第八章-胶体和乳状液要点课件.ppt
《第八章-胶体和乳状液要点课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第八章-胶体和乳状液要点课件.ppt(87页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、1,第三节 溶胶及其基本性质,第一节 分散系,第八章 胶体和乳状液,第四节 高分子溶液,第五节 凝胶和膜平衡,第二节 表面自由能与吸附作用,2,第一节 分 散 系,一、分散系分类,二、胶体分散系,3,将一种或几种物质的微粒分散在另外一种介质中所形成的系统称为分散系。其中被分散的物质称为分散质或分散相,而容纳分散相的连续介质称为分散介质或分散剂。,一、分散系分类,(一)分散系概念,4,1.均相系统和非均相系统,(1)相:把物理性质和化学性质完全相同的一部分称为一个相。(2)均相系统(单相系统):把分散相与分散介质均在同一相的分散系称为均相系统。(3)非均相系统(多相系统):把分散相和分散介质为非
2、同一相的分散系称为非均相系统。,(二)分散系分类,5,2.按分散相粒子大小分类 粗分散系 溶胶分散系 胶体分散系 大分子溶液 分子分散系 缔合胶体,6,表 81 三类分散系比较,7,二、胶体分散系,胶体是分散系的一种,其分散相粒子的直径在1100 nm范围内,即一种或几种物质以00 nm的粒径分散于另一种物质中所构成的分散系统称为胶体分散系。,8,第二节 表面自由能与吸附作用,一、比表面和表面自由能,二、吸附现象,9,一、比表面和表面自由能,1.比表面(S0)表面现象与物质的表面积密切相关。一定体积或一定量物质的分散程度愈大,表面积就愈大。通常用比表面S0表示多相分散系统的分散程度。,当固体或
3、液体分散的愈细小,比表面愈大,表面现象愈显著。例如半径为r的球形体,其比表面为,10,上式表明,当固体或液体分散得愈细小,比表面So愈大,表面现象就愈显著。,11,2.表面自由能和表面张力,液体表面都有自动缩成最小的趋势。,欲使液体内部分子移到界面,必须克服内部分子间的引力而对系统作功。,分子在液体内部和表面受力情况,表面分子合力0,(1)表面自由能,12,在等温等压下增加液体表面积dA所消耗的功为,式中为比例系数,是使液体增加单位表面积所做的非体积功,这种增加系统的表面积所做的功称为表面功。,表面功以势能的形式储存于表面上,所以表面层分子比内部分子多含一部分能量,这一多余的能量称为表面Gib
4、bs能或表面自由能。,13,表面自由能是产生表面现象的根本原因。,比表面自由能:在等温等压下,增加单位表面积时,系统表面自由能的增量。即单位面积的表面层分子比同量的内部分子多出的自由能。因而称为比表面Gibbs能,简称为比表面能。单位:Jm-2,14,(2)表面张力,W=FdxW=dAFdx=dA=2ldx,:是作用在液体表面单位长度上的表面收缩力,故称表面张力,单位Nm。其方向与液体表面相切。(一些物质的表面张力见P188表8-2),15,同种物质的表面张力和比表面能是同一物理现象的两种不同描述,它们从不同的角度(前者是力,后者为能量)反映系统的表面特征,其数值完全相等,但具有不同的物理意义
5、和不同的单位。我们研究物质表面作用力时,常用较为直观地表面张力的概念;研究物质热力学性质时,常用比表面的概念。,16,二、吸附现象,当一种物质在另一种物质中高度分散时,其表面积很大,相应的表面自由能也会很大,这是一个热力学不稳定状态,系统会自发的向着自由能减少的方向进行。,途径,降低表面张力吸附,缩小表面积,如液滴的合并和结晶。,17,固体表面积和在容器中的液体表面积无法自动缩小,只能通过吸附降低系统的表面能。,1.固体表面的吸附,吸附是一种物质的分子、原子或离子自动地附着在另一种物质表面上的现象。例如制糖工业中用活性炭脱色。,像活性炭这种具有吸附作用的物质称为吸附剂。,被吸附剂吸附的物质称为
