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1、上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O 返回 第 四 節(jié) 膠 體 溶 液分 散 相 與 分 散 介 質(zhì) 概 念把 一 種 或 幾 種 物 質(zhì)分 散 在 另 一 種 物 質(zhì)中 就 構(gòu) 成 分 散 體 系 。其 中 ， 被 分 散 的 物質(zhì) 稱 為 分 散 相 ， 另一 種 物 質(zhì) 稱 為 分 散介 質(zhì) 。 上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O 返回 按 分 散 相 粒 子 的 大 小 分 類1.分 子 分 散 系分 散 相 與 分 散 介 質(zhì) 以 分 子 或 離 子 形 式 彼 此 混 溶 ， 沒 有 界 面 ，是 均 勻 的 單 相 ， 分 子 半 徑 大 小 在 10-9 m以 下 。 通 常 把 這 種體 系

2、稱 為 真 溶 液 ， 如 CuSO4溶 液 。2.膠 體 分 散 系分 散 相 粒 子 的 半 徑 在 1 nm-100 nm之 間 的 體 系 。 目 測 是 均勻 的 ， 但 實(shí) 際 可 能 是 多 相 不 均 勻 體 系 。3.粗 分 散 系當(dāng) 分 散 相 粒 子 大 于 100 nm,目 測 是 混 濁 不 均 勻 體 系 ， 放 置 后會(huì) 沉 淀 或 分 層 ， 如 黃 河 水 。 上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O 返回 （ 一 ） 溶 膠 的 光 學(xué) 性 質(zhì) Tyndall效 應(yīng) 1869年 Tyndall發(fā) 現(xiàn) ， 若 令 一 束 會(huì) 聚 光 通 過 溶 膠 ，從 側(cè) 面 （ 即 與

3、 光 束 垂 直 的 方 向 ） 可 以 看 到 一 個(gè) 發(fā) 光 的圓 錐 體 ， 這 就 是 丁 達(dá) 爾 現(xiàn) 象 或 Tyndall效 應(yīng) 。 其 他 分 散體 系 也 會(huì) 產(chǎn) 生 一 點(diǎn) 散 射 光 ， 但 遠(yuǎn) 不 如 溶 膠 顯 著 。 一 、 溶 膠 的 性 質(zhì) 上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O 返回 Tyndall效 應(yīng) 的 本 質(zhì) 當(dāng) 分 散 相 粒 子 的 直 徑 大 于 入 射 光 的 波 長 時(shí) ，光 發(fā) 生 反 射 ； 當(dāng) 分 散 相 粒 子 的 直 徑 遠(yuǎn) 遠(yuǎn) 小 于 入 射光 的 波 長 時(shí) ， 光 發(fā) 生 透 射 ； 當(dāng) 分 散 相 粒 子 的 直 徑略 小 于 入 射 光

4、 的 波 長 時(shí) ， 光 發(fā) 生 散 射 。 可 見 光 （ 波 長 400 760 nm） 照 射 溶 膠 （ 膠 粒直 徑 1 100 nm） 時(shí) ， 由 于 發(fā) 生 光 的 散 射 ， 使 膠 粒本 身 好 像 一 個(gè) 發(fā) 光 體 ， 因 此 ， 我 們 在 Tyndall現(xiàn) 象中 觀 察 到 的 不 是 膠 體 粒 子 本 身 ， 而 只 是 看 到 了 被散 射 的 光 ， 也 稱 乳 光 。利 用 Tyndall現(xiàn) 象 可 以 區(qū) 分 溶 膠 與 其 它 分 散 系 上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O 返回 （ 二 ） 溶 膠 的 動(dòng) 力 學(xué) 性 質(zhì) Brown運(yùn) 動(dòng) 1827年 植 物

