表面活性剂及其作用

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1、表面活性剂及其作用表 面 活 性 剂 分 类常 用 表 面 活 性 剂 类 型胶 束 和 临 界 胶 束 浓 度表 面 活 性 剂 的 重 要 作 用 http:/ 表 面 活 性 剂 分 类表 面 活 性 剂 ： 能 使 水 的 表 面 张 力 明 显 降 低 的 物 质 。 表 面 活 性 剂 分 子 结 构 不 对 称 ， 由 亲 水 的 极 性 基 和 不 亲 水 的 非 极 性 基 构 成 。 http:/ 表 面 活 性 剂 分 类 表 面 活 性 剂 通 常 采 用 按 化 学 结 构 来 分 类 ，分 为 离 子 型 和 非 离 子 型 两 大 类 ， 离 子 型 中 又可 分

2、 为 阳 离 子 型 、 阴 离 子 型 和 两 性 型 表 面 活性 剂 。 显 然 阳 离 子 型 和 阴 离 子 型 的 表 面 活 性剂 不 能 混 用 ， 否 则 可 能 会 发 生 沉 淀 而 失 去 活性 作 用 。 1.离 子 型2.非 离 子 型 阳 离 子 型阴 离 子 型两 性 型表 面 活 性 剂 http:/ 表 面 活 性 剂 分 类阴 离 子 表 面 活 性 剂 RCOONa 羧 酸 盐R-OSO3Na 硫 酸 酯 盐R-SO3Na 磺 酸 盐R-OPO3Na2 磷 酸 酯 盐 http:/ 表 面 活 性 剂 分 类R-NH2HCl 伯 胺 盐阳 离 子 表 面

3、 活 性 剂 CH3 |R-N-HCl 仲 胺 盐 | H CH3 |R-N-HCl 叔 胺 盐 | CH 3 CH3 |R-N+-CH3Cl- 季 胺 盐 | CH3http:/ 表 面 活 性 剂 分 类两 性 表 面 活 性 剂 R-NHCH2-CH2COOH 氨 基 酸 型 CH3 |R-N+-CH2COO- 甜 菜 碱 型 | CH 3http:/ 表 面 活 性 剂 分 类非 离 子 表 面 活 性 剂 R-O-(CH2CH2O)nH脂 肪 醇 聚 氧 乙 烯 醚R-(C6H4)-O(C2H4O)nH烷 基 酚 聚 氧 乙 烯 醚R2N-(C2H4O)nH聚 氧 乙 烯 烷 基 胺

4、R-CONH(C2H4O)nH聚 氧 乙 烯 烷 基 酰 胺R-COOCH 2(CHOH)3H多 元 醇 型http:/ 胶 束 和 临 界 胶 束 浓 度胶束：表 面 活 性 剂 是 双 亲 性 分 子 ， 能 够 在 两 界 面 上 相 对 浓 集 。 溶 解 在 水 中 达 一 定 浓 度 时 ， 其 非 极 性 部 分 会 自 相 结 合 ， 形 成 聚 集 体 ， 使 憎 水 基 向 里 、 亲 水 基 向 外 ， 这 种 多 分 子 聚 集 体 称 为 胶 束 。 随 着 亲 水 基 不 同 和 浓 度 不 同 ， 形 成 的 胶 束 可呈 现 棒 状 、 层 状 或 球 状 等

5、多 种 形 状 。 http:/ 胶 束 和 临 界 胶 束 浓 度 http:/ 胶 束 和 临 界 胶 束 浓 度 http:/ 胶 束 和 临 界 胶 束 浓 度 http:/ 胶 束 和 临 界 胶 束 浓 度 http:/ 胶 束 和 临 界 胶 束 浓 度w 形成胶束的众多表面活性剂分子其亲水的极性基朝外，与水分子相接触；非极性基朝里，被包藏在胶束内部，几乎完全脱离了与水分子的接触。因此以胶束形式存在于水中的表面活性剂是比较稳定的。 http:/ 胶 束 和 临 界 胶 束 浓 度w 临 界 胶 束 浓 度 简 称 CMC 表 面 活 性 剂 在 水 中 随 着 浓 度 增 大 ，