6、吸附质。,18,(1)气体在固体表面上的吸附,在气-固吸附系统中,同时存在着两个相反的过程:,吸附平衡是一个动态平衡。,吸附量是衡量吸附平衡时,吸附剂吸附气体能力大小的物理量。是指在一定温度下,吸附平衡时,单位质量的吸附剂所吸附气体的体积(换算成标准状况下的体积)或气体的物质的量。,19,气体在固体表面上的吸附过程:G0,S0,吸附的热力学特征:,低温吸附,高温解吸。,等温等压G=H-TS推知H=G+TS0,吸附放热,20,吸附:物理吸附和化学吸附,同时存在,物理吸附和化学吸附 特点,21,固体在溶液中的吸附与吸附剂、溶质和溶剂三者间的相互作用有关。由如下经验规律:(1)极性愈相近,愈优先吸附
7、;(2)溶解度愈小的溶质愈易被吸附;(3)一般溶液的吸附是放热过程,所以吸附的量随温度升高而降低。,(2)溶液在固体表面上的吸附,液体在固体表面上的吸附比较复杂,吸附剂既可吸附溶质,也可吸附溶剂,往往二者兼有。,22,(1)液体的表面张力,一类表面张力随浓度的增加而略有上升。二类表面张力随浓度的增加缓慢下降。三类表面张力随浓度的增加先急剧下降,当浓度超过一定值后,下降变慢,直至不再变化。,2.液体表面上的吸附,水溶液表面张力与浓度的关系,盐、酸、碱等,低级醇、醛、酮、羧酸等,含8个碳原子以上的直链有机酸盐等,23,(2)液体表面吸附(自学),当一定时(系统组成不变,小液滴自动聚集)dG=dA
8、若dG0,则dA0 表面积缩小自发过程。,溶液在一定温度、压力下,系统的表面自由能G=A 系统表面能的微小改变为dGp,T=dA+Ad,24,当A一定时(固体.液体吸附),dG=Ad 若dG0,则d0.表面张力减小过程。,和A均减小(润湿现象),对于表面积一定的溶液,降低系统表面自由能的惟一途径是尽可能的降低溶液的表面张力。,25,1876年J.W.Gibbs推出吸附公式:,(/c)T:T一定时,表面张力随溶液浓度的变化率,:一定T下,溶液单位面积表面与溶液内部相比时溶质的过剩量(即吸附量)molcm-2,(/c)T 0,c表c内 正吸附表面活性,(/c)T0,则0,c表c内 负吸附表面惰性,
9、26,定义:凡是能产生正吸附(随溶质的加入,溶液表层的浓度大于内部的浓度,表面张力降低的吸附)的物质称为表面活性物质或表面活性剂,即使液体表面的表面自由能发生明显降低,这些物质即称为表面活性剂。表面活性剂主要应用于洗涤、纺织等行业,其他应用几乎可以覆盖所有的精细化工领域。,3.表面活性剂,27,表面活性剂的结构特点,亲水基,疏水基(亲脂基),极性基团,如:-OH、-SH-COOH、-SO3H,非极性基团,一般为818碳的直链烃或环烃,含有双亲基团,28,性质:表面吸附;在溶液表面上定向排列;在溶液内部形成缔合胶束-增溶作用。,在溶液内部形成的表面活性剂分子的缔合体称为胶束。由胶束形成的溶液称为
10、缔合胶体。,29,胶束具有不同的形状,不具有表面活性。,表面活性剂在水溶液中明显形成胶束的浓度称为临界胶束浓度。,30,定义:由一种(或几种)液体以液珠的形式分散在另一种不相溶的液体中所形成的多相分散系。其分散的液珠直径大于100nm,故乳状液是粗分散系统。性质:属热力学不稳定系统。系统的表面自由能很高,倾向于由小液滴大液滴分层。,4.乳状液,31,(1)乳状液的类型,类型鉴别 染色法:用只能在一相中溶解的染料来鉴别 稀释法:以溶剂稀释后的稳定性鉴别,O/W型乳状液,W/O型乳状液,32,(2)乳状液的稳定性与乳化作用,乳化剂和乳化作用 能够使乳状液稳定存在的物质称为乳化剂。乳化剂有稳定乳状液
