8胶体化学--简明物理化学课件

8.8.胶体化学胶体化学 8.1 分散体系分散体系 8.2 溶胶的制备与纯化溶胶的制备与纯化 8.3 溶胶的溶胶的动力性质动力性质 8.4 溶胶的溶胶的光学性质光学性质 8.5 溶胶的溶胶的流变性质流变性质 8.6 溶胶的溶胶的电学性质电学性质 8.7 溶胶的稳定性和聚沉作用溶胶的稳定性和聚沉作用 8.8 高分子化合物溶液高分子化合物溶液 8.9 凝凝 胶胶8.胶体化学胶体化学5/4/20242Shenming 胶体化学胶体化学是研究胶体分散体系的科学，是是研究胶体分散体系的科学，是物理化学的一个重要组成部分。物理化学的一个重要组成部分。胶体化学又常被称为胶体化学又常被称为胶体与界面科学胶体与界面科学。胶体胶体是物质以是物质以一定分散程度一定分散程度所存在的所存在的一种一种状态，而不是一种特殊类型的物质状态，而不是一种特殊类型的物质。胶体的溶。胶体的溶液称为液称为溶胶溶胶。8.胶体化学胶体化学5/4/20243Shenming 一种或几种物质一种或几种物质以以一定的分散程度一定的分散程度分分散在另一种物质中所散在另一种物质中所形成的体系称为形成的体系称为分散分散体系体系。其中被分散的。其中被分散的物质称为物质称为分散相分散相，分，分散相所处的介质称为散相所处的介质称为分散介质分散介质。例如：云，牛奶，珍珠例如：云，牛奶，珍珠8.1 分散体系分散体系8.胶体化学胶体化学5/4/20244Shenming8.胶体化学胶体化学分子分散体系分子分散体系胶体分散体系胶体分散体系粗分散体系粗分散体系按分散相粒子的按分散相粒子的大小大小分类分类：按分散相和介质的按分散相和介质的聚集状态聚集状态分类分类：液溶胶液溶胶固溶胶固溶胶气溶胶气溶胶按胶体溶液的按胶体溶液的稳定性稳定性分类分类：憎液溶胶憎液溶胶亲液溶胶亲液溶胶 8.1.1 分散体系的分类分散体系的分类5/4/20245Shenming8.胶体化学胶体化学表表8.1.1 按分散相粒子大小按分散相粒子大小对分散体系的分分散体系的分类类 型型粒子大小粒子大小主要特征主要特征实 例例粗分散体系粗分散体系（悬浮液）浮液）（乳状液）（乳状液）107m分散相粒子不能通分散相粒子不能通过滤纸，不，不扩散，不渗析散，不渗析（不能透（不能透过半透膜），半透膜），在在显微微镜下可下可见泥泥浆、牛奶等、牛奶等胶体分散体系胶体分散体系（溶胶和大分（溶胶和大分子溶液）子溶液）109107m分散相粒子能通分散相粒子能通过滤纸，扩散慢，不能渗析，在散慢，不能渗析，在超超显微微镜下可下可见金溶胶、硫溶胶等金溶胶、硫溶胶等分子分散体系分子分散体系（溶液）（溶液）109m分散相粒子能通分散相粒子能通过滤纸，扩散快，能渗析，在散快，能渗析，在超超显微微镜下也看不下也看不见氯化化钠、蔗糖等水、蔗糖等水溶液溶液5/4/20246Shenming8.胶体化学胶体化学表表8.1.2 按分散相和分散介按分散相和分散介质的聚集状的聚集状态对分散体系分分散体系分类分散相分散相分散介分散介质名名 称称实 例例气气液液固固气气液液固固液液固固液液液液液液固固固固固固气气气气泡泡 沫沫乳状液乳状液溶胶、溶胶、悬浮液浮液固体泡沫固体泡沫凝凝 胶胶固溶胶固溶胶气溶胶气溶胶气溶胶气溶胶肥皂水泡沫肥皂水泡沫牛牛 奶奶Fe(OH)3溶胶、泥溶胶、泥浆面包、泡沫塑料面包、泡沫塑料珍珍 珠珠有色玻璃有色玻璃云、云、雾烟、烟、尘5/4/20247Shenming8.胶体化学胶体化学 (1)憎液溶胶憎液溶胶 分散相与分散介质之间分散相与分散介质之间没有没有亲和力亲和力或只有很弱亲和力的溶胶。它为难溶物分或只有很弱亲和力的溶胶。它为难溶物分散在分散介质中所形成，如贵金属溶胶和氢氧化散在分散介质中所形成，如贵金属溶胶和氢氧化物溶胶等，其特点是粒子均由很大数目物溶胶等，其特点是粒子均由很大数目(103数量数量级级)的分子所构成的分子所构成(各粒子中所含分子的数目并不各粒子中所含分子的数目并不相同相同)，这种体系具有很大的相界面和界面能，这种体系具有很大的相界面和界面能，是是热力学上不稳定、不可逆的体系热力学上不稳定、不可逆的体系，极易被破坏，极易被破坏而聚沉，且聚沉后往往不能恢复原态。而聚沉，且聚沉后往往不能恢复原态。5/4/20248Shenming8.胶体化学胶体化学 (2)亲液溶胶亲液溶胶 分散相与分散介质之间分散相与分散介质之间具有具有很强亲和力很强亲和力的溶胶。它是由大分子物质分散在的溶胶。它是由大分子物质分散在分散介质中所形成，如明胶、蛋白质和硝化纤分散介质中所形成，如明胶、蛋白质和硝化纤维等大分子溶液等，其特点是分子的大小已达维等大分子溶液等，其特点是分子的大小已达到胶体分散体系的范围，但它是分子分散的真到胶体分散体系的范围，但它是分子分散的真溶液，没有明显的相界面，是溶液，没有明显的相界面，是热力学上稳定的热力学上稳定的可逆体系可逆体系，若设法使之沉淀，则除去沉淀剂后，若设法使之沉淀，则除去沉淀剂后，大分子物质可重新自动分散到介质中。大分子物质可重新自动分散到介质中。5/4/20249Shenming8.胶体化学胶体化学 8.1.2 胶体分散体系的基本特性胶体分散体系的基本特性 (1)特有的分散程度特有的分散程度 分散相粒子大小在分散相粒子大小在109107m(1nm-100nm)范围，这一特有的分散程度使得分散相不能被肉眼或普范围，这一特有的分散程度使得分散相不能被肉眼或普通显微镜所分辨，它是通显微镜所分辨，它是具有很大相界面具有很大相界面的的高分散性体系高分散性体系。(2)多相性多相性 分散相粒子是由很大数目的分子或离子组成的集合分散相粒子是由很大数目的分子或离子组成的集合体，其结构较为复杂，分散相与分散介质之间体，其结构较为复杂，分散相与分散介质之间具有明显的相界具有明显的相界面面。胶体分散体系是。胶体分散体系是多相体系多相体系，具有超微的不均匀性。，具有超微的不均匀性。