6、 表 面 上 聚 集 的活 性 剂 分 子 形 成 定 向 排 列 的 紧 密 单 分 子 层 ， 多 余的 分 子 在 体 相 内 部 也 三 三 两 两 的 以 憎 水 基 互 相 靠拢 ， 聚 集 在 一 起 形 成 胶 束 。 表 面 活 性 剂 在 水 溶 液中 开 始 形 成 胶 束 的 所 需 最 低 浓 度 称 为 临 界 胶 束 浓度 。 这 时 溶 液 性 质 与 理 想 性 质 发 生 偏 离 ， 在 表 面 张 力对 浓 度 绘 制 的 曲 线 上 会 出 现 转 折 。 继 续 增 加 活 性剂 浓 度 ， 表 面 张 力 不 再 降 低 ， 而 体 相 中 的 胶

7、束 不断 增 多 、 增 大 。 http:/ 胶 束 和 临 界 胶 束 浓 度 http:/ 表 面 活 性 剂 的 用 途表 面 活 性 剂 的 用 途 极 广 ， 主 要 有 五 个 方 面 ：1.润 湿 作 用 表 面 活 性 剂 可 以 降 低 液 体 表 面 张 力 ， 改 变 接触 角 的 大 小 ， 从 而 达 到 所 需 的 目 的 。 例 如 ， 要 农 药 润 湿 带 蜡 的 植 物 表 面 ， 要 在 农药 中 加 表 面 活 性 剂 ； 如 果 要 制 造 防 水 材 料 ， 就 要 在 表 面 涂 憎 水 的表 面 活 性 剂 ， 使 接 触 角 大 于 90 。

8、 http:/ 表 面 活 性 剂 的 用 途2.增 溶 作 用 非 极 性 有 机 物 如 苯 在 水 中 溶 解 度 很 小 ， 加 入油 酸 钠 等 表 面 活 性 剂 后 ， 苯 在 水 中 的 溶 解 度大 大 增 加 ， 这 称 为 增 溶 作 用 。 表 面 活 性 剂 是 由 于 胶 束 而 产 生 增 溶 作 用 的 。在 胶 束 内 部 ， 相 当 于 液 态 的 碳 氢 化 合 物 ， 根据 性 质 相 似 相 溶 原 理 ， 非 极 性 有 机 溶 质 较 易溶 于 胶 束 内 部 的 碳 氢 化 合 物 之 中 ， 形 成 了 增溶 现 象 。 只 有 表 面 活 性

9、 剂 的 浓 度 大 于 临 界 胶束 浓 度 以 上 ， 有 胶 束 形 成 时 才 有 增 溶 作 用 。 http:/ 表 面 活 性 剂 的 用 途 增 溶 作 用 与 普 通 的 溶 解 概 念 是 不 同 的 ， 增 溶的 苯 不 是 均 匀 分 散 在 水 中 ， 而 是 分 散 在 油 酸根 分 子 形 成 的 胶 束 中 。 这 类 系 统 不 同 于 真 溶液 ， 增 溶 系 统 并 未 分 散 至 分 子 水 平 的 均 匀 程度 ， 溶 质 是 已 分 子 集 团 整 体 溶 入 的 。 http:/ 表 面 活 性 剂 的 用 途3.乳 化 作 用 一 种 或 几 种

10、 液 体 以 大 于 10-7m直 径 的 液 珠 分 散在 另 一 不 相 混 溶 的 液 体 之 中 形 成 的 粗 分 散 体系 称 为 乳 状 液 。 水 和 有 机 物 组 成 的 互 不 相 溶 液 体 中 ， 有 机 物统 称 为 油 。 若 油 以 小 液 珠 形 势 存 分 散 在 水 中 ，称 为 水 包 油 型 乳 状 液 (O/W)， 如 牛 奶 就 是 奶油 分 散 在 水 中 形 成 水 包 油 型 乳 状 液 ； 若 水 以小 液 珠 形 式 分 散 在 油 中 ， 称 为 油 包 水 型 乳 状液 (W/O)， 如 含 水 分 的 石 油 。 http:/ 表

11、面 活 性 剂 的 用 途 乳 状 液 一 般 不 稳 定 ， 为 了 获 得 稳 定 的 乳 状 液 ，可 通 过 加 入 表 面 活 性 剂 实 现 ， 称 为 乳 化 作 用 。 只 要 把 少 量 表 面 活 性 剂 加 入 到 两 种 互 不 相 溶的 液 体 之 中 ， 经 过 剧 烈 搅 拌 或 超 声 振 荡 ， 就可 制 成 较 稳 定 的 乳 状 物 。 表 面 活 性 剂 分 子 在油 水 界 面 上 的 吸 附 ， 使 表 面 张 力 减 少 ， 即 使系 统 的 表 面 能 降 低 ， 所 以 系 统 能 够 较 稳 定 存在 。 制 备 不 同 的 乳 状 物 选

