粗粒分散系 粗粒子 (乳状液、 悬浮液)
11.1 乳状液
乳状液（emulsion）是一种液体的液滴分散在另一种 不相溶的液体中所形成的粗分散体系。 11.1.1 表面张力
单位表面上的表面分 子比相同数量的内部分子 多出的部分能量，称为比 表面能，单位J/m2 ； 物理学也称表面张力， 单位N/m；符号 。
胶体按稳定性分类： •憎液溶胶（简称：溶胶，如Fe(OH)3溶胶） •亲液溶胶（又称：大分子化合物溶液、
分子溶胶，如明胶等）
表11-1 分散系按分散相离子大小不同的分类
分散相 分散系统类 分散相 粒子直 型 粒子的 径/nm 组成
<1nm 真溶液 低分子 或离子
一般性质
实例
均相；热力学稳定系统；分散 相粒子扩散快、能透过滤纸和 半透膜；形成真溶液
亲脂性端
亲水性端
简图
图11-2 表面活性物质示意图
11.1.3 乳状液
能使乳浊液稳定的的表面活性物质称为乳化剂， 乳化剂所起的作用称为乳化作用。
水包油型乳状液
油包水型乳状液
图11-3是两种乳状液的示意图
11.2、溶 胶 的 性 质
溶胶的基本特性：
1. 高度分散性：
粒子的大小在10 9 ~ 10 7m 之间，因而扩散较慢，不能透过 半透膜，渗透压低但有较强的动力稳定性和乳光现象。 2. 不均匀（多相性）： 胶粒与介质之间存在明显的物理分界面，所以溶胶是一种
2）分散相粒子 入射光波长（r ） 主要发生光的散射； 散射：光波绕过粒子向各方向传播——产生乳光（散射 光）。 — 这属于溶胶体系。 大分子横截面直径很小，主要发生透射，散射光微弱，无丁 达尔现象 3）分散相粒子 入射光波长 （ r ） 主要发生光的透射，散射很微弱。 — 这属于真溶液或纯 液体体系。
氯化钠，氢氧 化钠，葡萄糖 等水溶液
1~100n 溶胶 m 胶 体 分 散 系 高分子 溶液 >100n m
胶粒 非均相；热力学不稳定系统； 氢氧化铁、硫 （分子、 分散相粒子扩散慢、能透过滤 化砷、碘化银 离子、 纸，不能透过半透膜 及金、银、硫 等单质溶胶 原子的 聚集体） 高分子 均相；热力学稳定系统；分散 相粒子扩散慢、能透过滤纸， 不能透过半透膜；形成溶液 非均相；热力学不稳定系统； 分散相粒子不能透过滤纸和半 透膜 蛋白质、核酸 等水溶液，橡 胶的苯溶液 乳汁、泥浆等
Tyndall现象 是判别溶胶与其它分散系的最简便方法。
2. 溶胶的动力学性质

胶粒的不规则运动导致：扩散、渗透压、外力场中
的定向运动等动力性质。
（1）布朗运动
※1827年，英国植物学家Brown发现，在显微镜下能观察到悬 浮在液面（水）上的花粉末不断地作不规则的运动。 ※后来人们发现溶胶也具有这种无规则运动。 ※实验证明：粒子越小，温度越高，介质黏度越小，布朗运动 越剧烈；
分子在表面和内部受力情况
从量纲上来看：N· m/m2= N/m(牛顿／米),所以比表面 能在数值上等于表面张力，但二者的物理意义不同 。 表面张力理解为作用于液体表面每单位长度上的力。液体收 缩表面的倾向常以表面张力来量度。
系统表面自由能和表面积 的关系可表示为 ：
dG表 dA
式中:
气 液
• 通电后，粘土粒子朝正极方向运动。其他实
3 溶胶的电学性质
电 泳：在外加 电场 下， 胶体粒子在分散介 质 中 定向移 动 的 现 象叫 电 泳。
（2）扩散
※当溶胶存在浓度差时，胶粒自发地由浓度大的区域
向浓度小的区域迁移，这种过程称为扩散
高浓度
扩散
低浓度
※ 在生物体内，扩散是物质的输送或物质的分子、离
子透过细胞膜的一种动力。
水泵最高能将水送到10.33米的相对高度， 而扩散可以将水送到 40 米或更高处。
（3）沉降
溶胶是高度分散体系，胶
粒一方面受到重力吸引而下降，
把一种或几种物 质分散在另一种物质 中就构成分散体系。 其中，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)。例源自：云，牛奶，珍珠分散体系分类
•小分子(离子)分散系 分散系 •胶体分散系 按分散相粒子的大小分为： •粗分散系 •液溶胶 胶体分散系 按分散相和介质的聚集状态分类： •固溶胶 •气溶胶
另一方面由于布朗运动促使浓 度趋于均一。 当这两种效应相反的力相 等时，粒子的分布达到平衡，
粒子的浓度随高度不同有一定
的梯度，如图所示。 这种平衡称为沉降平衡。
一、电动现象 溶胶粒子的运动与电性能之间的关系。 1．电动现象的发现：电泳

1803年，俄国的 Peǔcc 实验 (如图)：
验也证明一些悬浮粒子也有这种在电场中作 定向运动的现象。
超微不均匀相（尽管用肉眼看是均匀的）；
3. 聚结不稳定性：
界面能大，胶粒处于不稳定状态，有相互聚结成较大颗粒而
聚沉的趋势。
11.2.1 溶胶的性质（由基本特性引起的）
1、溶胶的光学性质 2、溶胶的动力学性质 3、溶胶的电学性质
一、溶胶的光学性质
溶胶具有丰富多彩的光学性质，这与其对光的
散射和吸收有关。也是溶胶的高度分散性及多 相不均匀性特点的反映。
←→ ↑ ↓ ← → ↓
表面
G表 为系统的表面自由能，A为系统的表面积，

为表面张力。
要降低表面能，可通过两种途径：一是缩小物体的表面积； 二是降低表面张力或是两者都减小。
11.1.2 表面活性剂
向水中加入表面张力比水小的物质，该物质在表 面层的浓度大于在溶液内部的浓度，这种吸附叫做正 吸附。 能产生正吸附的物质称为表面活性剂（surfactant, surface active agent）。表面活性剂能显著降低水 表面张力。 表面活性剂的结构特点是：
本节着重讨论胶体的光散射，可以得到质点的
分子量、体积大小等信息。光散射方法已成为 研究胶体与大分子溶液的有力工具。
1. 溶胶的光学性质
1869 年，Tyndall 发现： 令一束会聚光通过溶胶，则从侧面可以看到一个乳
光柱（即明显的光的路径），这就是 Tyndall 效应；
当光线射入分散体系时，有三种情况： 1）分散相粒子 > 入射光波长（r ） 主要发生光的反射，体系呈现混浊（不同于乳光柱，柔和 的发光体） — 这属于粗分散体系。