(3)聚结不稳定性聚结不稳定性 由于分散相的颗粒小，表面积大，表面能高，由于分散相的颗粒小，表面积大，表面能高，粒子有自动相互聚结降低表面能的趋势，即具有聚结不稳定性，粒子有自动相互聚结降低表面能的趋势，即具有聚结不稳定性，这意味着胶体分散体系是一个这意味着胶体分散体系是一个热力学上的不稳定体系热力学上的不稳定体系，处于不，处于不稳定状态的稳定状态的分散相粒子易于聚结分散相粒子易于聚结成大粒子而聚沉。成大粒子而聚沉。5/4/202410Shenming8.胶体化学胶体化学 只有只有典型的典型的憎液溶胶憎液溶胶才能全面地表现出胶体的三才能全面地表现出胶体的三大基本特性，溶胶的许多性质如大基本特性，溶胶的许多性质如扩散作用慢扩散作用慢、不能透不能透过半透膜过半透膜、渗透压低渗透压低、动力稳定性强动力稳定性强和和乳光亮度强乳光亮度强等等都与之有关，讨论胶体分散体系时亦必须综合考虑上都与之有关，讨论胶体分散体系时亦必须综合考虑上述三个基本特性才能得到正确的结论。述三个基本特性才能得到正确的结论。溶胶形成的溶胶形成的必要条件必要条件：(1)分散相粒子的大小应落在分散相粒子的大小应落在胶体分散体系的范围胶体分散体系的范围；(2)体系在适当的稳定剂存在下应体系在适当的稳定剂存在下应具有足够的稳定性具有足够的稳定性。5/4/202411Shenming8.胶体化学胶体化学8.2 溶胶的制备与纯化溶胶的制备与纯化8.2.1 溶胶的制备溶胶的制备 (1)研磨法研磨法 (2)超声波分散法超声波分散法 (3)电弧法电弧法 (4)胶溶法胶溶法(1)化学化学凝聚法凝聚法 （a）复分解反应复分解反应 （b）水解反应水解反应 （c）氧化还原反应氧化还原反应(2)物理物理凝聚法凝聚法 （a）蒸气凝聚法蒸气凝聚法 （b）改换溶剂法改换溶剂法1.分散法分散法:用机械、化学等方法使固体的粒子变小2.凝聚法凝聚法使分子或离子聚结成胶粒5/4/202412Shenming8.胶体化学胶体化学 (1)研磨法研磨法 用机械粉碎的方法将固体磨细。用机械粉碎的方法将固体磨细。通常可以先在球磨机内对分散相粒子进行粗磨，通常可以先在球磨机内对分散相粒子进行粗磨，粒子大小一般大于粒子大小一般大于1 m，然后再用胶体磨等进行然后再用胶体磨等进行细磨，将粒子粉碎到细磨，将粒子粉碎到1 m左右左右。胶体磨胶体磨的形式很多，其粉碎能力因构造和转的形式很多，其粉碎能力因构造和转速不同而不同。速不同而不同。5/4/202413Shenming8.胶体化学胶体化学盘式胶体磨盘式胶体磨5/4/202414Shenming5/4/202415Shenming(2)超声波分散超声波分散法法 用用超声波超声波(频率大于频率大于1.6104 Hz)所产生的能量来所产生的能量来进行分散作用。进行分散作用。l这种方法目前只用来制备乳状液。如图所示，将分散相和分散介质两种不混溶的液体放在样品管4中。样品管固定在变压器油浴中。在两个电极上通入高频电流，使电极中间的石英片发生机械振荡，使管中的两个液相均匀地混合成乳状液。5/4/202416Shenming8.胶体化学胶体化学 主要用于主要用于制备制备金属金属(如如Au、Ag、Pt、Hg等等)水溶胶水溶胶(3)电弧法电弧法5/4/202417Shenming(3)5/4/202418Shenming8.胶体化学胶体化学 (4)胶溶法胶溶法 把把暂时聚集暂时聚集在一起的胶体粒子重新分散而形在一起的胶体粒子重新分散而形成溶胶。许多新鲜的沉淀经洗涤除去过多的电解成溶胶。许多新鲜的沉淀经洗涤除去过多的电解质，再加入少量的质，再加入少量的稳定剂稳定剂（此处又称（此处又称胶溶剂胶溶剂，应，应选用与胶体粒子有相同组分的离子）后，则又可选用与胶体粒子有相同组分的离子）后，则又可制成溶胶，利用这种方法使沉淀转化成溶胶的过制成溶胶，利用这种方法使沉淀转化成溶胶的过程称为程称为胶溶作用胶溶作用.5/4/202419Shenming8.胶体化学胶体化学 （1）化学凝聚法化学凝聚法 （a）复分解反应复分解反应 （b）水解反应水解反应 （c）氧化还原反应氧化还原反应2.凝聚法凝聚法（2）物理凝聚法）物理凝聚法 （a）蒸气凝聚法蒸气凝聚法 （b）改换溶剂法改换溶剂法5/4/202420Shenming8.胶体化学胶体化学 如将松香的如将松香的乙醇溶液在搅拌乙醇溶液在搅拌下滴入水中，由下滴入水中，由于松香在水中的于松香在水中的溶解度很低，溶溶解度很低，溶质呈胶粒的大小质呈胶粒的大小析出而形成松香析出而形成松香的水溶胶。的水溶胶。改换溶剂法改换溶剂法5/4/202421Shenming5/4/202422Shenming 8.2.2 溶胶的净化溶胶的净化 1.渗析法渗析法 利用利用半透膜半透膜可以去除过多的电解质和杂质可以去除过多的电解质和杂质，这种方法称为渗析法。，这种方法称为渗析法。2.超过滤法超过滤法 利用孔径细小的利用孔径细小的半透膜半透膜在加压或吸滤的在加压或吸滤的情况下，使胶粒与分散介质分开，可溶性杂情况下，使胶粒与分散介质分开，可溶性杂质能透过滤膜而被除去。质能透过滤膜而被除去。8.胶体化学胶体化学5/4/202423Shenming渗析法渗析法简单渗析 将需要净化的溶胶放在羊皮纸或动物膀胱等半透膜制成的容器内，膜外放纯溶剂。利用浓差因素，多余的电解质离子不断向膜外渗透，经常更换溶剂，就可以净化半透膜容器内的溶胶。如将装有溶胶的半透膜容器不断旋转，可以加快渗析速度。5/4/202424Shenming电渗析法电渗析法电渗析 为了加快渗析速度，在装有溶胶的半透膜两侧外加一个电场，使多余的电解质离子向相应的电极作定向移动。溶剂水不断自动更换，这样可以提高净化速度。这种方法称为电渗析法。5/4/202425Shenming8.胶体化学胶体化学超过滤装置超过滤装置5/4/202426Shenming5/4/202427Shenming8.