊的主要原因是由于其中的带 负电的硅酸溶胶。负电的硅酸溶胶。澄清原理为：加入明矾，由于水解生成带正电的澄清原理为：加入明矾，由于水解生成带正电的Al(OH)Al(OH)3 3溶胶，它与溶胶，它与AlAl3+3+对带负电的硅酸溶胶起聚沉对带负电的硅酸溶胶起聚沉作用，从而使水澄清。作用，从而使水澄清。1.6 高分子溶液和乳浊液高分子溶液和乳浊液 高分子化合物高分子化合物是指相对分子质量在是指相对分子质量在1000以上的大分子化以上的大分子化合物。在自然界中，存在着大量高分子化合物。随着科学技合物。在自然界中，存在着大

34、量高分子化合物。随着科学技术的发展，人们又合成了大量的高分子化合物。如蛋白质、术的发展，人们又合成了大量的高分子化合物。如蛋白质、核酸、淀粉、纤维等都是高分子化合物。核酸、淀粉、纤维等都是高分子化合物。高分子化合物溶液中，溶质和溶剂有较强的亲和力，两高分子化合物溶液中，溶质和溶剂有较强的亲和力，两者之间有没有界面存在，属均相分散系。由于在高分子溶液者之间有没有界面存在，属均相分散系。由于在高分子溶液中，分散质粒子已进入胶体范围（中，分散质粒子已进入胶体范围（1-100nm），因此，高分），因此，高分子化合物溶液也被列入胶体体系。子化合物溶液也被列入胶体体系。它具有胶体体系的某些性它具有胶体体系

35、的某些性质，如扩散速度小，分散质粒子不能透过半透膜等，但同时质，如扩散速度小，分散质粒子不能透过半透膜等，但同时也具有自己的特征。也具有自己的特征。1.高分子溶液的特性高分子溶液的特性 高分子化合物高分子化合物(纤维素、蛋白质、橡胶以及许多合成纤维素、蛋白质、橡胶以及许多合成高聚物）在适当的溶剂中溶解虽可形成真溶液，但它们高聚物）在适当的溶剂中溶解虽可形成真溶液，但它们的分子量很大，因此的分子量很大，因此表现出的许多性质（如溶液的依数表现出的许多性质（如溶液的依数性、黏度、电导等）与低分子真溶液有所不同性、黏度、电导等）与低分子真溶液有所不同，而在某，而在某些方面（如分子大小）却有些方面（如分

36、子大小）却有类似于溶胶的性质类似于溶胶的性质，所以在，所以在历史上高分子溶液一直被纳入胶体化学进行讨论。历史上高分子溶液一直被纳入胶体化学进行讨论。30多多年来，由于科学迅速地发展，它实际上已成为一个新的年来，由于科学迅速地发展，它实际上已成为一个新的科学分支科学分支高分子物理化学。高分子物理化学。比较项比较项目目高分子溶液高分子溶液胶体分散体系胶体分散体系是否真是否真溶液溶液是是否否热力学热力学状态状态热力学稳定态热力学稳定态热力学不稳定（多相非平热力学不稳定（多相非平衡体系）衡体系）是否可是否可逆逆溶解和沉淀互为可逆过程溶解和沉淀互为可逆过程不可逆不可逆热力学热力学描述描述服从相率，可用函

37、数描述服从相率，可用函数描述不能用热力学方法研究不能用热力学方法研究自然界发生的诸多现象与胶体的形成和凝聚过程有关自然界发生的诸多现象与胶体的形成和凝聚过程有关 悬浮在江河水中的粗粒泥沙在入海口因水流速度下降而下沉，但胶态微粒的下沉则有赖于与海水混合后强电介质引发的聚沉效应。通过加入大量电解质使高分子化合物聚沉的作通过加入大量电解质使高分子化合物聚沉的作用称为用称为盐析盐析。胶体分散系中的分散质从分散剂中分离出来的胶体分散系中的分散质从分散剂中分离出来的过程称为溶胶过程称为溶胶聚沉聚沉。2.高分子溶液的盐析和保护作用高分子溶液的盐析和保护作用 盐析盐析区别区别:盐析盐析除中和高分子化合物所带的

38、电荷外，更重要的是破坏其水化膜，需加大量电解质需加大量电解质；溶胶聚沉溶胶聚沉只需加少量的电解质少量的电解质。凝聚是胶体的性质，胶体的凝聚过程就是胶粒聚集成较大颗粒的过程。由于胶体的分散质都难溶于水，因此，再采用一般的溶解方法用水来溶解胶体的凝聚物是不可能的，也就是说，胶胶体的凝聚是不可逆的体的凝聚是不可逆的。盐析实际上就是加入电解质使分散质溶解度减小而使其析出的过程。盐析不是溶胶的性质，它是高分子溶液或普通溶液的性质，能发生盐析的分散质都是易溶的，如淀粉溶液、蛋白质溶液、肥皂的甘油溶液，由于分散质都是易溶的，所以盐析是可逆的盐析是可逆的。高分子化合物溶液的保护作用高分子化合物溶液的保护作用