12、择 不 同 的 表 面 活 性剂 。 http:/ 表 面 活 性 剂 的 用 途 有 时 为 了 破 坏 乳 状 液 需 加 入 另 一 种 表 面 活 性剂 ， 称 为 破 乳 剂 ， 将 乳 状 液 中 的 分 散 相 和 分散 介 质 分 开 。 例 如 ， 以 某 种 负 离 子 型 表 面 活性 剂 乳 化 的 O/W系 统 可 加 入 另 一 种 正 离 子 型 表面 活 性 剂 ， 使 得 两 种 不 同 的 表 面 活 性 剂 分 子的 极 性 基 互 相 结 合 ， 于 是 深 入 水 中 的 就 是 非极 性 基 ， 原 来 较 稳 定 的 系 统 变 成 不 稳 定 的

13、 了 http:/ 表 面 活 性 剂 的 用 途4.起 泡 作 用 “ 泡 ” 就 是 由 液 体 薄 膜 包 围 着 气 体 。 有 的 表面 活 性 剂 和 水 可 以 形 成 一 定 强 度 的 薄 膜 ， 包围 着 空 气 而 形 成 泡 沫 ， 用 于 浮 游 选 矿 、 泡 沫灭 火 和 洗 涤 去 污 等 ， 这 种 活 性 剂 称 为 起 泡 剂 。 也 有 时 要 使 用 消 泡 剂 ， 在 制 糖 、 制 中 药 过 程中 泡 沫 太 多 ， 要 加 入 适 当 的 表 面 活 性 剂 降 低薄 膜 强 度 ， 消 除 气 泡 ， 防 止 事 故 。 http:/ 表 面

14、 活 性 剂 的 用 途 http:/ 表 面 活 性 剂 的 用 途w 5.洗 涤 作 用 洗 涤 剂 中 通 常 要 加 入 多 种 辅 助 成 分 ， 增 加 对被 清 洗 物 体 的 润 湿 作 用 ， 又 要 有 起 泡 、 增 白 、占 领 清 洁 表 面 不 被 再 次 污 染 等 功 能 。 其 中 占 主 要 成 分 的 表 面 活 性 剂 的 去 污 过 程 可用 示 意 图 说 明 ： http:/ 表 面 活 性 剂 的 用 途A.水 的 表 面 张 力 大 ，对 油 污 润 湿 性 能差 ， 不 容 易 把 油污 洗 掉 。B.加 入 表 面 活 性 剂后 ， 憎 水

15、 基 团 朝向 织 物 表 面 和 吸附 在 污 垢 上 ， 使污 垢 逐 步 脱 离 表面 。C.污 垢 悬 在 水 中 或随 泡 沫 浮 到 水 面后 被 去 除 ， 洁 净表 面 被 活 性 剂 分 子 占 领 。 http:/ http:/ 把 一 种 或 几 种 物质 分 散 在 另 一 种物 质 中 就 构 成 分散 体 系 。 其 中 ，被 分 散 的 物 质 称为 分 散 相 ， 另 一种 物 质 称 为 分 散介 质分 散 相 与 分 散 介 质 例 如 ： 云 ， 牛 奶 ， 珍 珠 http:/ 分 散 体 系 分 类按 分 散 相 粒 子 的 大 小 分 类 ： (Ta

16、ble V-1.1) 分 子 分 散 体 系 (真 溶 液 )胶 体 分 散 体 系粗 分 散 体 系按 分 散 相 和 介 质 的 聚 集 状 态 分 类 ： Table V-1.2 液 溶 胶固 溶 胶气 溶 胶按 胶 体 溶 液 的 稳 定 性 分 类 ： 憎 液 溶 胶亲 液 溶 胶 http:/ 1）按 分 散 相 粒 子 的 大 小 分 类1.分 子 分 散 体 系 (真 溶 液 ) 分 散 相 与 分 散 介 质 以 分 子 或 离 子 形 式 彼 此混 溶 ， 没 有 界 面 ， 是 均 匀 的 单 相 ， 分 子 半 径大 小 在 10-9 m以 下 。 通 常 把 这 种

17、体 系 称 为 真溶 液 ， 如 CuSO4溶 液 。2.胶 体 分 散 体 系 分 散 相 粒 子 的 半 径 在 1 nm100 nm之 间 的体 系 。 目 测 是 均 匀 的 ， 但 实 际 是 多 相 不 均 匀体 系 。 也 有 的 将 1 nm 1000 nm之 间 的 粒 子 归入 胶 体 范 畴 。 http:/ 1）按 分 散 相 粒 子 的 大 小 分 类3.粗 分 散 体 系 当 分 散 相 粒 子 大 于 1000 nm,目 测 是 混 浊 不均 匀 体 系 ， 放 置 后 会 沉 淀 或 分 层 ， 如 黄 河 水 。 http:/ （2）按 分 散 相 和 介 质