胶体化学胶体化学 有时为了加有时为了加快过滤速度，在快过滤速度，在半透膜两边安放半透膜两边安放电极电极，施以一定，施以一定电压，使电渗析电压，使电渗析和超过滤合并使和超过滤合并使用，这样可以降用，这样可以降低超过滤压力。低超过滤压力。电超过滤电超过滤5/4/202428Shenming8.胶体化学胶体化学8.3 溶胶的溶胶的动力性质动力性质 布朗运动布朗运动 扩散与渗透压扩散与渗透压 沉降和沉降平衡沉降和沉降平衡5/4/202429Shenming8.胶体化学胶体化学 8.3.1 布朗运动布朗运动 1827年英国植物学家布朗（年英国植物学家布朗（Brown）在显微镜在显微镜下观察到悬浮在水中的花粉微粒不断地作不规则运下观察到悬浮在水中的花粉微粒不断地作不规则运动，最初认为这种无序运动是生命运动的象征。动，最初认为这种无序运动是生命运动的象征。不久便发现所有足够小的粒子像煤、化石、金不久便发现所有足够小的粒子像煤、化石、金属等粉末都有类似的现象。人们称微粒的这种运动属等粉末都有类似的现象。人们称微粒的这种运动为为布朗运动布朗运动。这种现象的本质直到齐格蒙第发明了这种现象的本质直到齐格蒙第发明了超微显微超微显微镜镜后才有了更清晰的认识。后才有了更清晰的认识。5/4/202430Shenming8.胶体化学胶体化学 用超显微镜可用超显微镜可以观察到溶胶粒子以观察到溶胶粒子不断地作不断地作不规则不规则“之之”字形的运动，字形的运动，从而能够测出在从而能够测出在一一定时间定时间内粒子的内粒子的平平均位移均位移。通过大量观察，得出结论：通过大量观察，得出结论：粒子越小，布朗运动越激粒子越小，布朗运动越激烈。烈。其运动激烈的程度不随时间而改变，但其运动激烈的程度不随时间而改变，但随温度的升随温度的升高而增加。高而增加。5/4/202431Shenming 1905年和1906年爱因斯坦（Einstein)和斯莫鲁霍夫斯基（Smoluchowski)分别阐述了Brown运动的本质。认为Brown运动是分散介质分子以不同大小和不同方向的力对胶体粒子不断撞击而产生的，由于受到的力不平衡，所以连续以不同方向、不同速度作不规则运动。随着粒子增大，撞击的次数增多，而作用力抵消的可能性亦大。当半径大于5 m，Brown运动消失。5/4/202432Shenming8.胶体化学胶体化学 布朗运动的实质布朗运动的实质分子的热运动分子的热运动5/4/202433Shenming 1905年和年和1906年爱因斯坦和斯莫鲁霍夫年爱因斯坦和斯莫鲁霍夫斯基分别从不同的角度独立地提出了布朗斯基分别从不同的角度独立地提出了布朗运动的理论运动的理论,其结论如下其结论如下。基本假定基本假定：每个溶胶粒子的平均能量和一个小分子每个溶胶粒子的平均能量和一个小分子（分散介质分子）一样都等于（分散介质分子）一样都等于 ，因而小，因而小粒子的质量小，运动速度就快。粒子的质量小，运动速度就快。u在布朗以前，也就是约160年以前，科学家从理论上导出分子有无规则热运动，但没有人能直接观察到分子热运动，而布朗的发现是一个了不起的成就，他用实验证明了分子运动论，从此分子运动论才被普遍接受。5/4/202434Shenming Einstein认为，溶胶粒子的Brown运动与分子运动类似，平均动能为 。并假设粒子是球形的，运用分子运动论的一些基本概念和公式，得到Brown运动的公式为：式中 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；L为阿伏加德罗常数。这个公式把粒子的位移与粒子的大小、介质粘度、温度以及观察时间等联系起来。5/4/202435Shenming实验验证：实验验证：斯威德伯格斯威德伯格用超显微镜把半径为用超显微镜把半径为270nm和和52nm的的两种金溶胶粒子摄影在感光片上，测定两种金溶胶粒子摄影在感光片上，测定 值和曝光值和曝光相隔时间相隔时间 t，其计算结果和实验结果相当一致。其计算结果和实验结果相当一致。珀林珀林在在290K条件下，以半径为条件下，以半径为0.212 m的藤黄的藤黄水溶胶（水的粘度为水溶胶（水的粘度为0.0011Pas）进行实验，经进行实验，经30s后，测得粒子在后，测得粒子在 x 轴方向上的平均位移轴方向上的平均位移 为为7.09102m，根据根据（8.3.1）式计算得式计算得L=6.51023mol1。设x为观察布朗运动时间为t时沿x轴方向的平均位移，（x=(x12+x22+x32+/n）1/2,x1,x2,x3分别为在相等的时间间隔 t时的位移5/4/202436Shenming8.胶体化学胶体化学 8.3.2 扩散与渗透压扩散与渗透压 1.扩散扩散 胶体粒子的热运动在胶体粒子的热运动在微微观层次观层次上表现为布朗运动，在上表现为布朗运动，在宏观层次宏观层次上即表现为扩散和渗上即表现为扩散和渗透作用。但其透作用。但其扩散速度扩散速度和和渗透渗透压压均比真溶液要小得多。均比真溶液要小得多。设设c2c1 浓度较稀一侧（左）的分散介质将通过半透膜渗浓度较稀一侧（左）的分散介质将通过半透膜渗透进入浓度较浓的一方（右），从而导致半透膜向左透进入浓度较浓的一方（右），从而导致半透膜向左移动，直到膜两边浓度相等为止。移动，直到膜两边浓度相等为止。5/4/202437Shenming8.胶体化学胶体化学 这一迫使介质分子作定向移动的力来源于这一迫使介质分子作定向移动的力来源于渗透压力即渗透压力即Ad，A为半透膜的面积，为半透膜的面积，d为膜为膜两边溶胶的两边溶胶的渗透压渗透压之差。之差。若用隔板将浓度为若用隔板将浓度为c1 和和c2的两溶胶隔开，的两溶胶隔开，然后抽掉隔板，则由于分子的热运动和胶体粒然后抽掉隔板，则由于分子的热运动和胶体粒子的布朗运动，从宏观上可以观察到胶体粒子子的布朗运动，从宏观上可以观察到胶体粒子从高浓度区（从高浓度区（c2）向低浓度区（向低浓度区（c1）扩散，扩散，直到浓度均匀为止，这一驱使粒子从较浓一侧直到浓度均匀为止，这一驱使粒子从较浓一侧向较稀一方扩散的动力称为向较稀一方扩散的动力称为扩散力扩散力。