11、的作用称为乳化作用。常用的乳化剂多为表面活性剂。,乳化剂具有乳化作用的原因:在分散相液滴周围形成保护膜;在相界面上定向排列降低界面张力;如:胆汁酸盐乳化油脂极小乳滴肠壁吸收。,33,乳化剂决定乳状液的类型:一般说来,亲水性强的乳化剂形成O/W型乳状液;而亲油性强的乳化剂形成W/O型乳状液。乳状液和乳化作用在生物学和医药卫生实践中具有很重要的意义。油脂在体内的消化、吸收和运输都依赖于乳化作用;临床上的外用剂和内服剂、人造血液、静脉注射液,抗菌防腐剂等都应用到乳化剂;同时消毒、杀菌等药剂常制成乳状液以提高药效。,34,第三节 溶胶的基本性质,四、溶胶相对稳定的因素和聚沉,一、溶胶的制备和净化,二、
12、溶胶的基本性质,三、胶团结构,35,制备方法,分散法,凝聚法,研磨法,胶溶法,化学凝集法,改换溶剂法,一、溶胶的制备,超声法,电弧法,36,1.分散法:用适当的方法在稳定剂存在下将大颗粒固体分散成胶粒的方法。2.研磨法:用胶体磨把大颗粒固体磨细,在研磨时要加入稳定剂。3.胶溶法:使暂时凝集起来的分散相又重新分散的方法。,37,4.凝集法:先形成难溶物质的过饱和溶液,再使难溶物质的颗粒相互凝集形成胶粒而得到溶胶。5.化学凝集法:利用化学反应使产物凝集而形成溶胶。6.改换溶剂法:利用分散相在两种不同分散介质中的溶解度相差悬殊的特点制备溶胶。,38,渗析法是基于溶胶粒子不能透过半透膜,而小分子和小离
13、子能透过的性质,将溶胶中的过量的电解质等杂质除去。若稍稍加热可提高渗析速率。在外加电场的作用下进行渗析可增加离子的迁移速率,称为电渗析法。,超滤法是在减压或加压下使溶胶经半透膜过滤,以除去杂质来净化溶胶的方法。,39,(一)胶粒不能透过半透膜 滤纸(10005000nm):能透过 过滤瓷板(100nm):能透过半透膜(0.2nm):不能透过,二、溶胶的基本性质,溶胶系统具有高分散性、多相性和热力学不稳定性。,40,图8-1 丁铎尔现象,41,分散系统对光的照射可发生吸收、反射、散射等作用,吸收主要由分散系中的化学结构引起,而反射和散射则与分散相粒子大小有关。当分散粒子的大小和光的波长接近或略小
14、时,光波被分散粒子散射,因此可从垂直方向观察到散射光带;若粒径大于波长,则光波以一定的角度从粒子表面反射出来,看不到散射光带;溶液分散系粒径远小于光波的波长,光的传播不受粒子的物理阻挡,以透射和吸收为主。,42,影响散色光强的因素,Rayleigh散射光强的公式,式中I0入射光强度 I 散射光强度 入射光波长 c 溶胶粒子浓度 V 单个溶胶粒子体积 n1分散相的折射率 n2 分散介质的折射率,43,I与4成反比,愈短,I 愈大;(天空兰色),n愈大,I 愈大;当n=n2时,散射光消失。(高分子溶液均相,散射光很弱)。,IV 2c,V、c愈大,I 愈大 混悬液乳光的强度称为浊度,由浊度计可以测定
15、溶胶的浓度,由浓度可测出粒子的体积,从而了解溶胶粒子的大小。,44,(三)溶胶的动力学性质,溶胶粒子时刻处于无规则的运动状态,因而表现出扩散、渗透、沉降等与溶胶粒子大小及形状等属性相关的运动特性,称为动力学性质。,1.布朗运动,溶胶粒子在介质中作不停地作无规则运动的现象称为布朗(Brown)运动。如图8-2,45,图8-2 布朗运动,46,2 扩散和沉降平衡,溶胶的胶粒较小,扩散和沉降两种作用同时存在。当沉降速度等于扩散速度,系统处于沉降平衡状态,这时,胶粒的分散密度从上到下逐渐增大,形成一个稳定的分散密度梯度(图8-3)。,图8-3 沉降平衡分散密度梯度,47,(四)溶胶的电学性质电泳和电渗
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第八 胶体 乳状液 要点 课件

链接地址:https://www.31ppt.com/p-4095381.html