1 2
x
是在观察时间t内粒子沿x轴方向的平均位移；
r 为胶粒的半径；
L 为 Avogadro 常量
为介质的黏度；
这个公式把粒子的位移与粒子的大小、介质 黏度、温度以及观察时间等联系起来。
10.2.1 动力性质
2. 扩散与渗透压
Einstein 对球形粒子导出了胶粒在时间t内,平 均位移与扩散系数D之间的定量关系
10.2.1 动力性质
Einstein认为，溶胶粒子的Brown运动与分子运
动类似，平均动能为 3 kT 。
2
并假设粒子是球形的 运用分子运动论的一些基本概念和公式，得 到Brown运动的公式为
RT t x L 3 r
1
2
10.2.1 动力性质
RT t x L 3 r
2. 按分散介质的物态分类
（1）液溶胶
将液体作为分散介质所形成的溶胶。当
分散相为不同状态时，则形成不同的液溶胶 A. 液-气溶胶 B. 液-液溶胶 C. 液-固溶胶 如泡沫 如牛奶，石油原油等 如油漆，AgI溶胶等
2. 按分散介质的物态分类
（2） 固溶胶 将固体作为分散介质所形成的溶胶。当分 散相为不同状态时，则形成不同的固溶胶 A. 固-气溶胶 B. 固-液溶胶 泡沫塑料，沸石分子筛 珍珠，某些宝石
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第10章 胶体分散系统
2017/3/26
1、把人工培育的珍珠长期收藏在干燥箱内，为什么会失去原有的光泽? 能否再恢复? 2、为什么晴天的天空呈蓝色？为什么日出、日落时的彩霞特别鲜艳？ 3、为什么表示危险的信号灯用红色？为什么车辆在雾天行驶时，装在车 尾的雾灯一般采用黄色？
4、为什么明矾能使浑浊的水很快澄清？
一旦将介质蒸发，再加入介质就无法再形成溶 胶，是 一个不可逆系统，如氢氧化铁溶胶、碘化 银溶胶等。 这是胶体分散系统中主要研究的内容。
3. 按胶体分散系统的性质分类
（1）憎液溶胶 形成憎液溶胶的必要条件是： （A）分散相的溶解度要小。
（B）还必须有稳定剂存在，否则胶粒容易 聚结，而发生聚沉现象。
(2) 憎液溶胶的特性
10.1.3 胶团的结构
AgNO3 (aq) KI(aq) KNO3 (aq) AgI(溶胶)
过量的 AgNO3 作稳定剂
胶团的结构表达式： [(AgI)m n Ag+ (n-x)NO3–]x+ x NO3– 胶核 胶粒(带正电) 胶团(电中性) 胶核 胶粒 胶团
胶团的图示式：
10.1.4 溶胶的净化
3. 按胶体分散系统的性质分类
（3）缔合胶体
由表面活性物质缔合形成胶束，分散在介质中，
胶束半径已落在胶体粒子范围内。
或由缔合表面活性物质保护的一种微小液滴，
均匀地分散在另一种液体介质中，形成半径落在胶
体粒子范围内的微乳状液。
10.1.2 憎液溶胶的制备
制备溶胶必须使分散相粒子的大小落在胶体分 散系统的范围之内，并加入适当的稳定剂。制备方
（a）特有的分散程度 粒子的大小在10-9—10-7 m之间，因而扩散较慢，不 能透过半透膜。 （b）多相不均匀性
具有纳米级的粒子是由许多离子或分子聚结而成， 结构复杂，与介质之间有明显的相界面，比表面很大。
（c）热力学不稳定性 因为粒子小，比表面大，表面自由能高，是热力 学不稳定体系，有自发降低表面自由能的趋势，即 小粒子会自动聚结成大粒子。
x (2Dt )1 2
这就是Einstein-Brown 位移方程。 因为 代入得
RT t x L 3 r
1 2
RT 1 D L 6 r
10.2.1 动力性质
2. 扩散与渗透压
RT 1 D L 6 r
从 Brown 运动实验，测出平均位移，就可求 出扩散系数D 扩散系数D的物理意义是：在单位时间内、单 位浓度梯度下通过单位截面积的物质的质量。 有了扩散系数，就可以从上式求粒子半径 r。 已知 r 和粒子密度 ， 可以计算粒子的摩尔质量
10.2.2 光学性质
1. Tyndall 效应
光源
CuSO4溶液
Fe(OH)3溶胶
10.2.2 光学性质
2. Rayleigh 散射定律 Rayleigh研究了大量的光散射现象，发现散射光 的强度与多种因素有关，主要因素为：
1. 散射光强度与入射光波长的四次方成反比。入 射光波长越短，散射越显著。所以可见光中，蓝、 紫色光散射作用强。
10.1.4 溶胶的净化
1. 渗析法
简单渗析 将溶胶放在羊皮纸或 动物膀胱等半透膜制成的 容器内，膜外放纯水。 利用浓差，多余的电 解质离子不断向膜外渗透
H 2O H 2O
溶胶
经常更换溶剂，就可以净化半透膜容器内的溶胶。 如将装有溶胶的半透膜容器不断旋转，可以加 快渗析速度。
10.1.4 溶胶的净化
1. 分散系统的分类
2. 憎液溶胶的制备 3. 胶团的结构
4. 溶胶的净化
2017/3/26
10.1 胶体分散系统概述