5、學(xué) 家 布 朗 （ Brown)用 顯 微 鏡 觀察 到 懸 浮 在 液 面 上 的 花 粉 粉 末 不 斷 地 作 不 規(guī) 則的 運(yùn) 動(dòng) 。 后 來 又 發(fā) 現(xiàn) 許 多 其 它 物 質(zhì) 如 煤 、 化 石 、 金 屬 等的 粉 末 也 都 有 類 似 的 現(xiàn) 象 。 人 們 稱 微 粒 的 這 種 運(yùn) 動(dòng)為 布 朗 運(yùn) 動(dòng) 。 但 在 很 長 的 一 段 時(shí) 間 里 ， 這 種 現(xiàn) 象 的 本 質(zhì) 沒 有得 到 闡 明 。 上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O 返回 1903年 發(fā) 明 了 超 顯 微 鏡 ， 為 研 究 布 朗 運(yùn) 動(dòng) 提 供 了 物 質(zhì) 條 件 用 超 顯 微 鏡 可 以 觀察 到

6、 溶 膠 粒 子 不 斷 地作 不 規(guī) 則 “ 之 ” 字 形的 運(yùn) 動(dòng) ， 從 而 能 夠 測出 在 一 定 時(shí) 間 內(nèi) 粒 子的 平 均 位 移 。 通 過 大 量 觀 察 ， 得 出 結(jié) 論 ： 粒 子 越 小 ， 布 朗 運(yùn) 動(dòng)越 激 烈 。 其 運(yùn) 動(dòng) 激 烈 的 程 度 不 隨 時(shí) 間 而 改 變 ， 但 隨 溫度 的 升 高 而 增 加 。 上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O 返回 Brown運(yùn) 動(dòng) 的 本 質(zhì) Brown運(yùn) 動(dòng) 是 分 散 介 質(zhì) 分 子 以 不 同 大 小 和 不 同 方 向的 力 對(duì) 膠 體 粒 子 不 斷 撞 擊 而 產(chǎn) 生 的 ， 由 于 受 到 的 力 不平

7、衡 ， 所 以 連 續(xù) 以 不 同 方 向 、 不 同 速 度 作 不 規(guī) 則 運(yùn) 動(dòng) 。隨 著 粒 子 增 大 ， 撞 擊 的 次 數(shù) 增 多 ， 而 作 用 力 抵 消 的 可能 性 亦 大 。 當(dāng) 半 徑 大 于 5 m， Brown運(yùn) 動(dòng) 消 失 。 上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O 返回 （ 三 ） 溶 膠 的 電 學(xué) 性 質(zhì) 1.電 泳在 外 電 場 作 用 下 ， 帶電 膠 粒 在 介 質(zhì) 中 定 向移 動(dòng) 的 現(xiàn) 象 。 負(fù)極正極上升界面下降界面純 水Fe(OH) 3溶 膠電 泳 示 意 圖從電泳的方向可以判斷出膠粒所帶電荷。 大 多 數(shù) 金 屬 氫 氧 化 物 溶 膠 向 負(fù) 極

8、遷 移 ， 膠 粒 帶 正 電 ，稱 為 正 溶 膠 ； 大 多 數(shù) 金 屬 硫 化 物 、 硅 酸 、 金 、 銀 等 溶 膠 向正 極 遷 移 ， 膠 粒 帶 負(fù) 電 ， 稱 為 負(fù) 溶 膠 。本 質(zhì) ： 膠 粒 的 定 向 運(yùn) 動(dòng) 2.電 滲 上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O 返回 二 、 膠 團(tuán) 的 結(jié) 構(gòu) 膠 粒 的 結(jié) 構(gòu) 比 較 復(fù) 雜 ， 先 有 一 定 量 的 難溶 物 分 子 聚 結(jié) 形 成 膠 粒 的 中 心 ， 稱 為 膠 核 ； 然 后 膠 核 選 擇 性 的 吸 附 穩(wěn) 定 劑 中 的 一 種 離子 ， 形 成 緊 密 吸 附 層 ； 由 于 正 、 負(fù) 電 荷 相 吸

