胶体与表面化学学习教案.pptx
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会计学第四章胶体化学(jiāotǐhuàxué)§4.1分散系统(dispersedsystem)分散(fēnsàn)体系分类1.分子(fēnzǐ)分散体系按分散相和介质聚集(jùjí)状态分类按分散相和介质聚集(jùjí)状态分类按分散相和介质聚集状态(zhuàngtài)分类按胶体溶液(jiāotǐróngyè)的稳定性分类按胶体溶液(jiāotǐróngyè)的稳定性分类憎液溶胶(róngjiāo)的特性形成憎液溶胶(róngjiāo)的必要条件胶体(jiāotǐ)(Colloid)§4.2溶胶(róngjiāo)的制备与净化溶胶(róngjiāo)的制备--研磨法溶胶的制备(zhìbèi)--凝聚法2.物理(wùlǐ)凝聚法溶胶(róngjiāo)的净化(1)渗析法(dialysismethod)电渗析(2)超过滤法(ultrafiltrationmethod)§4.3溶胶(róngjiāo)的光学性质光散射(sǎnshè)现象Tyndall效应(xiàoyìng)Rayleigh公式(gōngshì)说明(shuōmíng):I:散射光强度;I0:入射光强度;:入射光波长;V:每个分散相粒子的体积;ν:单位体积中的粒子数;n:分散相的折射率;n0:分散介质的折射率;θ:散射角(观察(guānchá)方向与入射方向夹角);l(R):观测距离(观察(guānchá)者与散射中心的距离)。照射光从碳弧光源射击,经可调狭缝后,由透镜会聚,从侧面(cèmiàn)射到盛胶体溶液的样品池中。超显微镜(ultramicroscope)暗视野超聚光器超显微镜的特点(tèdiǎn)从超显微镜可以获得哪些有用(yǒuyònɡ)信息?粒子大小的测定设某溶胶浓度为c(kg/L),用超显微镜测出该溶胶V体积(tǐjī)内含有ν个粒子,则每个粒子质量为cV/ν,若粒子半径为r,密度为ρ,则有:4电子显微镜§4.4溶胶的动力(dònglì)性质Brown运动(yùndòng)(Brownianmotion)Brown运动(yùndòng)(Brownianmotion)Brown运动(yùndòng)的本质Brown运动(yùndòng)的本质2、胶粒的扩散(kuòsàn)设通过(tōngguò)AB面的扩散质量为m,则扩散速度为dm/dt,它与浓度梯度和AB截面积A成正比。斐克第一(dìyī)定律(Fick’sfirstlaw)扩散系数D:3、沉降(chénjiàng)与沉降(chénjiàng)平衡(sedimentationandsedimentationequilibrium)这就是高度(gāodù)分布公式。粒子质量愈大,其平衡浓度随高度(gāodù)的降低亦愈大。通过超显微镜测定不同高度(gāodù)溶胶粒子的数目,结合某些参数,可以测定NA。在粗分散系统中,当扩散力不足以抗衡重力时,粒子将发生沉降。当沉降速率达一定值时,重力与阻力相等:重力:F=mg=V(-0)g=(4/3)r3(-0)gV为粒子体积,r为半径(bànjìng),、0分别为分散相和分散介质的密度。阻力:在粒子运动速度不太大时(胶体粒子的沉降属此列),阻力与速度成正比(Stock定律),即:F阻=fu(f=6ru,阻力系数u——沉降速度)Stock定律前提:a.粒子速度很慢b.粒子是刚性球c.粒子间无作用粒子达到这种恒速所用时间极短,只需几个μs(微秒)到几个ms(毫秒)。由粒子下沉速度(sùdù)又可求其半径,再求(粒子)平均分子量。也可利用此关系式求粘度。沉降分析(fēnxī)装置示意图§4.5溶胶(róngjiāo)的电学性质§4.5溶胶(róngjiāo)的电学性质电渗(electro-osmosis)§4.5溶胶(róngjiāo)的电学性质流动(liúdòng)电势(streamingpotential)§4.5溶胶(róngjiāo)的电学性质电离§4.5溶胶(róngjiāo)的电学性质§4.5溶胶(róngjiāo)的电学性质§4.5溶胶(róngjiāo)的电学性质1879年,亥姆霍兹首先提出在固液两相之间的界面上形成双电层的概念:1)正负电荷如平板电容器那样分布;2)两层距离与离子半径(lízǐbànjìnɡ)相当;3)在外加电场下,带电质点与溶液中反电离子分别向相反方向移动。1910年,古依和查普曼提出了扩散双电层理论:1)反电荷的离子不是整齐排列在一个平面(píngmiàn)上,而是扩散分布在溶液中的。静电力,使反离子趋向表面;热运动:使反离子趋于均匀分布。总结果:反离子平衡分布。§4.5溶胶(róngjiāo)的电学性质当离开固体表面足够远时,溶液中正负离子所带电量大小相等