➢ 二、凝胶
在一定条件下，使高分子或溶胶粒子相互聚合连 接的线形或分枝结构相互交联，形成立体空间 网状结构，溶剂小分子充满在网状结构的空隙 中，失去流动性而成为半固体状的凝胶(gel)。
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第五章 胶体和乳状液
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第三节 表面活性剂和乳状液
➢ 一、表面活性剂 （一）表面张力
在恒温恒压下，沿着液体表面作用于单位长度 表面上的该种作用力，称为表面张力(surface tension)，用σ/ N·m-1表示。 一定温度和压力下，多相系统表面张力越大，系 统越不稳定，有自发降低表面张力的趋势。
均一性 稳定性 通透性 扩散速度 粘度 外加电解质离 子的影响
单相系统 稳定系统 不能透过半透膜 慢 大 不敏感，但加入大量电解质离子会脱水合膜 造成盐析
多相系统 亚稳定系统 不能透过半透膜 较慢 小 敏感，加入少量电解质反离子会抵消胶粒电 荷而聚沉
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第五章 胶体和乳状液
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第二节 高分子化合物溶液
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第五章 胶体和乳状液
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第一节 溶胶
➢ 当分散粒子的大小和光的波长接近或略小时， 如溶胶粒径在1~100nm之间，光波被分散粒子 散射，因此可从垂直方向观察到散射光带来自➢ （二）溶胶的动力学性质
溶胶粒子时刻处于无规则的运动状态，因而表 现出扩散、渗透、沉降等与溶胶粒子大小及形 状等属性相关的运动特性，称为动力学性质。
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第五章 胶体和乳状液
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第三节 表面活性剂和乳状液
乳状液的类型有两类，油分散在介质水中形成水 包油型(O/W)乳状液；水分散在油介质中形成 的油包水型(W/O)乳状液(如图5-11)。
图5-11 两种不同类型 乳状液示意图
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第五章 胶体和乳状液
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[(AgI)m·nI-·(n-x)K+]x-·x K+
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第五章 胶体和乳状液
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第一节 溶胶
➢ 除胶核表面的选择性吸附外，胶核表面分子的 解离也可造成胶粒带电。例如
硅酸(SiO2·H2O, 即H2SiO3)溶胶的表面 解离为SiO32－和H+
H2SiO3 HSiO3－
HSiO3－＋H+ SiO32－ ＋H+
第五章 胶体和乳状液
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第三节 表面活性剂和乳状液
➢ （三）胶束 在水中加入少量表面活性剂，即被吸附在水相 表面定向排列成薄膜。但当逐步增大表面活性 剂的浓度，在水相表面膜形成的同时，表面活 性剂逐步相互聚集，把疏水基团靠拢在一起， 形成疏水基团向内、亲水基团伸向水相的缔合 体，称为胶束(micelle)（如图5-10）。
溶液
小分子或离子
均相、稳定系统；分散相粒子扩散 快
NaCl水溶液、乙醇水溶液等
溶胶
胶粒（分子、离子、原子聚 集体）
非均相、亚稳定系统；分散相粒子 扩散较慢
Fe(OH)3 、 As2S3 溶 胶 及 Au 、 S 等 单 质溶胶等
10-9 m ~10-7 m
胶体分 散系
高分子溶 液
高分子
均相、稳定系统；分散相粒子扩散 慢
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第五章 胶体和乳状液
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第一节 溶胶
➢ 1. 布朗运动 因为介质分子不断碰撞这些 粒子，碰撞的合力不断改变 其运动方向和位置，成为无 规则的运动（如图5-2）。
图5-2 布朗运动
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第五章 胶体和乳状液
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第一节 溶胶
➢ 2 扩散和沉降平衡
溶胶是高度分散的多相亚稳定系统。
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第五章 胶体和乳状液
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第一节 溶胶
➢ （三）溶胶的聚沉 胶粒在一定条件下聚集成较大的颗粒而导致沉 淀的现象称为聚沉(coagulation)。 ❖ 不同的电解质，对溶胶的聚沉能力不同 叔尔采-哈迪(Schulze Hardy)经验规则表明，电 荷相同的反离子，聚沉能力几乎相等；而反离 子的电荷越高，聚沉能力也急剧增强。
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第五章 胶体和乳状液
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例题：利用AgNO3溶液和KI溶液制备AgI溶 胶的反应为
AgNO3 + KI → AgI + KNO3
若将24.0 ml 0.0200 mol·L-1的KI溶液和200 ml 0.0500 mol·L-1AgNO3溶液混合，制备AgI溶 胶，写出该溶胶的胶团结构式，并判断其在 电场中的电泳方向。
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第三节 表面活性剂和乳状液