9、，在 緊 密 層 外 形 成 反 號(hào) 離 子 的 包 圍 圈 ， 從 而 形 成了 有 帶 與 緊 密 層 相 同 電 荷 的 膠 粒 ；膠 粒 與 擴(kuò) 散 層 中 的 反 號(hào) 離 子 ， 形 成 一 個(gè) 電 中 性 的 膠團(tuán) 。 上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O 返回 膠 核 的 選 擇 性 吸 附 膠 核 吸 附 離 子 是 有 選 擇 性 的 ， 首 先 吸 附 與 膠核 中 相 同 的 某 種 離 子 ， 用 同 離 子 效 應(yīng) 使 膠 核 不 易溶 解 。 若 無 相 同 離 子 ， 則 首 先 吸 附 水 化 能 力 較 弱 的 負(fù)離 子 ， 所 以 自 然 界 中 的 膠 粒 大 多

10、帶 負(fù) 電 ， 如 泥 漿 水 、豆 漿 等 都 是 負(fù) 溶 膠 。 上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O 返回 例 1： AgNO3 + K IK NO3 + AgI 過 量 的 K I 作 穩(wěn) 定 劑 膠 團(tuán) 的 結(jié) 構(gòu) 表 達(dá) 式 ：(AgI)m n I (n-x)K +x xK + |_| |_|膠核膠粒（帶負(fù)電）膠團(tuán)（電中性）膠 團(tuán) 的 圖 示 式 ：膠 核膠 粒膠 團(tuán)二 、 膠 團(tuán) 的 結(jié) 構(gòu) 上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O 返回 例 2： AgNO3 + K IK NO3 + AgI 過 量 的 AgNO3 作 穩(wěn) 定 劑 膠 團(tuán) 的 結(jié) 構(gòu) 表 達(dá) 式 ： (AgI)m n Ag+ (n-x

11、)NO3x+ x NO3 |_|_| 膠 團(tuán) 的 圖 示 式 ： 膠 核膠 粒膠 團(tuán)二 、 膠 團(tuán) 的 結(jié) 構(gòu)膠核膠粒（帶負(fù)電）膠團(tuán)（電中性） 上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O 返回 三 、 高 分 子 化 合 物 溶 液（ 一 ） 高 分 子 化 合 物 ： 是 指 相 對(duì) 分 子 質(zhì) 量 在 一 萬 以上 的 物 質(zhì) ， 如 淀 粉 、 蛋 白 質(zhì) 、 核 酸 、 糖 原 等 生 物 高分 子 ， 其 他 如 橡 膠 、 聚 烯 烴 和 纖 維 等 也 屬 于 高 分 子化 合 物 。 （ 二 ） 特 點(diǎn) ： 高 分 子 溶 液 分 散 相 粒 子 的 大 小 與 膠 粒 大小 相 似 ， 某

12、些 性 質(zhì) 與 溶 膠 類 似 ， 如 擴(kuò) 散 速 率 慢 、 不 能透 過 半 透 膜 等 ， 但 其 本 質(zhì) 是 真 溶 液 ， 是 均 相 的 熱 力 學(xué)體 系 ， 因 此 與 溶 膠 的 性 質(zhì) 又 有 不 同 。 上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O 返回 （三）大 分 子 溶 液 對(duì) 溶 膠 的 作 用 在 一 定 量 的 溶 膠 中 ， 加 入 足 量 高 分 子 溶 液 ， 由于 高 分 子 被 吸 附 在 膠 粒 表 面 ， 將 膠 粒 包 圍 起 來 形 成保 護(hù) 層 ， 使 膠 粒 不 致 互 相 接 觸 而 聚 沉 ， 從 而 提 高 了溶 膠 的 穩(wěn) 定 性 。 例 如 ， 微