5/4/202438Shenming8.胶体化学胶体化学 在稀溶液中，当有浓度差存在的情况下，在稀溶液中，当有浓度差存在的情况下，质点将由高浓度向低浓度处扩散。设沿质点将由高浓度向低浓度处扩散。设沿x 轴轴方向存在均匀的浓度梯度方向存在均匀的浓度梯度 dc/dx，则在则在dt 时时间内，沿间内，沿 x 轴方向发生扩散并通过面积为轴方向发生扩散并通过面积为A的某一截面上物质的质量的某一截面上物质的质量 dm 正比于该平面正比于该平面处的浓度梯度。处的浓度梯度。渗透力渗透力=扩散力扩散力 （方向相反方向相反）5/4/202439Shenming8.胶体化学胶体化学 费克第一定律费克第一定律(8.3.2)表示通过截面表示通过截面A的物质的扩散速度；的物质的扩散速度；比例系数比例系数 D 称为称为扩散系数扩散系数，其，其物理意义物理意义是是在单位浓度梯度下，粒子通过单位截面积时的在单位浓度梯度下，粒子通过单位截面积时的扩散速度扩散速度。式中的式中的负号负号表示在扩散方向上浓度梯度为表示在扩散方向上浓度梯度为负值。负值。5/4/202440Shenming8.胶体化学胶体化学扩散系数扩散系数 D 与与阻力系数阻力系数 f 的关系的关系：(8.3.3)式中式中kB为玻兹曼常数，为玻兹曼常数，T为绝对温度，为绝对温度，f 的数值与的数值与质点的质点的大小和形状有关大小和形状有关。f=6 r式中式中 为为介质黏度介质黏度，r 为为质点半径质点半径球形质点：球形质点：5/4/202441Shenming8.胶体化学胶体化学(8.3.4)爱因斯坦布朗位移方程爱因斯坦布朗位移方程（8.3.5）从实验值从实验值t、D r M（已知粒子的密度已知粒子的密度）（8.3.6）5/4/202442Shenming8.胶体化学胶体化学 若以若以 f0 表示等效圆球的阻力系数，以表示等效圆球的阻力系数，以 D0表表示等效圆球的扩散系数，则可从阻力系数比示等效圆球的扩散系数，则可从阻力系数比 f/f0 来衡量粒子的对称性并判断粒子的形状。来衡量粒子的对称性并判断粒子的形状。当当 f/f0=D0/D=1 时，粒子为球形。比值偏离时，粒子为球形。比值偏离1的程度越大，说明粒子偏离球形程度越大。的程度越大，说明粒子偏离球形程度越大。5/4/202443Shenming8.胶体化学胶体化学 2.渗透压渗透压 由于由于胶粒不能透过半透膜胶粒不能透过半透膜，而介质分子或，而介质分子或外加的电解质离子可以透过半透膜，所以有外加的电解质离子可以透过半透膜，所以有从化学势高的一方向化学势低的一方自发渗从化学势高的一方向化学势低的一方自发渗透的趋势。透的趋势。例例1 1、例、例2:教材教材p338。式中式中n为体积等于为体积等于V的溶胶中胶体粒子的物质的量。的溶胶中胶体粒子的物质的量。5/4/202444Shenming8.胶体化学胶体化学 溶胶的渗透压值非常小溶胶的渗透压值非常小，实验中很难精确，实验中很难精确测出。同样溶胶的冰点降低和沸点升高等依测出。同样溶胶的冰点降低和沸点升高等依数性质更是微不足道，这是由于溶胶中的胶数性质更是微不足道，这是由于溶胶中的胶粒大而不能配制成较高浓度所致。粒大而不能配制成较高浓度所致。但是但是亲液溶胶亲液溶胶或或胶体的电解质溶液胶体的电解质溶液，可以，可以配制成相对高浓度的溶液，它们的渗透压可配制成相对高浓度的溶液，它们的渗透压可通过实验通过实验测定测定。事实上渗透压法已经在高分事实上渗透压法已经在高分子物质平均相对分子质量的测定中得到广泛子物质平均相对分子质量的测定中得到广泛应用。应用。5/4/202445Shenming涨落现象u 如果用超显微镜来观察溶胶粒子的运动，可以发现很有趣的现象。从一个很大体积的溶胶来看，粒子的分布是均匀的。但是从很小体积来观察粒子的分布，由于有布朗运动，小体积内粒子数目会有变化，有时比较多，有时比较少。在小体积内，这种粒子数目时多时少的变动现象，叫涨落现象。u 涨落现象是溶胶、高分子溶液某些物理化学性质的基础。其实真实溶液中的小分子，离子、甚至大气中的空气分子，都存在涨落现象。是研究光散射的基础。5/4/202446Shenming8.胶体化学胶体化学 8.3.3 沉降和沉降平衡沉降和沉降平衡 当沉降作用与扩散作用的驱动力相等时，当沉降作用与扩散作用的驱动力相等时，粒子在体系中的分布达到平衡而形成一定的粒子在体系中的分布达到平衡而形成一定的浓度梯度，这种状态称为浓度梯度，这种状态称为沉降平衡沉降平衡。1.沉降平衡中粒子的分布沉降平衡中粒子的分布 达到沉降平衡时，粒子随高度分布的情达到沉降平衡时，粒子随高度分布的情况与气体类似，可以用况与气体类似，可以用高度分布定律高度分布定律。5/4/202447Shenming8.胶体化学胶体化学 如图所示的如图所示的截面积截面积为为A的容器中盛以某种溶胶，高的容器中盛以某种溶胶，高度以度以x表示，其球形粒子的表示，其球形粒子的半径半径为为r，粒子和介质的密粒子和介质的密度分别为度分别为 粒子粒子和和 介质介质，在高，在高度为度为dx的一层溶胶中单位体的一层溶胶中单位体积内粒子的数目为积内粒子的数目为N，则粒则粒子子沉降沉降的的重力重力为为5/4/202448Shenming8.胶体化学胶体化学 dx层中粒子所具有的层中粒子所具有的扩散力扩散力为为达到达到沉降平衡沉降平衡时，这时，这两种力大小相等两种力大小相等，则有，则有对上式进行移项积分得对上式进行移项积分得5/4/202449Shenming8.胶体化学胶体化学或或式中式中N1、N2分别是高度分别是高度x1和和x2处单位体积内溶处单位体积内溶胶的粒子数。胶的粒子数。这就是这就是高度分布公式高度分布公式。粒子质量愈大，其。粒子质量愈大，其平衡浓度随高度的降低亦愈大。平衡浓度随高度的降低亦愈大。5/4/202450Shenming8.