4.3胶体溶液（课件）-《无机化学》同步教学（北京出版社）

第四章 溶液 Atomic Structure Chapter 1 内容提要 溶液 稀溶液的依数性 胶体溶液 本章主要介绍溶液浓度的表示方法以及表示方法间的换算、稀溶液的依数性、胶体溶液的基本概念、溶胶的稳定性和聚沉、高分子化合物溶液和凝胶的基本性质。 熟练掌握溶液的配制方法和浓度计算；熟练利用溶胶稳定性和聚沉的基本知识在实验和生活中的应用。 学习目的和能力要求 1.掌握溶液浓度的表示方法以及表示方法间的换算、渗透压的基本概念、溶胶和高分子化合物溶液的组成。 2.熟悉溶胶的形成及胶粒带电的原因、溶胶的稳定性和聚沉、高分子化合物溶液和凝胶的基本性质。 3.了解稀溶液的依数性的基本内容及其计算。 知识要求 溶液和胶体溶液——— 自然界中常见的一类分散体系。 一种物质或几种物质分散在另一种物质中所形成的体系称为分散体系，简称分散系。 其中被分散的物质称为分散相或分散质；而容纳分散相的连续介质称为分散介质或分散剂。 分散系类型 分散相组成 分散相 粒子直径 特征 分子和离子 分散系 真溶液 低分子或离子 <1nm 均相、透明、均匀 稳定、不沉降 胶体分散系 溶胶 分子、离子或 原子的聚集体 1nm~100nm 非均相、不均匀、有相对稳定性、不易沉降 高分子 溶液 单个高分子 1nm~100nm 均相、透明、均匀、 稳定、不沉降 粗分散系 悬浊液 固体颗粒 >100nm 非均相、不透明、 不均匀 乳浊液 液体小滴 >100nm 不稳定、能自动分层 分散系类型及其特征 第三节 胶体溶液 胶体分散系在自然界中普遍存在，与人类的生活及环境密切相关，并且在医学上也有其重要的意义。 例如，构成机体组织的蛋白质、核酸、糖原等都是胶体物质；血液、细胞液、淋巴液等具有胶体的性质。 胶体分散系包括溶胶和高分子溶液。 胶体分散系是物理化学性质特殊的高度分散体系。胶体分散系分散程度高，具有很大的相界面，它与表面现象有着密切的联系，因此了解和掌握胶体分散系及表面现象的有关知识是十分必要的。 胶体化学的发展简史 ——胶体化学是一门古老而又年轻的学科 祖先制造陶器、汉朝利用纤维造纸、后汉发明墨水、豆腐制作等等。 古埃及利用木材浸水膨胀来破裂山岩。 1777年瑞典化学家做木炭吸附气体的实验。 1809年俄国化学家发现土粒的电泳现象。 1829年英国植物学家Brown观察花粉的布朗运动。 1861年胶体化学作为一门学科，创始人英国科学家Thomas Graham。 1907年 第一本胶体化学专门刊物《胶体化学工业杂志》创刊；（胶体化学真正作为一门独立学科）。 国内目前尚无一本正式出版的胶体与界面化学杂志。 溶胶分散相的粒子有许多分子聚集而成，高度分散在不相溶的介质中。 溶胶不是一类特殊的物质，而是任何物质都可以存在的一种特殊状态。 一、溶胶的性质和结构 1．溶胶的光学性质 （一）溶胶的性质 在暗室里让一束聚焦的光通过溶胶，在与光束垂直的方向可以看到一个圆锥形光柱。这一现象是英国物理学家丁铎尔在1869年首先发现的，故称为丁铎尔现象。 2．溶胶的力学性质 1827年，英国植物学家布朗用显微镜观察悬浮在水中的花粉时，发现花粉微粒在不停地做不规则运动。后来人们发现其他粒子如胶粒也在不停地进行着不规则的运动，并且粒子越小，温度越高，运动也就越快。粒子的这种不规则运动称为布朗运动。 （1）布朗运动 （一）溶胶的性质 胶粒的 Brown 运动是由于胶粒受到处于不停运动的分散介质分子撞击，其合力不为零而引起的。 并不需要外加能量，是分子故有的热运动的表现。 布朗运动 （2）扩散 在生物体内，扩散是物质输送或物质分子通过细胞膜的推动力之一。 溶胶的分散相粒子由于Brown 运动，能自动地从浓度较高处移向浓度较低处，这种现象称为扩散。 2．溶胶的力学性质 （3）沉降平衡 溶胶在放置过程中，密度大于分散介质的胶粒，在重力作用下要沉降下来；但另一方面由于胶粒的 Brown 运动引起的扩散作用又力图促使浓度均一。 当上述两种方向相反的作用达到平衡时，越靠近容器的底部，单位体积溶液中的胶粒的数目越多；越靠近容器的上方，单位体积溶胶中的胶粒的数目越少，形成了一定的浓度梯度，这种现象称为沉降平衡。 2．溶胶的力学性质 3．溶胶的电学性质 溶胶的电学性质研究较多、应用较广的电动现象是电泳和电渗。 （一）溶胶的性质 电泳装置