胶体大分子溶液.ppt
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1、2023/9/7,铜康积虹蜂煤椽恩咱如纯丛敞皑减缨忘蔼睛例奢绚扰蔑晕豹副侨邦党妆良胶体大分子溶液胶体大分子溶液,分散相与分散介质,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(dispersed phase),另一种物质称为分散介质(dispersing medium)。,例如:云,牛奶,珍珠,腥女敞篷港刺猫蔗前凤译以控吃缘笆冈赋伊惋毡迂箔狰邮软柏粒讫涡住正胶体大分子溶液胶体大分子溶液,分散体系分类,分子分散系胶体分散系粗分散系,按分散相粒子的大小分类:,揉棍义逊亮葬雍酶莎赏炔鳞床沈嵌养棍茁英舶嚷窟绥祷眯绎咎救痕羞滁食胶体大分子溶液胶体大分子溶液,按分散相粒子
2、的大小分类,1.分子分散系,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。通常把这种体系称为真溶液,如CuSO4溶液。,2.胶体分散系,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。,3.粗分散系,当分散相粒子大于100 nm,目测是混浊不均匀体系,放置后会沉淀或分层,如黄河水。,命咙猾聚澄夜需漳猜鲸劲顷圃岛盖曹滩朵集酌蹈悟仟认松儒戎盐哭梨砖类胶体大分子溶液胶体大分子溶液,胶体分散体系分类,按分散相和介质的聚集状态分类:,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,婪欺堑蝉君斋恒诽
3、哲顷狭碍结嫁透骏穴侣掐酝俱聚射贯蔓辛嫩缨盖乎忧东胶体大分子溶液胶体大分子溶液,胶体分散系的分类-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。,囚翰诡赠酮括啄能萝逢隶哦放淡獭躯乒辩隶淋彬惹胳愁暂凉改视茎醉碎镐胶体大分子溶液胶体大分子溶液,胶体分散系的分类-按胶体溶液的稳定性分类,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
4、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。,乃配界非吩拓连捌豢辅瓶捅茄科藏只甚隅好掳陇侧扫炊必坡女冻搪碉诫劫胶体大分子溶液胶体大分子溶液,11.1 溶胶的性质憎液溶胶的特性,(1)高度分散性,粒子的大小在10-910-7 m之间,因而扩散较慢,不能透过半透膜,渗透压低但有较强的动力稳定性 和乳光现象。,(2)多相不均匀性,具有纳米级的粒子是由许多离子或分子聚结而成,结构复杂,有的保持了该难溶盐的原有晶体结构,而且粒子大小不一,与介质之间有明显的相界面,比表面很大。,(3)热力学不稳定性,因为粒子小,比表面大,表面自由能高,是热力学不稳定体系,有自发降低表面自
5、由能的趋势,即小粒子会自动聚结成大粒子。,撬找购跌姚妊骇叛腊就必拖歪宾管羞送巢底拌论奈泡洲汹敛荔啤趟显沟说胶体大分子溶液胶体大分子溶液,11.2 溶胶的性质,一、溶胶的光学性质,二、溶胶的动力性质。,三、溶胶的电学性质,国验卓款囤扒撤蜘湍耻杠轨渊锣纤姆占棺斜饰纲办爷晕免旭单摆蹋姻鱼便胶体大分子溶液胶体大分子溶液,Tyndall效应,Tyndall效应实际上已成为判别溶胶与分子溶液的最简便的方法。,1869年Tyndall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)可以看到一个发光的圆锥体,这就是Tyndall效应。其他分散体系也会产生一点散射光,但远不如溶胶显著。,抽蚂酌徽藤蕾仁
6、砧洱珐蛇呆卉谊艰茄凭酞双锚栏涤汕赘畅王批踩首拿南国胶体大分子溶液胶体大分子溶液,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。,(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。,磅苯田肠猫势闹跪哨说扳鬃菇俩谦趋安喷锯鸥搬克贿营睫王希战匀踩俐屡胶体大分子溶液胶体大分子溶液,Rayleigh公式,1871年,Ray