胶体化学胶体化学 结论结论:（1）固定固定(x2 x1)，粒子粒子，N2/N1。（2）r ，N2/N1。表表8.3.1列出了不同大小的粒子当列出了不同大小的粒子当 时时的高度值或称浓度降低一半时所需的的高度值或称浓度降低一半时所需的高度高度。5/4/202451Shenming8.胶体化学胶体化学表表8.3.1 一些分散体系中高度分布定律的一些分散体系中高度分布定律的应用用分散体系分散体系粒子直径粒子直径/nm粒子粒子浓度降低一度降低一半半时的高度的高度/m氧氧 气气高度分散的金溶胶高度分散的金溶胶超微金溶胶超微金溶胶粗分散金溶胶粗分散金溶胶藤黄的藤黄的悬浮体浮体0.271.868.3518623050002.152.510221073105 粒子半径越大，浓度降低一半所需高度越小，说粒子半径越大，浓度降低一半所需高度越小，说明粒子沉降越快。明粒子沉降越快。（例例3：教材：教材p 341。)5/4/202452Shenming2.沉降速度u沉降速度u 有些粒子比较大，比较重，这时粒子无法在某一高度达到沉降平衡，这种粒子会以一定速度一直沉到溶液低部，我们来计算它沉降时的速度：u粒子所受重力与浮力之差为f=4/3r3（-0）gu流体力学中有一个斯托克斯（stokes）公式，给出粒子在运动中所受阻力为：u f阻=6ru其中为液体粘度，为粒子沉降速度，当f=f阻时，5/4/202453Shenming8.胶体化学胶体化学 对于粗分散体系对于粗分散体系（一个半径为一个半径为r的球形粒子的球形粒子）当粒子以当粒子以恒速沉降恒速沉降时，其时，其 ，则有，则有5/4/202454Shenming8.胶体化学胶体化学(8.3.9)若已知若已知 、和和 ，则可以从测定的粒子，则可以从测定的粒子沉降速度沉降速度 来计算粒子的来计算粒子的半径半径 r。将将上上式改写为球形质点在介质中的沉降公式式改写为球形质点在介质中的沉降公式(8.3.10)5/4/202455Shenming8.胶体化学胶体化学 结论结论:（1）vr2，粒子半径增大时，沉降速度显著粒子半径增大时，沉降速度显著增加，粒子越小，沉降速度越慢。增加，粒子越小，沉降速度越慢。（2）v1/，黏黏度度增大时，沉降速度减小。增大时，沉降速度减小。这就是这就是落球式粘度计落球式粘度计的设计原理。的设计原理。例例4:教材教材p342。5/4/202456Shenming表表8.3.2球形金属微粒在水中的沉降速度球形金属微粒在水中的沉降速度粒子半径粒子半径nm沉降速度沉降速度/ms1沉降沉降1.0102m所所需需时间1.01041.01031001011.71031.71051.71071.71091.710115.9s9.8s16h68d19y 粒子的半径大小对建立平衡的时间影响很大。粒子的半径大小对建立平衡的时间影响很大。5/4/202457Shenming8.胶体化学胶体化学 3.沉降分析沉降分析 对于对于多级的分散体系多级的分散体系来来说，由于粒子的大小不一，说，由于粒子的大小不一，其粒子的沉降速度不同。其粒子的沉降速度不同。其间，我们无法测出单个其间，我们无法测出单个粒子的沉降速度，但可以粒子的沉降速度，但可以通过沉降速度的测定求出通过沉降速度的测定求出分散体系中某一定大小粒分散体系中某一定大小粒子所占的质量分数（或称子所占的质量分数（或称粒度分布），这项工作通粒度分布），这项工作通常称为常称为沉降分析沉降分析。5/4/202458Shenming8.胶体化学胶体化学(8.3.11)实验中测定不同时间实验中测定不同时间 t 时粒子在小托盘上的时粒子在小托盘上的净质量净质量 m，绘制绘制 m t 曲线，亦即曲线，亦即沉降曲线沉降曲线。设离开液面距离为设离开液面距离为 h 的盘子中，的盘子中，t 时间内沉时间内沉积了质量为积了质量为 m 的颗粒，它由的颗粒，它由两部分两部分所构成：所构成：(1)r r1，m1；(2)r r1，。5/4/202459Shenming8.胶体化学胶体化学沉降曲线沉降曲线 若在某时刻若在某时刻t1时时作该曲线的切线，其作该曲线的切线，其斜率为斜率为 ，切线在，切线在纵坐标上的截距纵坐标上的截距A即即为为m1。5/4/202460Shenming8.胶体化学胶体化学 再对再对 wr 曲线作一系列切线、取对应的斜率曲线作一系列切线、取对应的斜率dw/dr，进一步处理即可得到如图进一步处理即可得到如图8.3.6所示的微分分布曲线所示的微分分布曲线（dw/drr），这就是通称的这就是通称的粒子大小分布曲线粒子大小分布曲线。在沉降曲线上不同时间处作出相应的切线，得到各在沉降曲线上不同时间处作出相应的切线，得到各切线的截距，结合由（切线的截距，结合由（8.3.9）式所计算出的粒子半径）式所计算出的粒子半径 r 值，便可求出不同时间下体系中半径大于相应于某一值，便可求出不同时间下体系中半径大于相应于某一 r 值的粒子所占的值的粒子所占的质量分数质量分数 w，得到多级分散体系的粒度得到多级分散体系的粒度分布曲线（分布曲线（wr曲线），亦称曲线），亦称积分分布曲线积分分布曲线。5/4/202461Shenming8.胶体化学胶体化学 粒子大小分布曲线粒子大小分布曲线5/4/202462Shenming8.胶体化学胶体化学 4.超离心力场下的沉降平衡超离心力场下的沉降平衡5/4/202463Shenming8.胶体化学胶体化学 在超离心力场中在超离心力场中沉降达到平衡沉降达到平衡时，其扩时，其扩散力与超离心力大小相等、方向相反。散力与超离心力大小相等、方向相反。式中式中为超离心机旋转的为超离心机旋转的角速度角速度，x为从旋转为从旋转轴到溶胶中某一截面的距离。轴到溶胶中某一截面的距离。5/4/202464Shenming8.胶体化学胶体化学 整理并积分上式得整理并积分上式得(8.3.14)胶团的摩尔质量或大分子物质的相对分子质量胶团的摩尔质量或大分子物质的相对分子质量5/4/202465Shenming8.