18、 聚 集 状 态 分 类1.液 溶 胶将 液 体 作 为 分 散 介 质 所 形 成 的 溶 胶 。 当 分 散相 为 不 同 状 态 时 ， 则 形 成 不 同 的 液 溶 胶 ：A.液 -固 溶 胶 如 油 漆 ， AgI溶 胶B .液 -液 溶 胶 如 牛 奶 ， 石 油 原 油 等 乳 状 液C.液 -气 溶 胶 如 泡 沫 http:/ （2）按 分 散 相 和 介 质 聚 集 状 态 分 类2.固 溶 胶将 固 体 作 为 分 散 介 质 所 形 成 的 溶 胶 。 当 分 散 相为 不 同 状 态 时 ， 则 形 成 不 同 的 固 溶 胶 ：A.固 -固 溶 胶 如 有 色 玻

19、 璃 ， 不 完 全 互 溶 的 合 金B.固 -液 溶 胶 如 珍 珠 ， 某 些 宝 石C.固 -气 溶 胶 如 泡 沫 塑 料 ， 沸 石 分 子 筛 http:/ 2）按 分 散 相 和 介 质 聚 集 状 态 分 类3.气 溶 胶将 气 体 作 为 分 散 介 质 所 形 成 的 溶 胶 。 当 分 散 相为 固 体 或 液 体 时 ， 形 成 气 -固 或 气 -液 溶 胶 ， 但 没有 气 -气 溶 胶 ， 因 为 不 同 的 气 体 混 合 后 是 单 相 均一 体 系 ， 不 属 于 胶 体 范 围 .A.气 -固 溶 胶 如 烟 ， 含 尘 的 空 气B.气 -液 溶 胶

20、如 雾 ， 云 http:/ （ 3） 按 胶 体 溶 液 的 稳 定 性 分 类1.憎 液 溶 胶 半 径 在 1 nm100 nm之 间 的 难 溶 物 固 体 粒 子分 散 在 液 体 介 质 中 ， 有 很 大 的 相 界 面 ， 易 聚 沉 ，是 热 力 学 上 的 不 稳 定 体 系 。 一 旦 将 介 质 蒸 发 掉 ， 再 加 入 介 质 就 无 法 再 形成 溶 胶 ， 是 一 个 不 可 逆 体 系 ， 如 氢 氧 化 铁 溶胶 、 碘 化 银 溶 胶 等 。 这 是 胶 体 分 散 体 系 中 主 要 研 究 的 内 容 。 http:/ （ 3） 按 胶 体 溶 液 的

21、 稳 定 性 分 类2.亲 液 溶 胶 半 径 落 在 胶 体 粒 子 范 围 内 的 大 分 子 溶 解 在 合 适 的 溶 剂 中 ， 一 旦 将 溶 剂 蒸 发 ， 大 分 子 化合 物 凝 聚 ， 再 加 入 溶 剂 ， 又 可 形 成 溶 胶 ， 亲液 溶 胶 是 热 力 学 上 稳 定 、 可 逆 的 体 系 。 http:/ 8.7 溶胶的光学和力学性质 http:/ 光 散 射 现 象 当 光 束 通 过 分 散 体 系 时 ， 一 部 分 自 由 地 通过 ， 一 部 分 被 吸 收 、 反 射 或 散 射 。 可 见 光 的 波长 约 在 400700 nm之 间 。 （

22、1） 当 光 束 通 过 粗 分 散 体 系 ， 由 于 粒 子 大于 入 射 光 的 波 长 ， 主 要 发 生 反 射 ， 使 体 系 呈现 混 浊 。 （ 2） 当 光 束 通 过 胶 体 溶 液 ， 由 于 胶 粒 直 径小 于 可 见 光 波 长 ， 主 要 发 生 散 射 ， 可 以 看 见 乳白 色 的 光 柱 。 （ 3） 当 光 束 通 过 分 子 溶 液 ， 由 于 溶 液 十 分 均匀 ， 散 射 光 因 相 互 干 涉 而 完 全 抵 消 ， 看 不 见 散 射光 。 http:/ 光 是 一 种 电 磁 波 ， 照 射 溶 胶 时 ， 分 子 中 的电 子 分 布 发