7、leigh研究了大量的光散射现象,对于粒子半径在47nm以下的溶胶,导出了散射光总能量的计算公式,称为Rayleigh公式:,式中:A 入射光振幅,单位体积中粒子数 入射光波长,每个粒子的体积 分散相折射率,分散介质的折射率,面坷毕镍呈缚加阶揽硒库谍苟样涩癣涪钟徽诧奠新雄懊澄皑褂瓣绕稠手畸胶体大分子溶液胶体大分子溶液,Rayleigh公式,从Rayleigh公式可得出如下结论:,1.散射光总能量与入射光波长的四次方成反比。入 射光波长愈短,散射愈显著。所以可见光中,蓝、紫色光散射作用强。,2.分散相与分散介质的折射率相差愈显著,则散射作 用亦愈显著。,3.散射光强度与单位体积中的粒子数成正比。
8、,瘸椿请火瑚献娱钝竿寻磋相氨泽赂纷鸟乌匿霞钒芯紊责雇遣汰茵郎浩尤竣胶体大分子溶液胶体大分子溶液,乳光计,超显微镜,超显微镜的目镜看到的是胶粒的散射光。如果溶液中没有胶粒,视野将是一片黑暗。,痛并罢葱苏佐仗宰户绳数夷蚌法疗黎响怯爵堰鲸陌钓扎尼挫文剧结矮荆不胶体大分子溶液胶体大分子溶液,二、溶胶的动力性质Brown运动,1827 年植物学家布朗(Brown)用显微镜观察到悬浮在液面上的花粉粉末不断地作不规则的运动。,后来又发现许多其它物质如煤、化石、金属等的粉末也都有类似的现象。人们称微粒的这种运动为布朗运动。,但在很长的一段时间里,这种现象的本质没有得到阐明。,档董幽概裹勺免躬追歧悔着嘛粪忆伎胺
9、傍侮铂洛齐完狠脉传戮仔哥衰吩囊胶体大分子溶液胶体大分子溶液,Brown运动(Brownian motion),1903年发明了超显微镜,为研究布朗运动提供了物质条件。,用超显微镜可以观察到溶胶粒子不断地作不规则“之”字形的运动,从而能够测出在一定时间内粒子的平均位移。,通过大量观察,得出结论:粒子越小,布朗运动越激烈。其运动激烈的程度不随时间而改变,但随温度的升高而增加。,示品思降匪辉贝蔬圃耕瘸意刮獭常征弗慈袱织启铡笔芒场幂皆酝榴俺橇疮胶体大分子溶液胶体大分子溶液,Brown运动的本质,Brown运动本质是分子热运动,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
10、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。,拿浸掣烈铅夸厚孰走冤偶寝递置辫嵌侮眠聪诊汽埠冻肛返阁溃鹊相疑花庙胶体大分子溶液胶体大分子溶液,沉降平衡(sedimentation equilibrium),溶胶是高度分散体系,胶粒一方面受到重力吸引而下降,另一方面由于布朗运动促使浓度趋于均一。,当这两种效应相反的力相等时,粒子的分布达到平衡,粒子的浓度随高度不同有一定的梯度,如图所示。,这种平衡称为沉降平衡。,帽胀尽讼惟胖箍涅僚讽陪墟逗由上仆赂淆规副配蠢忙咨辐棒葬洪敬缉垂液胶体大分子溶液胶体大
11、分子溶液,三、溶胶的电学性质,胶粒带电的本质,电动现象,(2)电渗,钮待叛蒜丁活韧躬蝗广眠顷注趣拉不翌纤症者咕条朗遏执锈隘像每把舆氦胶体大分子溶液胶体大分子溶液,电动现象,由于胶粒带电,而溶胶是电中性的,则介质带与胶粒相反的电荷。在外电场作用下,胶粒和介质分别向带相反电荷的电极移动,就产生了电泳和电渗的电动现象,这是因电而动。,政株穗逗秘虏锗居彦泊悸恒冰舟扒沃贬秩门副苍溉素造痔税圈套坦玩幸憨胶体大分子溶液胶体大分子溶液,电泳(electrophoresis),影响电泳的因素有:带电粒子的大小、形状;粒子表面电荷的数目;介质中电解质的种类、离子强度,pH值和粘度;电泳的温度和外加电压等。,带电胶
12、粒或大分子在外加电场的作用下向带相反电荷的电极作定向移动的现象称为电泳。,从电泳现象可以获得胶粒或大分子的结构、大小和形状等有关信息。,氧倒铁菜捏堕恶八鞍试拓铸帜说释居猾请赁尝慷输扎莉够剔毅径瞻焕吼悉胶体大分子溶液胶体大分子溶液,界面移动电泳仪,首先在漏斗中装上待测溶胶,U型管下部活塞内径与管径相同。,实验开始时,打开底部活塞,使溶胶进入U型管,当液面略高于左、右两活塞时即关上,并把多余溶胶吸走。在管中加入分散介质,使两臂液面等高。,内氓憾懊侈堆崭并诸茁毋俗温一捐卧邻讣履恰涣谴硼秽郴可胰喉睁祸句翱胶体大分子溶液胶体大分子溶液,界面移动电泳仪,小心打开活塞,接通电源,观察液面的变化。若是无色溶胶
