发布时间 : 星期三 文章胶体与表面化学知识点整理更新完毕开始阅读9b6b16fd178884868762caaedd3383c4bb4cb4a6
第一章
1.胶体体系的重要特点之一是具有很大的表面积。 通常规定胶体颗粒的大小为1-100nm（直径）
2.胶体是物质存在的一种特殊状态，而不是一种特殊物质，不是物质的本性。 胶体化学研究对象是溶胶（也称憎液溶胶）和高分子溶液（也称亲液溶胶）。 气溶胶：云雾，青烟、高空灰尘
液溶胶：泡沫，乳状液，金溶胶、墨汁、牙膏
固溶胶：泡沫塑料、沸石、冰淇淋，珍珠、水凝胶、红宝石、合金
第二章
一．溶胶的制备与净化 1.溶胶制备的一般条件：（1）分散相在介质中的溶解度必须极小（2）必须有稳定剂存在
2.胶体的制备方法：（1）凝聚法（2）分散法 二．溶胶的运动性质 1.扩散：过程为自发过程 dmdc??DAdtdx 扩散系数D与质点在介质中运动时阻力系数f之间的关系为：为阿伏加德罗常数；R为气体常数）
若颗粒为球形，阻力系数f=6??r（式中，?为介质的黏度，r为质点的半径）
D?RT1?NA6??r，此式即为EinsteinD?RTNAf（NA故
第一扩散公式 浓度梯度越大，质点扩散越快；就质点而言，半径越小，扩散能力越强，扩散速度越快。
2.布朗运动：本质是分子的热运动 现象：分子处于不停的无规则运动中
由于布朗运动是无规则的，因此就单个粒子而言，它们向各方向运动的几率是相等的。在浓度高的区域，单位体积的粒子较周围多，造成该区域“出多进少”，使浓度降低，这就表现为扩散。扩散是布朗运动的宏观表现，而布朗运动是扩散的微观基础
Einstein认为，粒子的平均位移x与粒子半径r、介质黏度?、温度T和位移
?RTt?2x???NA3??r??时间t之间的关系：，此式常称为Einstein-Brown位移方
1程。式中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；
?为介质的粘度；NA为阿伏加德罗常数。 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，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。
三、溶胶的光学性质 1.光散射
（1）丁达尔效应：以一束强光射入溶胶后，在入射光的垂直方向可以看到一道明亮的光带，被称为丁达尔效应
光本质是电磁波，当光波作用到介质中小于光波波长的粒子上时，粒子中的电子被迫振动（其振动频率与入射光波的频率相同）,成为二次波源，向各个方向发射电磁波，这就是散射光波也就是我们看到的散射光。 丁达尔效应可以认为是胶粒对光的散射作用的宏观表现。 （2）Rayleigh散射定律 c为单位体积中质点数，v为单个粒子的体积（其2?n12224?3cV2n2I线?I(2) 02?4n1?2n2 性大小应远小于入射光波长），?为入射光波长， n1、n2分别为分散介质和分散相的折射率
①散射光强度与入射光波长的四次方成反比。入射光波长愈短，散射愈显著。所以可见光中，蓝、紫色光散射作用强。
②分散相与分散介质的折射率相差愈显著，则散射作用亦愈显著。若n1=n2 则无散射现象
③散射光强度与单位体积中的粒子数成正比。
④散射光强度与粒子体积的平方成正比。在低分子溶液中，散射光极弱，因此利用丁道尔现象可以鉴别溶胶和真溶液。
（3）溶胶的颜色：溶胶产生各种颜色的主要原因是溶胶中的质点对可见光产生选择性
吸收
若溶胶对可见光的各部分吸收很弱，且大致相同，则溶胶无色
若溶胶能较强的选择性吸收某一波长的光，则透过光该波长的光变弱，就会呈现该波长光的补色光
质点对光的吸收主要取决于其化学结构
每种分子都有其自己的特征吸收波长，若特征波长在可见光波长范围内，则该物质显色
四．溶胶的电学性质和胶团结构 1.电动现象及其应用
（1）电泳：胶粒颗粒带电，在外电场的作用下，向正极移动，后来发现，任何溶胶中的胶粒都有这样的现象，带负电的胶粒向正极移动，带负电的胶粒向负极移动，这种现象被称为电泳。
（2）电渗析：水在外加电场的作用下，通过黏土颗粒间的毛细通道向负极移动的现象称为电渗析。