23、 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 频 率 相同 的 光 ， 这 就 是 散 射 光 。 溶 胶 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 能 观 察到 散 射 现 象 。 http:/ 一、丁达尔(Tyndall)效应 http:/ 二、布朗（Brown）运动 http:/ 原理：分子固有热运动的体现，无须消耗能量 http:/ 三、扩散 diffusion dxdcDAdtdm D:扩散系数，10-11 m2s-

24、1 而真溶液D10-9 m2s-1数值与粒子半径，介质粘度，温度有关 http:/ 四、沉降和沉降平衡 Sedimentation http:/ 其浓度随高度分布的规律：ghhRTLVnn )(ln 12021 http:/ 2. 沉降： http:/ 8.8 溶胶的电学性质 http:/ 一、电动现象：电泳和电渗 http:/ 电泳； http:/ 电渗: http:/ 电泳速度和应用 http:/ 胶 粒 带 电 的 原 因 （ 1） 胶 粒 在 形 成 过 程 中 ， 胶 核 优 先 吸 附某 种 离 子 ， 使 胶 粒 带 电 。 （ 2） 离 子 型 固 体 电 解 质 形 成 溶

25、胶 时 ， 由 于正 、 负 离 子 溶 解 量 不 同 ， 使 胶 粒 带 电 。 例 如 ：将 AgI制 备 溶 胶 时 ， 由 于 Ag +较 小 ， 活 动 能 力 强 ，比 I-容 易 脱 离 晶 格 而 进 入 溶 液 ， 使 胶 粒 带 负 电 。 例 如 ： 在 AgI溶 胶 的 制 备 过 程 中 ， 如 果AgNO3过 量 ， 则 胶 核 优 先 吸 附 Ag+离 子 ， 使 胶 粒带 正 电 ； 如 果 KI过 量 ， 则 优 先 吸 附 I -离 子 ， 胶粒 带 负 电 。 http:/ （ 3） 可 电 离 的 大 分 子 溶 胶 ， 由 于 大 分 子 本身 发

26、生 电 离 ， 而 使 胶 粒 带 电 。胶 粒 带 电 的 原 因 例 如 蛋 白 质 分 子 ， 有 许 多 羧 基 和 胺 基 ，在 pH较 高 的 溶 液 中 ， 离 解 生 成 PCOO-离 子 而带 负 电 ； 在 pH较 低 的 溶 液 中 ， 生 成 P-NH3+离子 而 带 正 电 。 在 某 一 特 定 的 pH条 件 下 ， 生 成 的 -COO-和 -NH 3+数 量 相 等 ， 蛋 白 质 分 子 的 净 电 荷 为 零 ， 这pH称 为 蛋 白 质 的 等 电 点 。http:/ 三、溶胶粒子的结构胶团（电中性） http:/ 胶团结构 http:/ 四、溶胶粒子的

27、双电层 http:/ （电动电势）：EDur0 http:/ 溶胶是热力学不稳定系统，它的不稳定性是绝对的。聚沉过程：溶胶最终会聚集成大颗粒，当颗粒 聚集到一定程度，溶胶便失去表观 上的均匀性，沉降下来，这个过程 叫聚沉过程。聚沉物：聚沉过程所得到的沉淀物，一般比较 紧密，沉淀过程也较缓慢，这种沉淀物 叫聚沉物。 http:/ 电 解 质 对溶胶稳定性的影响有双重作用。浓度较小时，对溶胶稳定性起促进作用。聚 沉 值 ： 外 加 电 解 质 需 要 达 到 一 定 浓 度 方 能 使溶 胶 发 生 聚 沉 。 使 一 定 量 的 溶 胶 在 一 定 时 间内 完 全 聚 沉 所 需 电 解 质

28、的 最 小 浓 度 叫 聚 沉 值 。1）外加电解质对溶胶聚沉的影响聚 沉 能 力 是 聚 沉 值 的 倒 数 。 聚 沉 值 越 大 的 电解 质 ， 聚 沉 能 力 越 小 ； 反 之 ， 聚 沉 值 越 小 的 电解 质 ， 其 聚 沉 能 力 越 强 。 http:/ 与 胶 粒 带 相 反 电 荷 的 离 子 的 价 数 影 响 最 大 ，价 数 越 高 ， 聚 沉 能 力 越 强 。与 胶 粒 带 相 反 电 荷 的 离 子 就 是 价 数 相 同 ， 其 聚沉 能 力 也 有 差 异 。 例 如 ， 对 胶 粒 带 负 电 的 溶 胶 ， 一 价 阳 离 子 硝酸 盐 的 聚 沉