把一种或几种物质分散在另一种物质中就构成 散系统。 被分散的物质称为分散相（dispersed phase) 另一种物质称为分散介质（dispersing medium) 云： 水分散在空气中 牛奶：乳脂分散在水中 珍珠：水分散在蛋白质中
10.2.2 光学性质
1. Tyndall 效应 1869年，Tyndall发现，若令一束会聚光通过溶胶 从侧面（与光束垂直的方向）可以看到一个 发光的圆锥体，这就是Tyndall效应。 其他分散系统也会产生一点散射光，但远不如 溶胶显著。 Tyndall效应实际上已成为判别溶胶与分子溶 液的最简便的方法。
10.2.1 动力性质
1. Brown运动
通过大量观察，得 出结论：粒子越小，布 朗运动越激烈。
其运动激烈的程度 不随时间而改变，但随 温度的升高而增加。
10.2.1 动力性质
1. Brown运动
1905年Einstein（爱因斯坦)等人才阐述了Brown 运动的本质。 认为Brown运动是分 散介质分子以不同大小 和不同方向的力对胶体 粒子不断撞击而产生的. 由于受到的力不平衡，所以连续以不同方向、 不同速度作不规则运动。
悬浮在液面上的花粉粉末不断地作不规则的运动。 后来又发现许多其它物质如煤、 化石、金属等
的粉末也都有类似的现象。人们称微粒的这种运动
为Brown运动。 但在很长的一段时间里，这种现象的本质没有 得到阐明。
10.2.1 动力性质
1. Brown运动
1903年发明了超显 微镜，为研究布朗运动 提供了物质条件。 用超显微镜可以观察 到溶胶粒子不断地作不规 则“之”字形的运动 从而能够测出在一定时间内粒子的平均位移。
5、用电解质把豆浆点成豆腐，如果有三种电解质，石膏、氯化镁、氯化 钠，哪种电解质的聚沉能力最强？ 6、江河入海口为什么会形成三角洲？
第10章 胶体分散系统
10.1 胶体分散系统概述
10.2 溶胶的动力和光学性质
10.3 溶胶的电学性质 10.4 溶胶的稳定性和聚沉作用
2017/3/26
10.1 胶体分散系统概述
气溶胶
晨雾
烟
白云
3. 按胶体分散系统的性质分类
（1）憎液溶胶
由 AgI(s) ， Au(s) 和 Fe(OH)3 (s) 等难溶物质分散 在液体介质(通常是水)中形成的溶胶。
半径为1 ~100 nm的难溶物固体粒子保持了原有 的性质，分散在液体介质中，有很大的相界面，易 聚沉，是热力学上的不稳定系统。
10.1.3 胶团的结构
现以制备碘化银溶胶为例
AgNO3 (aq) KI(aq) KNO3 (aq) AgI(溶胶)
过量的 KI 作稳定剂
胶团的结构表达式 ： 胶团的图示式： 胶核
[(AgI)m n I – (n-x)K+]x– xK+
胶核 胶粒(带负电) 胶团(电中性)
胶粒 胶团
在制备溶胶的过程中，常生成一些多余的电解 质，如制备 Fe(OH)3溶胶时生成的HCl。
Fe(OH)3 HCl FeOCl 2H2O
少量电解质 FeO 可以作为溶胶的稳定剂
过多的电解质 HCl 的存在会使溶胶不稳定， 容易聚沉，所以必须除去。 净化的方法主要有渗析法和超过滤法。
10.2.2 光学性质
光散射现象 （3）当光束通过分子溶液时，由于溶液十分均匀， 散射光因相互干涉而完全抵消，看不见散射光。 光散射现象的本质 光是一种电磁波，照射溶胶时，分子中的电子 分布发生位移而产生偶极子，这种偶极子像小天线 一样向各个方向发射与入射光频率相同的光，这就 是散射光。 溶胶是多相不均匀系统，在胶粒和介质分子 上产生的散射光不能完全抵消，因而能观察到散 射现象。
3. 按胶体分散系统的性质分类
（2）亲适的溶剂中形成的溶胶。
分散相分子本身的大小已达到胶粒范围，它的扩 散速率小、不能透过半透膜等性质与胶体系统相似。 一旦将溶剂蒸发，大分子化合物凝聚，再加入
溶剂，又可形成溶胶。
亲液溶胶是热力学上稳定、可逆的系统。
2. 分散相与分散介质的折射率相差越显著，则散射 作用也越显著。 3. 散射光强度与单位体积中的粒子数成正比。
10.1 胶体分散系统概述
分类系统通常有三种分类方法：
1. 按分散相粒子的大小分
｛ ｛
•分子分散系统 •胶体分散系统 •粗分散系统 •液溶胶 •固溶胶 •气溶胶 •憎液溶胶 •亲液溶胶 •缔合溶胶
2. 按分散介质的物态分
3. 按胶体分散系统的性质分
｛
1. 按分散相粒子的大小分类
(1) 分子分散系统 分散相与分散介质以分子或离子形式彼此混溶， 没有界面，是均匀的单相，分子半径大小在10-9 m以 下 。通常把这种系统称为真溶液，如CuSO4水溶液。 （2）胶体分散系统 分散相粒子的半径在1~100 nm的系统。目测是均匀 的，但实际是多相不均匀系统。也有的将1 ~ 1000 nm的 粒子归入胶体范畴。 （3）粗分散系统 当分散相粒子大于1000 nm，目测是混浊不均匀系 统，放置后会沉淀或分层，如黄河水。