表面活性剂分子结构上的特征都是既含有亲水 的极性基团，如－OH、－COOH、－NH2、 － SH 、 － SO3H 等 ； 又 含 有 疏 水 的 非 极 性 基 团—一些直链的或带侧链的有机烃基。（如图 5-9）
图5-9 表面活性剂的 疏水基团和亲水基团
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第五章 胶体和乳状液
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回溶胶结构 2020/11/回11 溶胶稳定性
第五章 胶体和乳状液
回溶胶的聚沉
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第一节 溶胶
➢ 四、溶胶的相对稳定因素及聚沉 （一）溶胶的相对稳定因素 1. 胶粒带电 2. 溶胶表面的水合膜 3. Brownian运动
（二）高分子化合物溶液对溶胶的保护作用 在溶胶中加入适量高分子化合物溶液，可以显著地增 加溶胶的相对稳定性，这种现象称为高分子化合物溶 液对溶胶的保护作用(protective action)。
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第五章 胶体和乳状液
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第三节 表面活性剂和乳状液
➢ （二）表面活性剂 在系统中加入某些物质可使相间的表面张力降低，
这种物质叫做表面活性剂(surface active agent, surfactant)。
如高级脂肪酸、肥皂、烷基苯磺酸钠等。
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第五章 胶体和乳状液
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第五章 胶体和乳状液
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例题
将等体积的0.0080 mol·L-1 KI 和0.010 mol·L-1 AgNO3 混合制备AgI 溶胶。现将 MgSO4、K3[Fe(CN)6] 及AlCl3三种电解质的 同浓度等体积溶液分别滴加入上述溶胶，试 判断三种电解质对溶胶聚沉能力的大小顺序。
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第一节 溶胶
2.若在外电场作用下，分散介质的定向移动现象 称为电渗(electroosmosis)。
若将溶胶吸附于高分子多孔 膜中限制其跟随介质流动， 在外加电场作用下，由于胶 粒被固定，自由流动的介质 却能在电场中向与介质表观 电荷相反的电极方向移动
图5-5 电渗
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第二节 高分子化合物溶液
➢ 一、高分子化合物溶液及其稳定性 高分子化合物(polymer)指相对分子质量大于 1万的化合物。
高分子化合物在液态的分散介质中形成的单相 分子、离子分散系统称为高分子化合物溶液。
高分子化合物溶液的分散粒径在1～100nm的 胶体分散系范围内，所以也有一些胶体分散系 共有的性质。
解：首先判断出胶粒带电情况，再确定反离 子所带电荷。
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第五章 胶体和乳状液
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2.溶胶的相互聚沉作用
将带有相反电荷的两种溶胶混合，也会 发生聚沉。聚沉的程度与两者的量有关。 当正、负溶胶按适当比例混合致使胶粒 所带电荷恰被互相抵消时，就可完全聚 沉。
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第五章 胶体和乳状液
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第一节 溶胶
➢ 三、胶团结构
[Fe(OH)3]m nFeO+ (n-x)Cl- x+ xCl-
胶核
吸附层
扩散层
胶粒
胶团
溶胶的胶核（原子、分子的聚集 体）有选择性地吸附与其组成类 似的某种离子（称为吸附离子） 作为稳定剂，使其表面带有一定 的电荷。
图5-7 Fe(OH)3胶团
• 一方面溶胶中的胶粒有自发聚结的趋势。在 重力场中，胶粒受重力的作用而要下沉，这一 现象称为沉降(sedimentation)；
• 另一方面当溶胶中的胶粒存在分散密度差别 时，胶粒将从分散密度大的区域向分散密度小 的区域迁移，这种现象称为扩散(diffusion)。
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第五章 胶体和乳状液
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第三节 表面活性剂和乳状液
图5-10 胶束
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第五章 胶体和乳状液
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第三节 表面活性剂和乳状液
➢ 二、乳状液 将一种液体分散在另一种与之不相溶的液体中， 形成分散系统的过程称为乳化作用，得到的分 散系称为乳状液(emulsion)。其中一相是水，另 一相统称为油（包括极性小的有机溶剂，如苯）
答案：[(AgI)m·nAg+·(n-x)NO3-]x+·x NO3－
总
结
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胶核优先吸附与其组成类似的离子而在
胶核表面形成双电层结构。改变两种反应物 的用量，可使制备的溶胶带有不同符号的电 荷。
当KI过量时，AgI胶核吸附过量的I- 离子 而带负电荷；反之，当AgNO3过量时，AgI胶 核则吸附过量的Ag+离子而带正电荷。
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第五章 胶体和乳状液
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第三节 表面活性剂和乳状液
通常自发降低表面张力有两条途径， 一是液滴形成球状或分散的微小液滴聚集在一起
自发降低表面积； 一是自发吸附(adsorbate)周围介质中能降低其表