29、 能 力 次 序 为 ： H+Cs+Rb+NH4+K+Na+Li+ 对 带 正 电 的 胶 粒 ， 一 价 阴 离 子 的 钾 盐 的 聚 沉能 力 次 序 为 ： F-Cl-Br-NO3-I- 这 种 次 序 称 为 感 胶 离 子 序 （ lyotropic series)。 http:/ （ 4） 当 与 胶 体 带 相 反 电 荷 的 离 子 相 同 时 ， 则 另一 同 性 离 子 的 价 数 也 会 影 响 聚 沉 值 ， 价 数 愈 高 ，聚 沉 能 力 愈 低 。 这 可 能 与 这 些 同 性 离 子 的 吸 附 作用 有 关 。 http:/ 2） 不 同 胶 体 的 相

30、互 作 用将 胶 粒 带 相 反 电 荷 的 溶 胶 互 相 混 合 ， 也 会 发 生聚 沉 。与 加 入 电 解 质 情 况 不 同 的 是 ， 当 两 种 溶 胶 的 用量 恰 能 使 其 所 带 电 荷 的 量 相 等 时 ， 才 会 完 全聚 沉 ， 否 则 会 不 完 全 聚 沉 ， 甚 至 不 聚 沉 。3） 大 分 子 化 合 物 对 溶 胶 稳 定 性 的 影 响在 憎 液 溶 胶 中 加 入 某 些 大 分 子 溶 液 ， 加 入 的 量不 同 ， 会 出 现 两 种 情 况 ： 加 入 大 分 子 溶 液 太 少 时 ， 会 促 使 溶 胶 的 聚 沉 ，称 为 敏 化

31、作 用 ； 当 加 入 大 分 子 溶 液 的 量 足 够多 时 ， 会 保 护 溶 胶 不 聚 沉 ， 常 用 金 值 来 表 示大 分 子 溶 液 对 金 溶 液 的 保 护 能 力 。 http:/ 当 加 入 的 大 分 子 物 质 的 量 不 足 时 ， 憎 液溶 胶 的 胶 粒 粘 附 在 大 分 子 上 ， 大 分 子 起 了 一个 桥 梁 作 用 ， 把 胶 粒 联 系 在 一 起 ， 使 之 更 容易 聚 沉 。 1.敏 化 作 用 例 如 ， 对 SiO2进 行 重 量 分 析 时 ， 在 SiO2的溶 胶 中 加 入 少 量 明 胶 ， 使 SiO2 的 胶 粒 粘 附

32、在 明胶 上 ， 便 于 聚 沉 后 过 滤 ， 减 少 损 失 ， 使 分 析 更准 确 。 http:/ 当 憎 液 溶 胶 中 加 入 足 量 大 分 子 溶 液 后 ， 大 分子 吸 附 在 胶 粒 周 围 起 到 保 护 溶 胶 的 作 用 。 用 “ 金值 ” 作 为 大 分 子 化 合 物 保 护 金 溶 胶 能 力 的 一 种 量度 ， 金 值 越 小 ， 保 护 剂 的 能 力 越 强 。 2. 金 值 （ gold number) http:/ http:/ 溶 胶 的 制 备 与 净 化溶 胶 的 制 备 （ 1） 分 散 法 1.研 磨 法 2.胶 溶 法 3.超 声

33、波 分 散 法 4.电 弧 法（ 2） 凝 聚 法 1.化 学 凝 聚 法 2.物 理 凝 聚 法 溶 胶 的 净 化 （ 1） 渗 析 法（ 2） 超 过 滤 法 http:/ 溶 胶 的 制 备 制 备 溶 胶 必 须 使 分 散 相 粒 子 的 大 小 落 在 胶体 分 散 体 系 的 范 围 之 内 ， 并 加 入 适 当 的 稳 定 剂 。制 备 方 法 大 致 可 分 为 两 类 ： （ 1） 分 散 法 用 机 械 、 化 学 等 方 法 使 固 体 的 粒 子变 小 。 （ 2） 凝 聚 法 使 分 子 或 离 子 聚 结 成 胶 粒 http:/ 用 这 两 种 方 法 直

