第三章 胶体溶液与乳状液
胶体溶液 乳状液及其相关物质
第一节
胶体溶液
• 溶胶 • 高分子溶液
一、溶 胶 （一）溶胶的概念
溶胶是指直径为1～100 nm的固体粒子分散在介质中所形成的 分散体系。按分散介质的存在状态不同，可以将溶胶分为液溶胶、气 溶胶和固溶胶三种类型。
溶胶是多相体系，它在光学、动力学和电学等方面表现出了一些 特殊的性质。
氢氧化铁胶团的中心由许多（假设为m 个）氢氧化铁分子聚集而成，称为胶核 。
被胶核吸附的FeO 能吸附部分带相反 电荷的Cl－（设为n x个）形成吸附层 。
另一部分Cl－受到FeO 的吸引较弱， 松散地分布在胶粒周围，从而形成了扩 散层。
吸附离子 反离子 {[Fe(OH)3]m·nFeO+·(nx)Cl-}x+·xCl
一、溶 胶 （二）溶胶的性质
3．溶胶的电学性质 • 胶粒带电的原因 胶粒之所以带电，是因为胶粒具有吸附性，它能选择 性地吸附带电离子。胶粒在溶液中能选择性地吸附与 其组成结构相似的离子，同时带上相同的电荷。
一、溶 胶 （三）溶胶胶团的结构
溶胶胶团通常包括胶核、吸附层 和扩散层等几部分。
一、溶 胶 （三）溶胶胶团的结构
一、表面活性剂
（一）表面张力和表面能
物质表层分子比内层分子多出的能量称为表 面能，用符号Es表示。一定质量的物质分散得越 细小，则其表面积越大，表面能越高，体系也越 不稳定。
在一定条件下，表面能与表面积的关系为
Es A
一、表面活性剂 （二）吸附
1．固体表面上的吸附 固体表面可以通过吸 附气体或液体分子来降低 其表面张力。
念
以及人工合成的尼龙、有机玻璃和合成橡胶等。
高分子溶液是指高分子化合物溶解于适当的分散
介质中所形成的均相体系。
二、高分子溶液 （二）高分子溶液的性质
1．稳定性 高分子溶液属于均相分散 系，可长期放置而不沉淀。 在稳定性方面它与真溶液
相似。
2．黏度 高分子化合物常形成线形、 枝状或网状结构，这种伸 展着的大分子使部分溶剂 失去流动性，从而导致溶
2．溶胶的动力学性质 ● 沉降
胶粒的沉降是指溶胶粒子在重力作用下逐渐 下沉的现象。当沉降速度与扩散速度相等时 ，体系就达到了平衡状态，这种平衡状态称 为沉降平衡。
一、溶 胶 （二）溶胶的性质
3．溶胶的电学性质 • 电泳 在外加电场的作用下，胶粒在分散介质中向阴极或阳 极移动的现象，称为电泳。电泳技术可以用于小分子 物质的分离分析。
一、溶 胶 （二）溶胶的性质
1．溶胶的光学性质
溶胶受到光照射时会对光产生吸收、反射和散射等作用。
一、溶 胶 （二）溶胶的性质
2．溶胶的动力学性质 ● 布朗运动
分散相粒子越小，体系温度越高，分散介质 黏度越低，布朗运动越剧烈。
一、溶 胶 （二）溶胶的性质
2．溶胶的动力学性质 ● 扩散
胶粒的扩散是指溶胶粒子从高浓度区间向低 浓度区间迁移的现象。利用胶粒扩散不能通 过选择性半透膜的性质，可以除去溶胶中的 小分子杂质。
液的黏度变高。
二、高分子溶液 （二）高分子溶液的性质
3．高分子溶液的盐析 在高分子溶液中，加入 足够量的中性盐时，可 以使高分子化合物从溶 液中析出，这就是盐析
作用。
4．高分子溶液对溶胶的 保护作用
在溶胶中加入适量的高 分子溶液，可以显著增 加溶胶的稳定性。当受 外界因素作用时，不易 发生聚沉，这种现象称 为高分子溶液对溶胶的
二、乳状液
要想得到稳定的乳状液，必须加入乳化剂，其所起的稳定作用称为乳化作用。
水包油型乳状液 （O/W）
油包水型乳状液 （W/O）
三、微乳液
微乳液是一种由水相、油相、乳化剂和助 乳化剂组成的外观为半透明至透明、热力学稳 定且各向同性的油水混合系统。微乳液的分散 相颗粒非常小，直径通常在10～100 nm之间。 微乳液与乳状液类似，也可以分为O/W和 W/O两种类型。
2．溶液表面上的吸附 如果加入的溶质能降 低溶液的表面张力，其表 面层的浓度大于溶液内部 的浓度，这种吸附称为正 吸附（简称吸附）；反之， 则称为负吸附。
吸附是指固体或液体吸引其他物质分子、原 子或离子聚集到表面的过程。
一、表面活性剂 （三）表面活性剂的结构和性质
具有固定的亲水亲油基团，能在溶 液的表面定向排列，并能使溶液表面张 力显著下降的物质，称为表面活性剂或 表面活性物质。
胶核
吸附层
胶粒
胶团
扩散层
一、溶 胶 （四）溶胶的稳定性和聚沉

1．溶胶

的稳定性

胶粒带电 存在水化膜
布朗运动
一、溶 胶 （四）溶胶的稳定性和聚沉
1
加入少量电解质
2
加入带相反电荷的溶胶
3
加热
2．溶胶的聚沉
二、高分子溶液 （一）高分子溶液的概念
高分子化合物是物，如淀粉、蛋白质、核酸、糖原、橡胶，
三、微乳液
类型
透光性
稳定性
溶解性
分散性
乳化剂的使用量
微乳液
半透明或 不透明
热离力心学难稳分定层，一可水定以混范与溶围油内、
液滴直径10～100 nm， 用量多，需要一
分布均匀，普通显微镜 定量的助表面活
下不可见
性剂
普通乳 状液
不透明
热力学不稳 定，离心易 分层
O/W型与油 不混溶， W/O型与水 不混溶
保护作用。
二、高分子溶液 （二）高分子溶液的性质
5．高分子溶液 的胶凝
01 弹性 02 膨润（溶胀）
03 离浆（脱水收缩） 04 触变现象
第二节
乳状液及其相关物质
• 表面活性剂 • 乳状液 • 微乳液
一、表面活性剂 （一）表面张力和表面能
在恒温恒压下，沿着液体 表面作用于单位长度表面上的 作用力称为表面张力，用符号 σ表示，单位是N/m。
一、表面活性剂 （三）表面活性剂的结构和性质
在水溶液中，表面活性剂的亲水基受水 分子的吸引进入溶液内部，而其憎水基受水 分子的排斥而向溶. 液表层聚集，伸向空气。 表面活性剂分子聚集在溶液界面上，呈定向 排列，形成单分子层膜，从而有效降低了水 的表面张力和体系的表面能。
二、乳状液
乳状液是由一种或几种液体 以小液滴的形式分散于另一种与 其互不相溶的液体中形成的多相 分散体系。
液滴直径100～500 nm，用量相对少，不
分布不均匀，普通显微 需要助表面活性
镜下可见
剂
THANK YOU
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