13、 溶 性 的 碳 酸 鈣 和 磷 酸 鈣 等 無 機(jī) 鹽 均 以 溶 膠 形 式存 在 于 血 液 中 ， 由 于 血 液 中 蛋 白 質(zhì) 對(duì) 它 們 起 了 保 護(hù) 作 用 ， 使其 表 觀 溶 解 度 大 大 提 高 卻 仍 能 穩(wěn) 定 存 在 而 不 聚 沉 。 當(dāng) 血 液 中蛋 白 質(zhì) 減 少 ， 這 些 微 溶 性 鹽 類 便 沉 淀 出 來 ， 形 成 腎 臟 、 膽 囊等 器 官 中 的 結(jié) 石 。（ 1） 保 護(hù) 作 用 上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O 返回 當(dāng) 加 入 的 大 分 子 物 質(zhì) 的 量 不 足 時(shí) ， 憎 液 溶 膠的 膠 粒 粘 附 在 大 分 子 上 ， 大 分

14、 子 起 了 一 個(gè) 橋 梁 作用 ， 把 膠 粒 聯(lián) 系 在 一 起 ， 使 之 更 容 易 聚 沉 。 例 如 ， 對(duì) SiO2進(jìn) 行 重 量 分 析 時(shí) ， 在 SiO2的 溶 膠 中 加 入少 量 明 膠 ， 使 SiO2 的 膠 粒 粘 附 在 明 膠 上 ， 便 于 聚 沉 后 過 濾 ，減 少 損 失 ， 使 分 析 更 準(zhǔn) 確 。（ 2） 敏 化 作 用（三）大 分 子 溶 液 對(duì) 溶 膠 的 作 用 上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O 返回 四 、 凝 膠（ 一 ） 概 念 ： 高 分 子 溶 液 的 粘 度 大 ， 如 果 在 適 當(dāng) 的 條 件 （ 濃 度 、 溫 度 、時(shí) 間

15、） 下 ， 使 粘 度 增 大 到 一 定 程 度 ， 整 個(gè) 體 系 就 變 成 具 有 網(wǎng) 狀結(jié) 構(gòu) 的 半 固 態(tài) 物 質(zhì) ， 這 個(gè) 過 程 稱 為 膠 凝 ， 所 形 成 的 立 體 網(wǎng) 狀 結(jié)構(gòu) 物 質(zhì) 稱 為 凝 膠 。（ 二 ） 分 類 ： 1.彈 性 凝 膠 ： 凝 膠 經(jīng) 烘 干 脫 水 后 ， 體 積 縮 小 ， 但 仍 保 持 彈性 的 稱 為 彈 性 凝 膠 。 如 瓊 脂 、 明 膠 、 動(dòng) 物 體 內(nèi) 的 肌 肉 、 軟 骨 、指 甲 、 皮 膚 等 都 屬 于 彈 性 凝 膠 。 2. 剛 性 凝 膠 ： 經(jīng) 烘 干 脫 水 后 ， 體 積 變 化 不 大 ， 但 彈 性 已失 去 ， 并 易 研 碎 的 叫 剛 性 凝 膠 。 如 硅 膠 、 氫 氧 化 鐵 凝 膠 等 。 上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O 返回 （ 三 ） 主 要 性 質(zhì) ： 1.溶 脹 ： 將 干 燥 的 彈 性 凝 膠 放 置 于 適 當(dāng) 的 溶 劑 中 ， 它會(huì) 自 動(dòng) 吸 收 溶 劑 而 增 大 體 積 ， 這 種 現(xiàn) 象 稱 為 溶 脹 。2.離 漿 將 彈 性 凝 膠 放 置 一 段 時(shí) 間 后 ， 一 部 分 液 體 會(huì)自 動(dòng) 從 凝 膠 中 分 離 出 來 ， 使 凝 膠 的 體 積 逐 漸 縮 小 ，這 種 現(xiàn) 象 稱 為 離 漿。