胶体化学胶体化学8.4溶胶的光学性质溶胶的光学性质 光散射现象光散射现象 Tyndall效应效应 Rayleigh散射公式散射公式 乳光计原理乳光计原理 超微显微镜超微显微镜5/4/202466Shenming8.胶体化学胶体化学 光散射现象光散射现象 当光束通过分散体系时，一部分自由地通过，当光束通过分散体系时，一部分自由地通过，一部分被一部分被吸收吸收、反射反射或或散射散射。可见光的波长约在。可见光的波长约在400 700 nm之间。之间。（1）当光束通过）当光束通过粗分散体系粗分散体系，由于粒子大于入射光，由于粒子大于入射光的波长，主要发生的波长，主要发生反射反射，使体系，使体系呈现混浊呈现混浊。（2）当光束通过）当光束通过胶体溶液胶体溶液，由于胶粒直径小于可见，由于胶粒直径小于可见光波长，主要发生光波长，主要发生散射散射，可以，可以看见乳白色看见乳白色的光柱。的光柱。（3）当光束通过）当光束通过分子溶液分子溶液，由于溶液十分均匀，散，由于溶液十分均匀，散射光因相互干涉而完全抵消，射光因相互干涉而完全抵消，看不见散射光看不见散射光。5/4/202467Shenming8.胶体化学胶体化学 光是一种电磁波光是一种电磁波，照射溶胶时，分子中，照射溶胶时，分子中的电子分布发生位移而产生偶极子，这种偶的电子分布发生位移而产生偶极子，这种偶极子像小天线一样向各个方向发射与入射光极子像小天线一样向各个方向发射与入射光频率相同的光，这就是频率相同的光，这就是散射光散射光。分子溶液分子溶液十分均匀，这种散射光因相互十分均匀，这种散射光因相互干涉而完全抵消，干涉而完全抵消，看不到散射光看不到散射光。溶胶溶胶是多相不均匀体系，在胶粒和介质是多相不均匀体系，在胶粒和介质分子上产生的散射光不能完全抵消，因而分子上产生的散射光不能完全抵消，因而能能观察到散射现象观察到散射现象。5/4/202468Shenming8.胶体化学胶体化学 8.4.1 Tyndall效应效应 1869年年Tyndall发现，若令一束会聚光通发现，若令一束会聚光通过溶胶，从侧面（即与光束垂直的方向）可过溶胶，从侧面（即与光束垂直的方向）可以看到一个发光的圆锥体，这就是以看到一个发光的圆锥体，这就是Tyndall效应效应。其他分散体系也会产生一点散射光，。其他分散体系也会产生一点散射光，但远不如溶胶显著。但远不如溶胶显著。Tyndall效应实际上已成为判别溶胶与效应实际上已成为判别溶胶与分子溶液的最简便的方法。分子溶液的最简便的方法。5/4/202469Shenming8.胶体化学胶体化学5/4/202470Shenming8.胶体化学胶体化学 当分散相粒子的直径当分散相粒子的直径大于大于入射光波长（入射光波长（2r）时，时，则主要发生光的则主要发生光的反射或折射现象反射或折射现象；当分散相粒子的直径当分散相粒子的直径小于小于入射光波长（入射光波长（2r）时，时，将主要发生光的将主要发生光的散射散射。散射出来的光被称为乳光或散。散射出来的光被称为乳光或散射光。透射光的颜色主要由溶胶对光的吸收所决定，射光。透射光的颜色主要由溶胶对光的吸收所决定，而散射光的颜色而散射光的颜色必须在入射光的必须在入射光的垂直侧面垂直侧面进行观察进行观察，这两种颜色常常是互补的。这两种颜色常常是互补的。可见光的波长可见光的波长（47.6）107m；胶粒子的胶粒子的直径在直径在109107m 5/4/202471Shenming8.胶体化学胶体化学表表8.4.1 不同大小粒子的银溶胶的颜色不同大小粒子的银溶胶的颜色粒子直径粒子直径/nm透射光透射光散射光散射光10202535354550607080黄黄红红紫紫蓝紫紫蓝蓝暗暗绿绿黄黄棕棕红5/4/202472Shenming8.胶体化学胶体化学 8.4.2 Rayleigh散射公式散射公式(8.4.1)式中式中I0为入射光强度，为入射光强度，为观察方向与入射方向为观察方向与入射方向的夹角（见图的夹角（见图8.4.2），），I为为 方向、散射距离为方向、散射距离为R处的处的散射光强度，散射光强度，n1、n2分别是分散介质和分散相粒子的分别是分散介质和分散相粒子的折射率，折射率，为单位体积中的粒子数，为单位体积中的粒子数，V为每个粒子的为每个粒子的体积，体积，为入射光的波长。为入射光的波长。5/4/202473Shenming8.胶体化学胶体化学5/4/202474Shenming8.胶体化学胶体化学(8.4.2)结论：结论：1.散射光总强度与入射光波长的散射光总强度与入射光波长的四次方成反比四次方成反比。入。入 射光射光波长愈短，散射愈显著。所以可见光中，蓝、紫色光散射波长愈短，散射愈显著。所以可见光中，蓝、紫色光散射作用强。作用强。2.分散相与分散介质的分散相与分散介质的折射率相差折射率相差愈显著，则散射作用亦愈显著，则散射作用亦愈显著。愈显著。3.散射光强度与分散相散射光强度与分散相粒子体积粒子体积(胶体范围胶体范围)的平方成正比。的平方成正比。4.散射光强度与单位体积内散射光强度与单位体积内胶粒数目胶粒数目成正比。成正比。5/4/202475Shenming8.胶体化学胶体化学令：令：（8.4.3）则则 ，因为，因为 ，C=g/dm35/4/202476Shenming8.胶体化学胶体化学乳光计原理乳光计原理(8.4.4)(8.4.5)5/4/202477Shenming8.胶体化学胶体化学 通过测定的切通过测定的切口宽度口宽度h1和和h2和和已已知浓度知浓度c1，即可求即可求出待测溶胶的浓度出待测溶胶的浓度c2。这就是这就是乳光乳光计的测量原理计的测量原理。5/4/202478Shenming8.胶体化学胶体化学 超显微镜超显微镜的特点的特点 普通显微镜普通显微镜分辨率不高，只能分辨出半分辨率不高，只能分辨出半径在径在200 nm以上以上的粒子，所以看不到胶体粒的粒子，所以看不到胶体粒子。子。