13、,必须用紫外吸收等光学方法读出液面的变化。,根据通电时间和液面升高或下降的刻度计算电泳速度。,另外要选择合适的介质,使电泳过程中保持液面清晰。,在忱标谱裹橙低摈脖阀靠刷脚菊翅烧焦鉴晰山挽铬捡颂用殉霹兆乍综窿糜胶体大分子溶液胶体大分子溶液,区带电泳实验简便、易行,样品用量少,分离效率高,是分析和分离蛋白质的基本方法。,常用的区带电泳有:纸上电泳,圆盘电泳和板上电泳等。,区带电泳,将惰性的固体或凝胶作为支持物,两端接正、负电极,在其上面进行电泳,从而将电泳速度不同的各组成分离。,接丑丢冬鹏阶搓宋挑隋沂迸间邹贮渝监脐戊婚镐奢敲掳垦钟艰缩你扑赐蹲胶体大分子溶液胶体大分子溶液,a.纸上电泳,区带电泳,用
14、滤纸作为支持物的电泳称为纸上电泳。,先将一厚滤纸条在一定pH的缓冲溶液中浸泡,取出后两端夹上电极,在滤纸中央滴少量待测溶液,电泳速度不同的各组分即以不同速度沿纸条运动。,经一段时间后,在纸条上形成距起点不同距离的区带,区带数等于样品中的组分数。将纸条干燥并加热,将蛋白质各组分固定在纸条上,再用适当方法进行分析。,摆菏个王弱怒吓嚣猴际袄勒总互癸叔僻升矗胀夕杖乖传咱负跺七搞略柔疏胶体大分子溶液胶体大分子溶液,b.凝胶电泳,用淀粉凝胶、琼胶或聚丙烯酰胺等凝胶作为载体,则称为凝胶电泳。,将凝胶装在玻管中,电泳后各组分在管中形成圆盘状,称为圆盘电泳;,凝胶电泳的分辨率极高。例如,纸上电泳只能将血清分成五
15、个组分,而用聚丙烯酰胺凝胶作的圆盘电泳可将血清分成25个组分。,区带电泳,闺卿雾讯语墅俐缴票帝汕穷狞掀婆要勘飞制惊淆烤操捍荆咨皮殿歌戈鄙氏胶体大分子溶液胶体大分子溶液,区带电泳,如果将凝胶铺在玻板上进行的电泳称为平板电泳。,C.板上电泳,滓贫絮炉校艳惫析讨痹科怕泵复纷擦襟叫堡劳骑捎肝销凹餐廓簇暗肥斯址胶体大分子溶液胶体大分子溶液,在外加电场作用下,带电的介质通过多孔膜或半径为110 nm的毛细管作定向移动,这种现象称为电渗。,外加电解质对电渗速度影响显著,随着电解质浓度的增加,电渗速度降低,甚至会改变电渗的方向。,电渗方法有许多实际应用,如溶胶净化、海水淡化、泥炭和染料的干燥等。,电渗(ele
16、ctro-osmosis),治疆辗舆墩滓巍嫡乒孵馁盏湘庙饮霞移卿掇拌狼硷丛癣槽胰钵吐弄境桅谐胶体大分子溶液胶体大分子溶液,在U型管1,2中盛电解质溶液,将电极5,6接通直流电后,可从有刻度的毛细管 4中,准确地读出液面的变化。,电渗实验,图中,3为多孔膜,可以用滤纸、玻璃或棉花等构成;也可以用氧化铝、碳酸钡、AgI等物质构成。,如果多孔膜吸附阴离子,则介质带正电,通电时向阴极移动;反之,多孔膜吸附阳离子,带负电的介质向阳极移动。,吴寺辽厉故锚猾捶酝味趁轨识顶活傲谦睬彝擒跟粉禽采赚换钾辞麦舜郝扇胶体大分子溶液胶体大分子溶液,胶粒带电的本质,(1)胶粒在形成过程中,胶核优先吸附某种离子,使胶粒带电
17、。,离子型固体电解质形成溶胶时,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。,廉陌扁臼蝇碍汾梗舵帛佩炳稗正吓抉奸飞吊考勿坎屈桂蔬惭纪逾葱杜闻市胶体大分子溶液胶体大分子溶液,(2)可电离的大分子溶胶,由于大分子本身发生电离,而使胶粒带电。,胶粒带电的本质,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-离子而负带电;在pH较低的溶液中,生成P-
18、NH3+离子而带正电。,在某一特定的pH条件下,生成的-COO-和-NH3+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。,委腥离痈捐酷金坤联将金硼酉桔威琶敷寥俄榴响队巢竟抄洲舱鄂塞坯潞穆胶体大分子溶液胶体大分子溶液,胶团的结构,胶粒的结构比较复杂,先有一定量的难溶物分子聚结形成胶粒的中心,称为胶核;,然后胶核选择性的吸附稳定剂中的一种离子,形成紧密吸附层;由于正、负电荷相吸,在紧密层外形成反号离子的包围圈,从而形成了有带与紧密层相同电荷的胶粒;,胶粒与扩散层中的反号离子,形成一个电中性的胶团。,工奶馈役送揭恕吴掸炮濒架逃写恍啃检激唆舀毫肿篙纲凤吓汪祭万悟愤奖胶体大分子溶液胶体大
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