胶体与界面化学
第一章 胶体和界面简介
❖因而许多人把这一年视为胶体化学正式成为一门 独立学科的一年。接着Freundlich(弗罗因德利希) 和Zsigmondy(席格蒙迪)先后出版了他们的名著 《毛细管化学》(1909)和《胶体化学》(1902)。
1915年Wolfgang Ostwald称胶体和界面科学内容
为 “被忽视尺寸的世界”。是一种边缘科学的领域
第一章 胶界普遍存在的现象。二者密不可分。 因此对胶体和界面现象的研究是物理化学基本原 理的拓展和应用。从历史角度看,界面化学是胶 体化学的一个最重要的分支,随着科学的发展, 现今界面化学已独立成一门科学,有关“界面现 象”或“胶体与界面现象”的专著在国内外已有 多种版本。本课程主要介绍与界面现象和胶体有 关的物理化学原理及应用。它包括各种相界面和 表面活性剂胶体的相关特性和理论。
这些成品及其制作过程都与胶体化学密切相关。 1809年,俄国化学家Scheele(舍勒)发现了土粒的 电泳现象;1829年英国植物学家Brown(布朗)观 察到花粉的布朗运动。此后,许多人相继制备了各 种溶胶,并研究了它们的性质。
胶体化学作为一门学科来说,它的历史比较一致的 看法是从1861年开始的,创始人是英国科学家
胶体与界面化学
第一章 胶体和界面简介
一、胶体和界面化学的发展简史 胶体化学是物理化学的一部分,和物理化学又紧 密相关,近年来发展成为一门专门的学科,与生 产和生活实际联系之紧密和应用之广泛是化学学 科中任一分支不能比拟的。北京大学的戴乐荣专 门写文章论述了胶体化学的重要性。物理化学和 胶体化学式属于同一范畴。二者的区分在于研究 的对象不同,物理化学主要研究大块相和分子、 离子分散体系,而胶体化学研究的对象,其质点 大小在10-6-10-7cm范围内的高度分散的体系,因 此将物理化学和胶体化学联系起来,对物质全部 分散态的研究才能完成。
第一章 胶体和界面简介
现今我们所用的一些名词,如溶胶(sol)、凝胶 (gel)、胶溶(peptization)、渗析(dialysis)、 离浆(syneresis)都是Graham提出的。尽管在这一 时期积累了大量的经验和知识,但胶体化学真正为人 们所重视并获得较大的发展是从1903年开始的。这时 Zsigmondy(奥地利,席格蒙迪)发明了超显微镜, 肯定了溶胶的一个根本问题——体系的多相性,从而 明确了胶体化学是界面化学。1907年,德国化学家 Ostwald(德国,奥斯特瓦尔德)创办了第一个胶体化 学的专门刊物—《胶体化学和工业杂志》.
➢ 1902年《胶体化学》一书出版; ➢ 1907年,第一本胶体化学杂志《胶体化学和工业
杂志》出版; ➢ 1922年,将高分子从胶体中分离出去; ➢ 1970年后,胶体化学发展迅速。
第一章 胶体和界面简介
同胶体化学一样,界面化学也是一门古老而又年轻的
科学。它是研究界面的物理化学规律及体相与表相
的相互影响关系的一门学科。历史上对界面现象的
根据实验结果的推断:
❖ ◆胶体是一定分散范围内物质存在的一种状态, 而不是物质固有的特性。它的一相或多相以一定 大小(10-7~10-9m)分散于另一连续相中,
◆胶体是高度分散的体系,具有很大的表面积 ◆有扩散慢和不能透过半透膜,推断胶体溶液中的
质点不是以小分子而是以大粒子形式分散在介质 中 ❖ ◆胶体粒子在重力场中不沉降或沉降速度极慢, 推断分散质点不会太大,约1nm-1μm
第一章 胶体和界面简介
在Graham(格雷厄姆)之后四十多年,俄国化学 家Benmaph(本麦夫)用200多种物质做试验,证 明无论任何物质都可制成晶体状态也可制成胶体 状态。例如,典型的结晶物质氯化钠在水中形成 真溶液,在酒精中则可形成胶体溶液。因此,晶 体与胶体并不是不同的两类物质,而是物质的两 种不同的存在状态。由扩散慢和不能透过半透膜 这些特性可以推断,胶体溶液小的质点不是以小 分子,而是以大粒子的形式分散在介质中. 被分散的物质——分散相; 另一种物质——分散介质
胶体化学是一门古老而又年轻的科学。 古埃及利用木材浸水膨胀来破裂山岩(界面) ❖圣经记载奇异的云和雾(气溶胶) ❖古埃及壁画中工人用一些液体润滑巨大的石块(界面润滑) ❖希伯来奴隶用黏土造转(胶体) ❖1777年瑞典化学家做木炭吸附气体的实验(界面吸附)有 史以前,我们的祖先就会制造陶器;汉朝已能利用天然高 聚物纤维造纸;后汉时又发明了墨(分散体系);其它像 做豆腐、面食以及药物的制剂等等在我国都有悠久的历史。
研究是从力学开始的,十九世纪初形成了界面张力
的概念。最早提出界面张力概念的是 由T.Young 于
1805提出,他指出,体系中两个相接触的均匀流体,
Thomas Graham(汤姆斯 格雷厄姆) ,他系统研 究过许多物质的扩散速度,并首先提出晶体和胶体 (colloid)的概念,制定了许多名词用来形容他所 发现的事实。
❖ 他用的仪器极为简单,将一块羊皮纸缚 在一个玻璃筒上,筒里装着要试验的溶 液,并把筒浸在水中(右图)。Graham用 此种装置研究许多种物质的扩散速度, 发现有些物质,如糖、无机盐、尿素等 扩散快,很容易自羊皮纸渗析出来,另 一些物质,如明胶、氢氧化铝、硅酸等 扩散很慢不能或很难超过羊皮纸.前一 类物质当溶剂蒸发时易于成晶体析出 (类晶质Crystalloid) ,后一类物质 则不能结晶,大都成无定形胶状物质。 于是,Gcraham把后一类称为胶体 (colloid),其溶液称之为溶胶。胶体源 自希腊文的koλλα。(胶)。
近几十年来,由于实验技术的不断发展(像超离心 机、光散色、X射线、多种电子显微镜、红外线以 及各种能谱等的应用),又使胶体和表面化学在微 观研究中跃进了一大步。
➢ 1861年,英国化学家T. Graham首先提出了“胶 体”这个名词,确立了一门科学。
➢ 1902年,发明了超显微镜,首次观察到溶胶中粒 子的运动,证明了溶胶的超微不均匀性;