胶体化学核心知识点.doc

胶体的定义及分类胶体(Colloid)又称胶状分散体(colloidaldispersion)是一种较均匀混合物,在胶体中含有两种不同状态的物质,一种分散相,另一种连续相。分散质的一部分是由微小的粒子或液滴所组成,分散质粒子直径在1~100nm之间的分散系是胶体;胶体是一种分散质粒子直径介于粗分散体系和溶液之间的一类分散体系,这是一种高度分散的多相不均匀体系。按照分散剂状态不同分为:气溶胶——以气体作为分散剂的分散体系。其分散质可以是液态或固态。(如烟、雾等)液溶胶——以液体作为分散剂的分散体系。其分散质可以是气态、液态或固态。(如Fe(OH)3胶体)固溶胶——以固体作为分散剂的分散体系。其分散质可以是气态、液态或固态。(如有色玻璃、烟水晶)按分散质的不同可分为:粒子胶体、分子胶体。如:烟,云,雾是气溶胶,烟水晶,有色玻璃、水晶是固溶胶,蛋白溶液,淀粉溶液是液溶胶;淀粉胶体,蛋白质胶体是分子胶体,土壤是粒子胶体。胶体的不同表征式胶体分散体系分为单分散体系和多分散体系。单分散系表征可以用分散度、比表面积法(不规则形状包括单参数法,双参数法和多参数法)多分散体系可以用列表法、作图法,如粒子分布图,粒子累计分布图。用激光粒度分析仪测定。胶体的稳定性一般用zeta电位来表征。zeta电位为正,则胶粒带正电荷,zeta电位为负,则胶粒带负电荷。zeta电位绝对值越高,稳定性越好,分散度越好,一般绝对值>30mV说明分散程度很好。胶体的流变性表征—黏度。可用毛细管黏度计,转筒黏度计测定。;比色计和浊度仪,分别说明它们的检测原理比色计它是一种测量材料彩色特征的仪器。比色计主要用途是对所测材料的颜色、色调、色值进行测定及分析。工作原理:仪器自身带有一套从淡色到深色,分为红黄蓝三个颜色系列的标准滤色片。仪器的工作原理是基于颜色相减混合匹配原理。罗维朋比色计目镜筒的光学系统将光线折射成90°并将观察视场分成可同时观察的左右两个部分,其中一部分是观察样品色的视场;另一部分是观察参比色(即罗维朋色度单位标准滤色片)的视场。适当选择滤色片组合以达到与被测样品颜色的最佳匹配,此时仪器显示的罗维朋滤色片量值即为被测样品的测量结果。浊度仪浊度仪,又称浊度计。可供水厂、电厂、工矿企业、实验室及野外实地对水样浑浊度的测试。该仪器常用于饮用水厂办理QS认证时所需的必备检验设备。工作原理:浊度是表现水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度。水中含有泥土、粉尘、微细有机物、浮游动物和其他微生物等悬浮物和胶体物都可使水中呈现浊度。浊度仪(浊度计)采用90°散射光原理。由光源发出的平行光束通过溶液时,一部分被吸收和散射,另一部分透过溶液。与入射光成90°向的散射光强度符合雷莱公式:Is=((KNV2)/λ)×I0其中:I0——入射光强度Is——散射光强度N——单位溶液微粒数V——微粒体积λ——入射光波长K——系数在入射光恒定条件下,在一定浊度围,散射光强度与溶液的混浊度成正比。上式可表示为:Is/I0=K′N(K′为常数)根据这一公式,可以通过测量水样中微粒的散射光强度来测量水样的浊度。?布朗运动看起来复杂而无规则,在一定条件下,在一定时间粒子所移动的平均位移却具有一定的数值。爱因斯坦利用分子运动论,假定胶体粒子为球形的前提下,提出如下布朗公式:x粒子沿X向平均位移;t为观察时间;η为介质粘度;r为粒子半径;NA阿伏加德罗常数扩散——存在浓度梯度时,物质粒子因热运动(Brown运动)而发生宏观上的定向迁移现象,称为扩散。扩散的推动力:浓度梯度描述扩散的基本定律:Fick第一定律和第二定律Fick第一定律(Fick’sfirstlaw):沿X向发生扩散时,在dt时间通过截面积A的物质的量可表示为:D称为扩散系数,其物理意义是在单位浓度梯度下,在单位时间通过单位截面的物质的量。D的单位m2·s-1对于球形粒子,扩散系数D可用爱因斯坦—斯托克斯程计算:R和L分别为气体常数和阿伏加德罗常数;η为介质粘度;r为球形粒子的半径;T为温度Fick第二定律(Fick`ssecondlaw):在扩散向上某一位置的浓度随时间的变化率存在以下关系:1905年,爱因斯坦假设粒子为球形,推导出粒子在t时间的平均位移x与扩散系数D之间的关系:上式著名的爱因斯坦—布朗(Einstein-Brown)运动公式,它揭示了布朗运动与扩散的在联系,扩散是布朗运动的宏观表现,布朗运动是扩散的基础。,试说明电解质投加电解质投加的选用依据。电解质的聚沉能力有两种表示法:聚沉值(或临界聚沉浓度):指定条件下,使胶体沉淀所需的最低浓度,以mmol·L-1表示;聚沉率:即聚沉值的倒数。电解质起聚沉作用