沉降平衡原理实际应用举例： 化工过滤操作的设计与计算；
河水泥沙的沉降分析； 利用超离心技术测定胶团的摩尔质量或高聚物的摩尔质量：
MB
(1
2RT ln(n1 / n2 )
0 / ) 2 (x22
x12 )
(12-6)
分• 散
缔合胶体（胶束）—
高度分散的、均相的、热力学稳
系
定系统；
统
大分子溶液（亲液胶体） — 高度分散的、均相的、热力
学稳定系统。
粗 乳状液； 分 散 泡沫； 系 统 悬浮液。
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2胶体分散系统及粗分散系统的研究方法
热力学方法 量子力学方法
统计热力学方法 光散射技术
能谱技术
例: 更换溶剂法: 松香乙醇溶液+ 水 松香水溶胶
化学反应法:FeCl3(稀水溶液)+3H2O 煮沸 Fe(OH)2溶胶+3HCl
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2胶体的纯化
常用方法
渗析：利用溶胶质点不能通过半透膜， 而离子或小分子能通过半透膜的性质， 将多余的电解质或小分子化合物等杂 质从溶胶中除去； 超过滤法：超过滤法是用孔径极小而
dt －沉降速度；
9
dt
r－分散相粒子半径；
(12-4)
g－自由落体加速度；
－分散介质的粘度。
B,0－分别为分散相及分散介质的密度；
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胶体的沉降与沉降平衡
沉降平衡—— 分散相粒子本身的重力使粒子沉降； 而介质的粘度及布朗运动引起的扩散作用阻止粒子下沉； 两种作用相当时达到平衡。
图12-1 丁达尔现象 丁达尔现象的实质是溶胶对光的散射作用。
溶胶的光学性质
瑞利(L.W.Rayleigh)公式I Nhomakorabea——
9v2
散射光强度I ；240l
n
2
n22
n
2 0
n22 2n20
1 cos2
I0
l ——观察者与散射中心的距离；
v ——分散相粒子的体积；
(12-1) I0—— 入 射 光 强 度 0 ——入射光波长； n ——体积粒子数；
分散介质 通称
举例
液 泡沫
肥皂及灭火泡沫
液 乳状液 牛奶及含水原油
液 溶 胶 或 悬 银溶胶、油墨、泥浆
浮液
固 固体泡沫 沸石、泡沫玻璃、泡沫金属
固
珍珠
固
加颜料的塑料
气 气溶胶 雾
气 悬浮体 烟、沙尘暴
（4）胶体分散系统和粗分散系统的研究对 象
胶 体
溶胶（憎液胶体） — 高度分散的、多相的、热力学不 稳定系统；
费克(第一)扩散定律
dN
dN DA n
dt
x T
(12-2)
单位时间内通过截面积A扩散的粒子数；
dt
n
x T
定温下，体积粒子数梯度；
D扩散系数。 分散介质中的分散相粒子的扩散遵守费克定律。
胶体系统的动力性质
• 布郎运动（溶胶的运动性质之一）—— 溶胶中的分散 相粒子由于受到来自四面八方的做热运动的分散介质 的撞击而引起的无规则的运动。
实验方法与技术 超显微技术
高速离心技术
电泳散射技术
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12.2胶体的制备与纯化
1.溶胶的制备
小分子溶液 由小变大
质点大小
<0.1nm
凝聚法
溶胶质点大小 1nm ～ 1000nm
由大变小 分散法
粗分散系统 质点大小
>1m
更换溶剂法
化学反应法 研磨法
超声分散法
物理凝聚法
电弧法
可应用沉降平衡原理，计算系统中粒子体积粒子数的高度分 布：
ln
n2 n1
MBg RT
1
B 0
h2
h1
(12-5)
n1,n2－分别为高度h1,h2处的浓度；
B,0－分别为分散相(粒子)及分散介质的体积质量；
M B－粒子的摩尔质量；
g——自由落体加速度。
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胶体的沉降与沉降平衡
① 按分散质的质点大小分类 胶体分散系统 — 分散质的质点大小为1-1000nm(10-9～10-6m)。
粗分散系统 — 分散质的质点大小超过1m(10-6m)。 ② 按分散质（分散相）及分散介质的聚集态分类 表10-1分散系统的分类（按分散相及分散介质的聚集态分类）
分散相 气 液 固
气 液 固 液 固
孔数极多的膜片作为滤膜，利用压差
使溶胶流经过滤器，使杂质透过滤膜
而除掉。
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12.3 溶胶的性质-光学性质
1、溶胶的光学性质
由于溶胶的光学不均匀性，当一束波长大于溶胶分散相
粒子尺寸的入射光照射到溶胶系统，可发生散射现象－
丁达尔现象(见图12-1)。
溶胶
光源 透镜
丁达尔效应
• 溶胶中分散相粒子的扩散作用是由布朗(Brown)运动引 起的。
• 用超显微镜可以观察布朗(Brown)运动。 (见图12-2)。
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胶体系统的动力性质
图9-2 布朗运动(a)
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爱因斯坦提出有关布朗运动的
理论。对球形粒子得到布朗运
动的公式：
分散系统。
• 分散质—被分散的物质； 分散介质—起分散作用的物质。
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（2）分散系统的分类
• ⑵ 分散系统的分类
小分子及大分子溶液；
均相分散系统
电解质（包括胶体电
分散系统
解质 ）溶液。
溶胶；
非均相分散系统 粗分散系统。
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（3）胶体分散系统及粗分散系统的分类
n2,n0——分别为分散相及分散介质的折射率；θ——散射角。 用丁达尔效应可鉴别小分子溶液、大分子溶液、和溶胶。
小分子溶液——无丁达尔效应
大分子溶液——丁达尔效应微弱
溶胶——丁达尔效应显著
胶体系统的动力性质
⑴ 扩散与布朗运动 由于体积粒子数梯度的存在引起的粒子从高体积粒子数区
向低体积粒子数区的定向迁移现象叫扩散。
1/ 2
x
RT t
L3r
<x>——在观察时间t内粒子沿x轴 方向的平均位移；
r——粒子半径； η——介质粘度； L——阿佛加德罗常量。
图10-2 布朗运动(b)
胶体的沉降与沉降平衡
沉降——溶胶中的分散相由于受自身的重力作用而下沉的过程。 分散相在介质中的沉降速度：
dx 2r 2 B 0 g
dx
第十二 章胶体化学
1. 1 胶体分散系统及粗分散系统研究的内容和方法
2.胶体分散系统及粗分散系统的研究方 法
胶体的制备与纯化 溶胶的性质-光学性质 胶体系统的动力性质 溶胶的电动现象
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胶体分散系统及粗分散系统的研究方法（1）
1、胶体分散系统及粗分散系统研究的内容 ⑴ 分散系统的定义 • 一种或几种物质分散在另一种物质中所构成的系统叫