34、接 制 出 的 粒 子 称 为 原 级 粒 子 。 溶 胶 的 制 备 视 具 体 制 备 条 件 不 同 ， 这 些 粒 子 又 可以 聚 集 成 较 大 的 次 级 粒 子 。 通 常 所 制 备 的 溶 胶 中 粒 子 的 大 小 不 是均 一 的 ， 是 一 个 多 级 分 散 体 系 。 http:/ 溶 胶 的 制 备 -研 磨 法1.研 磨 法 用 机 械 粉 碎 的 方 法 将 固 体 磨 细 。 这 种 方 法 适 用 于 脆 而 易 碎 的 物 质 ， 对于 柔 韧 性 的 物 质 必 须 先 硬 化 后 再 粉 碎 。 例如 ， 将 废 轮 胎 粉 碎 ， 先 用 液 氮

35、 处 理 ， 硬 化后 再 研 磨 。 胶 体 磨 的 形 式 很 多 ， 其 分 散 能 力 因 构造 和 转 速 的 不 同 而 不 同 。 http:/ 溶 胶 的 制 备 -研 磨 法盘 式 胶 体 磨 http:/ 溶 胶 的 制 备 -研 磨 法转 速 约 每 分 钟 1万 2万 转 。 A为 空 心 转 轴 ， 与 C盘 相 连 ， 向 一 个 方 向 旋转 ， B盘 向 另 一 方 向 旋转 。 分 散 相 、 分 散 介 质 和稳 定 剂 从 空 心 轴 A处 加 入 ，从 C盘 与 B盘 的 狭 缝 中 飞 出 ，用 两 盘 之 间 的 应 切 力 将 固体 粉 碎 ， 可

36、 得 1000 nm左 右的 粒 子 。 http:/ 溶 胶 的 制 备 -胶 溶 法 胶 溶 法 又 称 解 胶 法 ， 仅 仅 是 将 新 鲜 的 凝 聚胶 粒 重 新 分 散 在 介 质 中 形 成 溶 胶 ， 并 加 入 适 当的 稳 定 剂 。 这 种 稳 定 剂 又 称 胶 溶 剂 。 根 据 胶 核 所 能 吸附 的 离 子 而 选 用 合 适 的 电 解 质 作 胶 溶 剂 。 这 种 方 法 一 般 用 在 化 学 凝 聚 法 制 溶 胶 时 ，为 了 将 多 余 的 电 解 质 离 子 去 掉 ， 先 将 胶 粒 过 滤 ，洗 涤 ， 然 后 尽 快 分 散 在 含 有

37、胶 溶 剂 的 介 质 中 ，形 成 溶 胶 。 http:/ 例 如 ： 溶 胶 的 制 备 -胶 溶 法AgCl (新 鲜 沉 淀 ） AgCl(溶 胶 ）AgNO KCl3加或 Fe(OH)3（ 新 鲜 沉 淀 ） Fe(OH)3 (溶 胶 ）3FeCl加 http:/ 溶 胶 的 制 备 -超 声 分 散 法 3.超 声 分 散 法 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

38、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 。 http:/ 超 声 分 散 法溶 胶 的 制 备 -超 声 分 散 法 http:/ 溶 胶 的 制 备 -电 弧 法 电 弧 法 主 要 用 于 制 备金 、 银 、 铂 等 金 属 溶 胶 。制 备 过 程 包 括 先 分 散 后 凝聚 两 个 过 程 。4.电 弧 法 将 金 属 做 成 两 个 电 极 ，浸 在 水 中 ， 盛 水 的 盘 子 放在 冷 浴 中 。 在 水 中 加 入 少量 NaOH 作 为 稳 定 剂 。 制 备 时 在

39、两 电 极 上 施 加 100V 左 右 的 直 流 电 ，调 节 电 极 之 间 的 距 离 ， 使 之 发 生 电 火 花 ， 这 时 表面 金 属 蒸 发 ， 是 分 散 过 程 ， 接 着 金 属 蒸 气 立 即 被水 冷 却 而 凝 聚 为 胶 粒 。 http:/ 溶 胶 的 制 备 -凝 聚 法 1.化 学 凝 聚 法 通 过 各 种 化 学 反 应 使 生 成 物 呈 过 饱 和 状态 ， 使 初 生 成 的 难 溶 物 微 粒 结 合 成 胶 粒 ， 在少 量 稳 定 剂 存 在 下 形 成 溶 胶 ， 这 种 稳 定 剂 一般 是 某 一 过 量 的 反 应 物 。 例 如

40、 ：A.复 分 解 反 应 制 硫 化 砷 溶 胶 2H3AsO3（ 稀 ） + 3H2S As2S3（ 溶 胶 ） +6H2OB.水 解 反 应 制 氢 氧 化 铁 溶 胶 FeCl 3 （ 稀 ） +3H2O （ 热 ） Fe(OH)3 （ 溶 胶 ）+3HCl http:/ C.氧 化 还 原 反 应 制 备 硫 溶 胶 2H2S(稀 ） + SO2(g) 2H2O +3S (溶 胶 ） Na2S2O3 +2HCl 2NaCl +H2O +SO2 +S (溶 胶 ） E.离 子 反 应 制 氯 化 银 溶 胶 AgNO 3（ 稀 ） + KCl（ 稀 ） AgCl (溶 胶 ） +KNO