（3）沉降电位，在无外加电场作用下，若使分散相粒子在分散介质中迅速沉降时，使底层与表面层的粒子浓度悬殊，从而产生电势差，这就是沉降电势。这种现象是电泳的逆过程。
贮油罐中的油内常会有水滴，水滴的沉降会形成很高的电势差，有时会引发事故。通常在油中加入有机电解质，增加介质电导，降低沉降电势。
（4）流动电位若用压力将液体挤过毛细管网或由粉末压成的多孔塞，则在毛细管网或多孔塞的两端会产生电位差，此之谓流动电位，此现象为电渗析的逆过程。在用泵输送原油或易燃化工原料时，要使管道接地或加入油溶性电解质，增加介质电导，防止流动电势可能引发的事故。 2.质点表面的电荷的来源
（1）电离：对于可能发生电离的大分子的溶胶而言，则胶粒带电主要是其本身发生电离引起的。
蛋白质分子，当它的羧基或胺基在水中解离时，整个大分子就带负电或正电荷。当介质的pH较低时，蛋白质分子带正电，pH较高时，则带负电荷。当蛋白质分子所带的净电荷为零时，这时介质的pH称为蛋白质的等电点。在等电点时蛋白质分子的移动已不受电场影响，它不稳定且易发生凝聚。
（2）离子吸附：凡经化学反应用凝聚法制得溶胶，其电荷亦来源于离子吸附。胶粒在形成过程中，胶核优先吸附某种离子，使胶粒带电，如在AgI溶胶的制备过程中，如果AgNO3过量，则胶核优先吸附Ag+离子，使胶粒带正电；如
-果KI过量，则优先吸附I 离子，胶粒带负电。
能和组成质点的离子形成不溶物的离子，最易被质点表面吸附，这个规则通常被称为Fajans规则。
（3）晶格取代：黏土晶格中的铝离子往往有一部分被钙离子或镁离子取代，从而使黏土带负电，为维持电中性，必然要吸附某些正离子，这些离子又因水化而离开表面，形成双电层。
（4）非水介质中质点带电的原因：当两种不同的物质接触时，相对介电常数D较大的一相带正电，另一相带负电。 三、胶团结构
胶核、吸附层、胶粒、扩散层、胶团
胶核吸附离子是有选择性的，首先吸附与胶核中相同的某种离子，用同离子效应使胶核不易溶解，若无相同离子，则首先吸附水化能力较弱的负离子，所以自然界
中的胶粒大多带负电，如泥浆水、豆浆等都是负溶胶。
胶粒 = 胶核 +被吸附离子 + 紧密层反离子 胶团 = 胶粒 + 扩散层反离子
当KI过量做稳定剂，[(AgI)m nI–(n-x)K+]x–xK+ 当AgNon3过量作稳定剂，[(AgI)mnAg+(n-x)NO3–]x+x NO3–
五．胶体的稳定性
（一）.溶胶的稳定性与DLVO理论
1.（1）热力学上为不稳定体系：胶体体系是多相分散体系，有巨大的界面能。
（2）动力学上的稳定体系：溶胶粒子较小，布朗运动激烈，因此在重力场中不易沉降，即具有动力学稳定性。
（3）聚结稳定性：由于胶团双电层结构的存在，胶粒都带有相同的电荷，相互排斥，故不易聚沉。这是溶胶稳定存在的最重要原因
（4）水化膜：在胶团的双电层中反离子都是水化的，因此在胶粒外有一层
水化膜，它阻止了胶粒的相互碰撞而导致胶粒结合变大。
2.DLVO理论：溶胶在一定条件下是稳定存在还是聚沉，取决于粒子间的相互吸引力和静电斥力。若斥力大于吸引力则溶胶稳定，反之则不稳定。 (1) 质点间的范德华吸引能
胶粒之间的相互作用可看作是分子作用的加和
Ar V??? a若两个球形粒子体积相等 12HH: 两球表面之间的最短距离 r : 胶粒半径 A：Hamaker常数 （与物质有关 10-19～10-20 J)
A?(A质点?A介质)2 在介质中，
（2）双电层的排斥能
264?n0kT?0?exp(??H) 对球形粒子 Vr?2? ?0?eeze?0ze?02kT2kT?1?1 n0 : 单位体积粒子数 ε: 介电常数 ψ0:粒子表面电势 κ: 离子氛半径的倒数 r : 粒子半径 H : 离子之间的最近距离 溶胶稳定理论
胶粒之间有相互吸引的能量Va和相互排斥的能量Vr，总作用能 为Va+Vr。如图所示：
当粒子相距较大时，主要为吸力，总势能为负值；当靠近到一定距离，双电层重叠，排斥力起主要作用，
势能升高。要使粒子聚结必须克服这个势
垒。
3.影响溶胶稳定性的因素
（1）外加电解质的影响。这影响最大，主要影响胶粒的带电情况，使电位下