超显微镜超显微镜分辨率高，可以研究半径为分辨率高，可以研究半径为5150 nm的粒子。但是，的粒子。但是，超显微镜观察的超显微镜观察的不不是胶粒本身是胶粒本身，而是观察，而是观察胶粒发出的胶粒发出的散射光散射光。是目前研究憎液溶胶非常有用的手段之一。是目前研究憎液溶胶非常有用的手段之一。5/4/202479Shenming8.胶体化学胶体化学 超微显微镜的类型超微显微镜的类型 1.狭缝式狭缝式 照射光从碳弧光源射照射光从碳弧光源射出，经可调狭缝后，由透出，经可调狭缝后，由透镜会聚，从侧面射到盛胶镜会聚，从侧面射到盛胶体溶液的样品池中。体溶液的样品池中。超显微镜的目镜看到超显微镜的目镜看到的是胶粒的的是胶粒的散射光散射光。如果如果溶液中没有胶粒，视野将溶液中没有胶粒，视野将是一片黑暗是一片黑暗。5/4/202480Shenming8.胶体化学胶体化学 2.有心形聚光器有心形聚光器 这种超显微镜这种超显微镜有一个有一个心形腔心形腔，上上部视野涂黑部视野涂黑，强烈，强烈的照射光通入心形的照射光通入心形腔后不能直接射入腔后不能直接射入目镜，而是在目镜，而是在腔壁腔壁上几经反射上几经反射，改变，改变方向，最后从侧面方向，最后从侧面会聚在试样上。会聚在试样上。目镜在目镜在黑暗的背景上黑暗的背景上看到的是看到的是胶粒发出的的散射光胶粒发出的的散射光。5/4/202481Shenming8.胶体化学胶体化学 从超显微镜可以获得哪些有用信息？从超显微镜可以获得哪些有用信息？1.可以测定球状胶粒的可以测定球状胶粒的平均半径平均半径。2.间接推测间接推测胶粒的形状和不对称性胶粒的形状和不对称性。例如，球状粒子不。例如，球状粒子不闪光，不对称的粒子在向光面变化时有闪光，不对称的粒子在向光面变化时有闪光现象闪光现象。3.判断粒子判断粒子分散均匀的程度分散均匀的程度。粒子大小不同，散射光的。粒子大小不同，散射光的强度也不同。强度也不同。4.观察胶粒的观察胶粒的布朗运动布朗运动、电泳、沉降和凝聚等现象、电泳、沉降和凝聚等现象。5/4/202482Shenming8.胶体化学胶体化学 8.5 溶胶的流变性质溶胶的流变性质 溶胶的流变性质是指在外力作用下溶胶溶胶的流变性质是指在外力作用下溶胶的流动与变性行为。的流动与变性行为。1.胶体的黏度与流变曲线胶体的黏度与流变曲线 2.稀胶体分散体系的黏度稀胶体分散体系的黏度5/4/202483Shenming 8.5.1 胶体的粘度与流变曲线胶体的粘度与流变曲线 u我们已多次用到粘度这个概念，我们知道粘度越大，其运动受的阻力越大，其中的胶体粒子扩散速度越慢，电泳速度也越慢，这说明粘度是液体分子对运动分子的阻力，液体分子对运动的胶体粒子有阻力，对其它的比它运动快的液体分子也有阻力。我们来看粘性确切的物理意义：u粘性-当两层液体之间有相对运动时，会产生一对平行于接触面的切向力阻止它们相对位移。运动快的液层对运动慢的液层有一个向前的拉力，而运动慢的液层对运动快的液层具有阻力，这一对力就称为内摩擦力，或称为粘性力，液体具有内摩擦力的性质就称为具有粘性。5/4/202484Shenming液体的黏度是液体流动时液体的黏度是液体流动时内摩擦内摩擦大小的量度。大小的量度。5/4/202485Shenming8.胶体化学胶体化学(8.5.1)式中比例系数式中比例系数 称为该液体的称为该液体的黏度黏度，单位为，单位为Pas。=D (8.5.2)表示单位液层面积上的表示单位液层面积上的切力切力(即即F/A)，切切变速率变速率用符号用符号D表示。表示。式（式（8.5.1）和（）和（8.5.2）称为）称为牛顿黏度公式牛顿黏度公式。若平板的面积为若平板的面积为 A，则则切力切力 F 的大小与面积的大小与面积 A和和切变速度切变速度 成正比，即成正比，即5/4/202486Shenmingucgs制：泊。1泊=1g/cm.s=1达因cm-2秒=102厘泊uSI制：Kg/m.s;1Kg/m.s=1N.s/m2=1Pa.s=10泊u液体或溶液的粘度通常用毛细管法确定，由实验知道，通过毛细管的液体体积V与流动时间t，推动流动的力P和毛细管半径r的四次方成正比，而与毛细管的长L和液体的粘度成反比，即：u V=tr4P/8L 此式即是著名的泊肃叶公式u 也可写成=tr4P/8LV u 此公式只适用于流动模型为理想情况下的液体,实际中5/4/202487Shenmingu的液体常常要在后边加一个校正项,刚才式中作为推动力的压力差全部用来克服液体层间摩擦，实际上液体在流动时还需要得到动能，这部分动能的消耗也需要改正，通常叫动能校正。u=tR4P/8LV-mV/8Lt (m:为动能系数)u为了克服这一困难,我们实验中采用相对法,用同一个粘度计,由已知粘度的标准液体求出粘度计的仪器常数,再用它来测定未知液的粘度.由于两次测定条件相同,校正项的数值几乎相等,可以抵消.因此,这种方法可以不考虑校正项.5/4/202488Shenmingu如需要进行动能校正，公式改为：u /=At-B/t A、B为仪器常数u用已知黏度、密度的液体，在两个或两个以上不同温度下测定其流出时间。流体的流动型态 流体流动型态分为层流和湍流两种。处于稳定状态的流动称为层流，当流速超过某一限度时，层流就变为湍流，流体流动不再符合=D。5/4/202489Shenming在层流状态下，流体质点始终沿着与管中心线平行的方向向前流动，各流体质点的速度大小和方向均不随时间而变，流体质点的流动是规则的、稳定的。各流体薄层的流速在流动截面上呈抛物线分布，管中央流速最大，管壁处流速为零，（如图84a）所示在湍流状态下，各流体质点的速度和方向时刻都在变化，流体。质点沿管中心线向前运动的同时，还在进行不规则的径向运动，质点彼此碰撞，相互混杂：，不断产生搅动和旋涡，流速在流动截面上的分布虽仍为抛物线形，但中间较为平坦，如图84（b）所示。5/4/202490Shenming8.