41、3D.还 原 反 应 制 金 溶 胶 2HAuCl4(稀 ） + 3HCHO +11KOH 2Au(溶 胶 ） +3HCOOK + 8KCl + 8H2O 溶 胶 的 制 备 -凝 聚 法 http:/ 2.物 理 凝 聚 法 A. 更 换 溶 剂 法 利 用 物 质 在 不 同 溶 剂 中 溶 解 度 的 显 著 差 别来 制 备 溶 胶 ， 而 且 两 种 溶 剂 要 能 完 全 互 溶 。 例 1.松 香 易 溶 于 乙 醇 而 难 溶 于 水 ， 将 松 香 的 乙醇 溶 液 滴 入 水 中 可 制 备 松 香 的 水 溶 胶 。 例 2.将 硫 的 丙 酮 溶 液 滴 入 90 左

42、右 的 热 水 中 ，丙 酮 蒸 发 后 ， 可 得 硫 的 水 溶 胶 。溶 胶 的 制 备 -凝 聚 法 http:/ 将 汞 的 蒸 气 通 入 冷 水 中 就 可 以 得 到 汞的 水 溶 胶 。4金 属 钠 ， 2苯 ,5液 氮 。 B.蒸 气 骤 冷 法溶 胶 的 制 备 -凝 聚 法罗 金 斯 基 等 人 利 用 下 列 装 置 ， 制 备 碱 金 属的 苯 溶 胶 。 先 将 体 系 抽 真 空 ，然 后 适 当 加 热 管 2和 管4， 使 钠 和 苯 的 蒸 气 同时 在 管 5 外 壁 凝 聚 。 除去 管 5中 的 液 氮 ， 凝 聚在 外 壁 的 混 合 蒸 气 融化

43、 ， 在 管 3中 获 得 钠 的苯 溶 胶 。 http:/ 溶 胶 的 净 化 在 制 备 溶 胶 的 过 程 中 ， 常 生 成 一 些 多 余 的电 解 质 ， 如 制 备 Fe(OH)3溶 胶 时 生 成 的 HCl。 少 量 电 解 质 可 以 作 为 溶 胶 的 稳 定 剂 ， 但 是 过多 的 电 解 质 存 在 会 使 溶 胶 不 稳 定 ， 容 易 聚 沉 ， 所以 必 须 除 去 。 净 化 的 方 法 主 要 有 渗 析 法 和 超 过 滤 法 。 http:/ （ 1） 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

44、半 透 膜制 成 的 容 器 内 ， 膜 外放 纯 溶 剂 。 溶 胶 的 净 化 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 。 http:/ 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

45、 ， 这 样可 以 提 高 净 化 速 度 。这 种 方 法 称 为 电 渗析 法 。（ 1） 渗 析 法 溶 胶 的 净 化 http:/ 用 半 透 膜 作 过 滤 膜 ，利 用 吸 滤 或 加 压 的 方 法使 胶 粒 与 含 有 杂 质 的 介质 在 压 差 作 用 下 迅 速 分离 。（ 2） 超 过 滤 法 溶 胶 的 净 化 将 半 透 膜 上 的 胶粒 迅 速 用 含 有 稳 定 剂的 介 质 再 次 分 散 。 http:/ 2） 电 超 过 滤 ： 溶 胶 的 净 化 有 时 为 了 加快 过 滤 速 度 ， 在半 透 膜 两 边 安 放电 极 ， 施 以 一 定电 压 ，

46、 使 电 渗 析和 超 过 滤 合 并 使用 ， 这 样 可 以 降低 超 过 滤 压 力 。 http:/ 第 八 章 表 面 现 象 与 分 散 系 统 http:/ 一、比表面能PTdef AG , dAVdpSdTdG dAG pT ,)( pApT TAS , dATS pA ,STGHU dASdTG p )(http:/ 三、Young-Laplace 公式 : p=2/r 附加压力的方向总是指向球心RTrMppr 2ln grh 2 cos2 gR http:/ 六、Langmuir单分子层吸附等温式bpbpVVV mm 1 dcdRTc http:/ 胶团结构 http:/ 九、溶胶的聚沉和絮凝 http:/