胶体溶液和表面现象

,第三章 胶体溶液和表面现象 第一节 胶体溶液 一、溶胶的性质 1、光学性质（Tyndall现象） 粒子粒径大于照射光的波长时，粒子表面反射光；粒径略小于波长时，发生散射成乳光。,2.动力学性质(布朗运动),电泳：在外电场作用下，胶粒向电极移动的现象。,3.溶胶的电学性质,电渗：在外电场作用下，限制胶粒不能移动，而液体介质发生定向移动的现象。,胶粒带电的原因 ： 1、胶粒在溶液中选择性吸附与胶粒组成有关的粒子。 2、胶粒表面的分子电离，一种离子脱离胶粒进入溶液， 另一种离子留在胶粒表面。,Fe(OH)3mnFeO+ (n-x)Cl-x+ xCl- 胶核 电位离子 反离子 反离子,如 Fe(OH)3溶胶：,电位离子:能使固体表面带电的离子称为电位离子。 反离子:溶液中与电位离子带相反电荷的离子称为反离子。,三、胶团结构,Fe(OH)3mnFeO+ (n-x)Cl-x+ xCl- 胶核 电位离子 反离子 反离子,胶团结构式： （AgI）mnI-(n-x)K+X-xK+,例：用AgNO3溶液与过量KI溶液作用制备的AgI溶胶，胶团结构式为：,(AgI)mnI- (n-x)K+x- xK+ 例：用KI溶液与过量AgNO3溶液作用制备的AgI溶胶，胶团结构式为： (AgI)mnAg+ (n-x)NO3-x+ xNO3- 例：As2S3溶胶胶团的结构式为： (As2S3 )mnHS- (n-x)H+x- xH+ 例：硅酸溶胶的胶团结构式为： (H2SiO3 )mnHSiO3- (n-x)H+x- xH+,四、溶胶的稳定性和聚沉 1. 溶胶的稳定性 溶胶稳定的主要原因:,（1）胶粒间同种电荷的排斥作用 （2）胶粒的溶剂化作用 （3）胶粒的布朗运动,2. 溶胶的聚沉 (1)电解质的聚沉作用,电解质聚沉的主要原因:,中和了胶粒的电荷 破坏了胶粒的溶剂化膜,电解质聚沉能力的大小:,聚沉能力主要取决于与胶粒带相反电荷的离子的价数。价数越高, 聚沉能力越强。 同价离子的聚沉能力随离子水化半径的增大而减小。,聚沉值:使一定量的溶胶在一定时间内开始聚沉所需电解质的最低浓度。聚沉值越小, 聚沉能力越强。,(2)温度对溶胶稳定性的影响 加热能破坏胶体的主要原因: 胶粒运动加剧,碰撞机会增多。 胶粒所带电量减少。 (3) 溶胶的相互聚沉 聚沉的主要原因: 胶粒所带电荷被中和。,应用：、土壤中的Fe(OH)3、Al(OH)3等正电溶胶和粘土、腐殖质等负电溶胶互相聚沉，对土壤胶粒的结构有重要影响； 、明矾的净水作用：明矾溶于水，水解形成Al(OH)3溶胶，结构为 Al(OH)3mn Al3+（n-x）SO42-2x+x SO42- ;胶粒带正电，而天然水中的悬浮粒子一般带负电荷。,二、表面吸附 一种物质自动浓集到另一物质表面上的过程叫吸附。其中有吸附能力的物质称为吸附剂;被吸附的物质称为吸附质。,物体表面的粒子（分子、原子或离子）比内部粒子有更高的能量。表面粒子比内部粒子多出的这部分能量称为表面能。,对一定质量的分散质来说，分散度越高，表面积越大，其表面能越大，因而多相体系是一种不稳定体系。为使体系趋于较稳定的状态，表面能有自发降低的倾向。一般可采用两种途径：一是减小表面积使表面能减小，如小液滴可自发聚集成大液滴；二是通过表面吸附其它质点来降低其表面能。 任何两相界面上均存在着界面能。,为什么存在表面吸附 ？,1. 分子吸附 固体吸附剂对溶液中非电解质或弱电解质分子的吸附称为分子吸附。 这类吸附的一般经验规律是：相似（极性）相吸。 2. 离子吸附 固体吸附剂在强电解质溶液中对溶质离子的吸附称为离子吸附。,固体在溶液中的吸附,离子吸附的种类： （1)离子选择吸附:固体吸附剂有选择地吸附溶液中 的某种离子,这种吸附称为离子选择吸附。 吸附规则:吸附剂优先选择吸附与自身组成相关或性质相似且溶液中浓度较大的离子。 (2) 离子交换吸附: 固体吸附剂吸附一种离子的同时释放出等电量的其它同号离子的过程称为离子交换吸附。 交换规则:离子电荷数越高、水合半径越小,离子交换能力越强。,如AgNO3（过量）KI（适量）后，AgI固体表面选择吸附Ag+而带正电。,如：交换能力 Cs+Rb+K+Na+Li+,如硬水软化： 阳 2RSO3H+Ca2+=( RSO3)2 Ca+2H+ (除Ca2+、Mg2+) 阴 RN(CH3)3OH+Cl-= RN(CH3)3 Cl+OH-(除Cl-、SO42-) 土壤：施氮肥：,根系分泌出H+：,NH4+进入土壤溶液作为养分,