39、在溶胶中加入适量高分子化合物溶液，可以显著的增在溶胶中加入适量高分子化合物溶液，可以显著的增加溶胶的稳定性，这种现象叫加溶胶的稳定性，这种现象叫保护作用保护作用。在制备银溶胶的。在制备银溶胶的过程中，加入蛋白质所得的胶体银（称为蛋白银），较普过程中，加入蛋白质所得的胶体银（称为蛋白银），较普通银溶胶稳定。将所得蛋白银蒸干后能重新溶于水。蛋白通银溶胶稳定。将所得蛋白银蒸干后能重新溶于水。蛋白银比普通银溶胶浓度更高，银粒更细，它含胶体银银比普通银溶胶浓度更高，银粒更细，它含胶体银8.5%-20%,是极强的防腐剂。当保护蛋白质减少时，这些微溶性是极强的防腐剂。当保护蛋白质减少时，这些微溶性盐就要沉淀

40、，因而形成结石。盐就要沉淀，因而形成结石。作用原理：作用原理：1.可以使原来憎液胶粒变成亲液胶粒，从而提高胶粒的溶可以使原来憎液胶粒变成亲液胶粒，从而提高胶粒的溶解度。解度。2.可以在胶粒表面形成一个高分子保护膜，以增强溶胶的可以在胶粒表面形成一个高分子保护膜，以增强溶胶的抗电解质的能力。抗电解质的能力。表面活性剂是由表面活性剂是由疏水基团和亲水基团疏水基团和亲水基团组成的化合物。组成的化合物。其分子的一端有一个较长的其分子的一端有一个较长的非极性烃链非极性烃链，不溶于水，但能，不溶于水，但能溶于油类，称为亲油基或疏水基。另一端是一个较短的溶于油类，称为亲油基或疏水基。另一端是一个较短的极极性

41、基团性基团，能溶于水但不能溶于油，称为亲水基或疏油基。，能溶于水但不能溶于油，称为亲水基或疏油基。这二个基团不仅具有防止油水两相互相排斥的功能。它能这二个基团不仅具有防止油水两相互相排斥的功能。它能被吸附于界面之间而呈特有的界面活性，并在浓度极低的被吸附于界面之间而呈特有的界面活性，并在浓度极低的条件下，能显著改变界面物质的性质。条件下，能显著改变界面物质的性质。表面活性剂主要能表面活性剂主要能显著降低液体的表面张力，显著降低液体的表面张力，在湿处理方面具有溶解、润湿、在湿处理方面具有溶解、润湿、渗透、扩散、乳化、匀染、净洗等作用，在印染工业中是渗透、扩散、乳化、匀染、净洗等作用，在印染工业中

42、是非常重要的一类助剂，同时还广泛应用于化妆、洗涤等日非常重要的一类助剂，同时还广泛应用于化妆、洗涤等日常生活的各个方面。常生活的各个方面。1.5.2 表面活性剂表面活性剂1.6.3 乳浊液乳浊液 乳浊液乳浊液是分散质和分散剂均为液体的粗分散系。是分散质和分散剂均为液体的粗分散系。乳浊液是由两种不相混的液体经强烈振荡或者在乳化乳浊液是由两种不相混的液体经强烈振荡或者在乳化剂的作用下形成的。剂的作用下形成的。乳浊液中小液滴（分散质）的直径一般在乳浊液中小液滴（分散质）的直径一般在10-7m 10-5m之间。乳浊液较之间。乳浊液较不稳定不稳定，容易发生分层现象，而加入，容易发生分层现象，而加入乳乳化

43、剂化剂，则可增加其稳定性。，则可增加其稳定性。乳化剂乳化剂是一种表面活性剂，它的分子结构中既有亲水是一种表面活性剂，它的分子结构中既有亲水基团，同时又有亲油基团。基团，同时又有亲油基团。乳化剂是一种两性分子乳化剂是一种两性分子。具有。具有既亲水又亲油的双重性质。当把油和水放在一起并加入乳既亲水又亲油的双重性质。当把油和水放在一起并加入乳化剂时，经过搅拌形成的溶液在较长时间中也不会分层。化剂时，经过搅拌形成的溶液在较长时间中也不会分层。我们把这个过程就称为我们把这个过程就称为乳化乳化。由此形成的均匀而又稳定的。由此形成的均匀而又稳定的溶液称为乳化液。能使两种互不相溶的液体均匀地混合成溶液称为乳化

44、液。能使两种互不相溶的液体均匀地混合成乳化液的物质叫做乳化剂。如食物中的乳化液的物质叫做乳化剂。如食物中的卵磷脂、脑磷脂卵磷脂、脑磷脂、某些高分子物质，以及日常生活中的某些高分子物质，以及日常生活中的肥皂、洗衣粉肥皂、洗衣粉均可用均可用作乳化剂。作乳化剂。油和水经乳化剂作用形成的乳化液可以分为两种类油和水经乳化剂作用形成的乳化液可以分为两种类型：一种是油分散在水中，称为水包油型乳化液，型：一种是油分散在水中，称为水包油型乳化液，用油用油/水表示，要选择亲水性乳化液水表示，要选择亲水性乳化液；另一种是水分散在油中，；另一种是水分散在油中，称为油包水型乳化液，称为油包水型乳化液，用水用水/油表示，油表示，要选择亲油性乳化液要选择亲油性乳化液。例如，我们常见的如汤、牛奶、色拉奶油，都是属于水例如，我们常见的如汤、牛奶、色拉奶油，都是属于水包油型的乳化液：而人造奶油、蛋黄酱则属于油包水型包油型的乳化液：而人造奶油、蛋黄酱则属于油包水型的乳化液。的乳化液。作业：作业：P2210，18，