Chapter-12.ppt
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1、Chapter TwelveColloidal System and Surface PhenomenaDispersedSystemDispersed phase (NaCl)Dispersingphase(medium)(water)SolutionColloidSuspension100nm12-1 Colloidal Dispersions12-2 Formation of Colloidal Particles12-3 Properties of Colloidal Dispersions 12-4 Surface Tensiontheaveragediameterofparticl
2、e1nm1100nm双链DNA;环状DNA开环、线状DNA单链DNA双链DNA沉降速度:RNA环状DNA开环、线状DNA沉降分析法沉降分析法l 三、Electrophoresis(电泳)(电泳)The charged,dispersed particles in a colloidal system moves toward the electrode that has the opposite charge.This movement is called electrophoresis.Almost all colloidal particles have an electrical cha
3、rge-either positive or negative.Why?1.Adsorption Sol:hasatremendousamountofsurface.Itisthatthemostimportantpropertiesofcolloidalmatterarethosewhicharedependentonsurfaceinteractionssuchasadsorption.SurfaceenergyspecificsurfaceenergytotalareaSurfacehavetendencytodecreaseE比表面能是使其表面增加单位面积所需要的能量adsorptio
4、n1.胶核界面的选择性吸附:胶核界面的选择性吸附:胶粒中的胶核(原子、离子、分子的聚集体)常选胶粒中的胶核(原子、离子、分子的聚集体)常选择性地吸附电解质中与其择性地吸附电解质中与其组成类似组成类似的离子作为稳定的离子作为稳定剂,并使其界面带有一定的电荷剂,并使其界面带有一定的电荷。2.选择性吸附与反应物浓度有关:选择性吸附与反应物浓度有关:改变两种反应物的用量改变两种反应物的用量,可使制备的溶胶带有不同可使制备的溶胶带有不同符号的电荷符号的电荷3.若无相同离子,则首先吸附水化能力较弱的负离子,所以自然界中的胶粒大多带负电,如泥浆水、豆浆等都是负溶胶。例1:AgNO3+KI(过量)KNO3+A
5、gI(AgI)mnI(n-x)K+xxK+|_|_|negativecolloid胶团的结构表达式:例2:AgNO3(过量)+KIKNO3+AgI(AgI)mnAg+(n-x)NO3x+x NO3|_|_|positivecolloid电荷的电极作定向移动的现象电泳带电胶粒或大分子在外加电场的作用下向带相反水水Sb2S3溶溶胶胶水水Fe(OH)3溶胶溶胶四、Coagulation(聚沉聚沉)of ColloidalDispersionsItisoftendesirableduringchemicaloperationstocoagulatecolloidaldispersions.Severa
6、lmethodsofbringingaboutthecoagulation:1.Inmanycases,heatingisallthatisnecessary.2.ThemosteffectivewayofcoagulatingcolloidaldispersionsofthesolandemulsiontypeisbyaddinganelectrolyteElectrokineticpotential+-+-当胶粒移动时,其表面上的当胶粒移动时,其表面上的水合膜层水合膜层(即吸附层)(即吸附层)以及在此层里的离子都随之移动:以及在此层里的离子都随之移动:滑动面滑动面吸附层移动时与扩散层分开的
7、界面,吸附层移动时与扩散层分开的界面,电势电势是滑动面与均匀液相之间的电势差是滑动面与均匀液相之间的电势差无论是正电溶胶还是负电溶胶:无论是正电溶胶还是负电溶胶:胶粒带电荷越多,胶粒带电荷越多,电势绝对值越大,水化双电层越厚,电势绝对值越大,水化双电层越厚,胶粒越不易合并变大,溶胶就越稳定。胶粒越不易合并变大,溶胶就越稳定。lTwo rules of coagulation1)Theeffectivecoagulatingelectrolytesareoppositeions.2)Thecoagulatingabilityofionswithidenticalchargesarethesame
8、approximately;thecoagulatingabilityofionsincreaseremarkablywithincreasingofelectrolyteioncharges(exponentially).聚沉值:聚沉值:是在一定条件下刚刚足够引起某种溶胶聚沉的是在一定条件下刚刚足够引起某种溶胶聚沉的电解质浓度,一般以毫摩电解质浓度,一般以毫摩/升表示。升表示。不同胶体的相互作用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。12-4 Surface Tensionproblem:Why,doeswaterbe
9、aduponanewlywaxedcarinsteadofformingasheetoverit?solution:in intermolecular forces.Moleculeswithinaliquidarepulledinalldirections;thereisnotendencyforthemtobepulledinanyoneway.However,moleculesatthesurfacearepulledonlydownwardandsidewaysbutnotupwardsurface tension(r):Thesurfacetensionofaliquidisthea
10、mountofenergyrequiredtostretchorincreasethesurfacebyunitarea.Onnumber比表面能:是增加单位面积所需要的能量 一一、AdsorptionAdsorption,in(Chemistry)is a physical or chemical phenomenon or a process in which atoms,molecules,or ions enter some bulk phase gas,liquid or solid.adsorbent:liquid,gas,and solid adsorbate:atoms,mol
11、ecules,or ions固体表面上吸附的固体表面上吸附的应用:应用:1g活性炭活性炭的总表面面积可达的总表面面积可达100m2。表面突出的原子处于价的不。表面突出的原子处于价的不饱和状态,具有吸引其它分子的能力。饱和状态,具有吸引其它分子的能力。将活性炭少许加入盛有将活性炭少许加入盛有溴蒸气溴蒸气(红色)的容器中,密塞后震荡活(红色)的容器中,密塞后震荡活性炭,则可观察到红色逐渐消失。这是由于性炭,则可观察到红色逐渐消失。这是由于Br2分子被活性炭吸附分子被活性炭吸附到它的表面上。到它的表面上。在在氢电极氢电极铂片上镀铂黑以吸附铂片上镀铂黑以吸附氢气氢气,就是由于光亮平板状的铂片,就是由于
12、光亮平板状的铂片无吸附性能,而镀上一层疏松的铂原子,总的表面面积大大增加,无吸附性能,而镀上一层疏松的铂原子,总的表面面积大大增加,并且表面突出的原子多,利用突出原子的余价以吸附氢气。并且表面突出的原子多,利用突出原子的余价以吸附氢气。医药上常用活性炭来脱色、吸附微量杂质和热原。例如医药上常用活性炭来脱色、吸附微量杂质和热原。例如制备葡萄制备葡萄糖液体糖液体时,先配成叫浓溶液,加活性炭振荡后过滤,再冲稀到欲时,先配成叫浓溶液,加活性炭振荡后过滤,再冲稀到欲配浓度。配浓度。adsorption isotherm linear(中文中文 p287)Only at very low concentr
13、ations is the adsorption isotherm linear.固固-液界面吸附最主要的应用之一是液界面吸附最主要的应用之一是色谱法色谱法(或称层或称层析法析法)。色谱法色谱法是利用粉状吸附剂对混合液中各组分的吸附是利用粉状吸附剂对混合液中各组分的吸附能力不同使吸附质彼此分离的一种方法。能力不同使吸附质彼此分离的一种方法。二、Anotherwaythatsurfacetension润湿现象当润湿现象当液液体和体和固固体接触时界面出现的现象:体接触时界面出现的现象:同一种液体,对不同的固体来说,它可以是同一种液体,对不同的固体来说,它可以是润湿润湿的,的,也可以是也可以是不润湿
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