胶体化学胶体化学 牛顿流体牛顿流体 特点特点:黏度黏度 只与温度有关，对于给定的液体，只与温度有关，对于给定的液体，在定温下在定温下 有定值，不随有定值，不随或或D值的改变而改变。值的改变而改变。非牛顿流体非牛顿流体 特点特点:切力与切速率无正比关系，比值切力与切速率无正比关系，比值D不不再是常数，而是切速率的函数。再是常数，而是切速率的函数。5/4/202491Shenming8.胶体化学胶体化学 流变曲线流变曲线5/4/202492Shenming8.胶体化学胶体化学 塑性流体塑性流体和和假塑性流体假塑性流体具有具有切稀作用切稀作用，即流体的黏，即流体的黏度随切速的增加而减小。度随切速的增加而减小。如羧甲基纤维素、橡胶等高分子溶液及乳状液等体如羧甲基纤维素、橡胶等高分子溶液及乳状液等体系属于系属于假塑性流体无塑变值假塑性流体无塑变值。胀性流体胀性流体的黏度会随切力的增加而变大，这种现象的黏度会随切力的增加而变大，这种现象称为称为切稠作用切稠作用。如如淀粉溶液淀粉溶液当浓度大约在当浓度大约在4050%（wt%）范围内范围内时可表现出明显的时可表现出明显的胀流型胀流型。当钻井遇到胀流性很强的地层时，常会发生严重的当钻井遇到胀流性很强的地层时，常会发生严重的卡钻事故卡钻事故。5/4/202493Shenming以下将对各种流型加以深入讨论。b 塑性体系 若一个物体所受的切力超过某一个限度，其形状的改变是永久的，则该物体便是可塑的，像制陶粘土及金属等均有此种性质。通常认为分散体系的可塑性质，是由不对称性粒子的网状形结构引起的，要使体系流动，必须破坏网状形结构。所以切力要超过屈服值以后，体系才开始流动，随着切力的增加，结构不断破坏，表现出来的视粘度也随着下降。所以通常认为只有悬浮体粒子浓度达到彼此可以相互接触时，才会有塑性现象。因此从牛顿公式可得塑性体的粘度公式：-fB=塑D式中，塑称为塑性粘度，其数值是图中直线部分斜率的倒数。5/4/202494Shenmingc假塑性体系这类曲线如图c线所示，如核甲基纤维素、淀粉,橡胶等高分子溶液均为假塑性体系。这种流型的特点是 (1)体系没有屈服值，流变曲线从原点开始；（2）视粘度（切力与切速率之比）随切速率之增加而减少，所以粘度不是一个固定不变的常数。若以粘度的对数值与切速率的对数值作图，可以得一直线，其斜率在01之间。对于假塑性体系，此关系还较普遍，因此可以用指数定律来描述假塑性体系的流变性能：n=KD式中，指数n是常数，K和n数值视不同液体而异。K是液体稠度的量度，K值愈大则液体愈粘，对假塑性体系 n1。当 n=l时为牛顿体系。通常用n与1的偏离程度作为非牛顿的量度，与1相差愈大则非牛顿行为愈显著。其实n并不是个严格的常数，只有在很小切变速率范围内，n才接近于常数值。5/4/202495ShenminguX.6胀性体 胀性体系与假塑性体系相反，视粘度随切力的增加而升高，图811是几种悬浮体的实验结果，是典型的胀性体系。将这些实验数据，用对数作图，其结果也都是直线关系，所以式n=KD的指数律也能适用，但在胀性体系中n0。胀性体系（dilatancy system）一词最早由Reynold提出，他发现有些固体粉末的高浓度浆状体在搅动时，其体积和刚性都有增加，故称之为胀性体系。产生胀性的原因是体系中粒子间排列很紧密，静止时粒子间液体占5/4/202496Shenming有的空隙体积最小，搅动时粒子发生重排，使空隙的体积增加，所以体系的总体积有所膨胀。由于空隙增大，粒子接触处的液层量减少，液层间原有润滑作用相应减少，于是增加了流动阻力。广义的胀性体系是：凡是视粘度随切速率的增加而变大的体系，不论在切力作用下其体积有无胀大均称之为胀性体系。5/4/202497Shenming8.胶体化学胶体化学 8.5.2 稀胶体分散体系的黏度稀胶体分散体系的黏度 液体中有质点存在时，液体的流线在质点附液体中有质点存在时，液体的流线在质点附近将会受到干扰，需要消耗额外的能量，因此近将会受到干扰，需要消耗额外的能量，因此溶溶胶或悬浮液的黏度胶或悬浮液的黏度均高于均高于纯溶剂的黏度纯溶剂的黏度。分散相质点的大小、形状、浓度以及质点分散相质点的大小、形状、浓度以及质点与介质的相互作用等均可从体系黏度的变化程度与介质的相互作用等均可从体系黏度的变化程度反映出来。反映出来。设设纯溶剂纯溶剂的粘度为的粘度为 0，大分子，大分子溶液的粘度溶液的粘度为为 ，两者不同的组合得到，两者不同的组合得到不同的粘度表示方法不同的粘度表示方法：5/4/202498Shenming表表8.5.1几种黏度的定义几种黏度的定义名称名称定定义式式*物理意物理意义相相对黏度黏度增比黏度增比黏度比比浓黏度黏度特性黏度特性黏度代表溶液黏度比溶代表溶液黏度比溶剂黏度黏度增加的倍数增加的倍数代表溶代表溶质对黏度的黏度的贡献献代表代表单位位浓度溶度溶质对黏度黏度的的贡献献代表代表单个溶个溶质分子分子对黏度黏度的的贡献献8.胶体化学胶体化学5/4/202499Shenming8.胶体化学胶体化学 对于对于稀胶体稀胶体分散体系和悬浊液分散体系和悬浊液 =0（1+2.5）（8.5.3）式中式中是分散相质点所占的是分散相质点所占的体积分数体积分数。如某些孢子、真菌、聚苯乙烯等质点的稀分散体系如某些孢子、真菌、聚苯乙烯等质点的稀分散体系（CsRbNH4KNaLi一价阴离子对一价阴离子对正溶胶正溶胶的聚沉能力排列顺序的聚沉能力排列顺序 FIO3H2PO4BrO3ClClO3BrNO3ISCN。5/4/2024145Shenming8.胶体化学胶体化学（3）有机化合物的离子具有很强的聚沉能力有机化合物的离子具有很强的聚沉能力表表8.7.2有机化合物的聚沉作用有机化合物的聚沉作用电解解质聚沉聚沉值molm3电解解质聚沉聚沉值molm3KCl氯化苯胺化苯胺氯化化吗啡啡(C2H5)NH3Cl49.52.50.418.20(C2H5)2NH2Cl(C2H5)3NHCl(C2H5)4NCl9.962.790.895/4/2024146Shen