【正文】 F e O Cl F e O Cl??? 少量電解質(zhì) 可以作為溶膠的穩(wěn)定劑 FeO? 過(guò)多的電解質(zhì) 的存在會(huì)使溶膠不穩(wěn)定，容易聚沉，所以必須除去。 溶膠的凈化 2HO2HO溶膠 溶膠的凈化 電滲析 為了加快滲析速度，在半透膜的兩側(cè)外 加電場(chǎng) 溶膠的凈化 使多余的電解質(zhì)離子向相應(yīng)的電極作定向移動(dòng) 溶劑水不斷自動(dòng)更換，這樣可以提高凈化速度 2HO2HO2HO2HO? ?溶膠 用 半透膜作濾紙 ，利用吸濾或加壓的方法使膠粒與含有雜質(zhì)的介質(zhì)在壓差作用下迅速分離。 溶膠的凈化 溶膠的動(dòng)力和光學(xué)性質(zhì) 1. 動(dòng)力性質(zhì) 2. 光學(xué)性質(zhì) 動(dòng)力性質(zhì) 1. Brown運(yùn)動(dòng) 1827 年植物學(xué)家 布朗（ Brown)用顯微鏡觀察到懸浮在液面上的花粉粉末不斷地作不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)。 動(dòng)力性質(zhì) 1. Brown運(yùn)動(dòng) 1903年發(fā)明了 超顯微鏡 ，為研究布朗運(yùn)動(dòng)提供了物質(zhì)條件。 動(dòng)力性質(zhì) 1. Brown運(yùn)動(dòng) 1905年 Einstein（ 愛(ài)因斯坦 )等人才闡述了 Brown運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)。 是在觀察時(shí)間 t內(nèi)粒子沿 x軸方向的平均位移； x 動(dòng)力性質(zhì) 2. 擴(kuò)散與滲透壓 Einstein 對(duì)球形粒子導(dǎo)出了膠粒在時(shí)間 t內(nèi) ,平均位移與擴(kuò)散系數(shù) D之間的定量關(guān)系 12( 2 )x D t?123R T txLr?????????因?yàn)? 這就是 EinsteinBrown 位移方程。 溶膠的滲透壓可以借用稀溶液滲透壓公式計(jì)算： n R T c R TV ??Π式中 c為膠粒的濃度。 這種平衡稱為 沉降平衡 。 光學(xué)性質(zhì) 光散射現(xiàn)象 可見(jiàn)光的波長(zhǎng)為 400~760 nm。 光學(xué)性質(zhì) 光散射現(xiàn)象 （ 3）當(dāng)光束通過(guò) 分子溶液時(shí) ，由于溶液十分均勻，散射光因相互干涉而完全抵消， 看不見(jiàn)散射光。 其他分散系統(tǒng)也會(huì)產(chǎn)生一點(diǎn)散射光，但遠(yuǎn)不如溶膠顯著。所以可見(jiàn)光中，藍(lán)、 紫色光散射作用強(qiáng)。 超顯微鏡 分辨率高，可以研究半徑為 5~150 nm 的粒子。如果溶液中沒(méi)有膠粒，視野將是一片黑暗。 從超顯微鏡可以獲得哪些有用信息？ （ 1） 可以測(cè)定球狀膠粒的平均半徑。粒子大小不同，散 射光的強(qiáng)度也不同。 在外電場(chǎng)作用下， 膠粒向帶相反電荷電極的定向移動(dòng)稱為電泳 ， 介質(zhì)向帶相反電荷電極的定向移動(dòng)稱為電滲 。 膠核優(yōu)先吸附與膠核本身結(jié)構(gòu)或組成相似的離子，利用同離子效應(yīng)保護(hù)膠核不被溶解。 例如： AgI固體分散在介質(zhì)中 ，由于 Ag+較小，擴(kuò)散速率快，比 I容易脫離晶格而進(jìn)入溶液，使AgI膠粒帶負(fù)電。 研究電泳的實(shí)驗(yàn)方法很多，根據(jù)溶膠的量和性質(zhì)的不同，可以采用不同的電泳儀。 若是無(wú)色溶膠，必須用紫外吸收等光學(xué)方法讀出液面的變化。 電泳 區(qū)帶 電泳 —— 紙上電泳 用濾紙作為支持物的電泳稱為紙上電泳 先將一厚濾紙條在一定 pH的緩沖溶液中浸泡，取出后兩端夾上電極，在濾紙中央滴少量待測(cè)溶膠 電泳速度不同的各組分即以不同速度沿紙條運(yùn)動(dòng) 電泳 區(qū)帶 電泳 —— 紙上電泳 經(jīng)一段時(shí)間后，在紙條上形成距起點(diǎn)不同距離的區(qū)帶，區(qū)帶數(shù)等于樣品中的組分?jǐn)?shù)。 將凝膠裝在玻管中，滴入樣品 ,電泳后各組分在管中形成圓盤(pán)狀。 電泳 顯微 電泳儀 該方法簡(jiǎn)單、快速，膠體用量少，可以在膠粒所處的環(huán)境中直接觀察和測(cè)定電泳速度和電動(dòng)電勢(shì)。 雙電層和動(dòng)電電勢(shì) 擴(kuò)散雙電層模型 膠粒雖小到肉眼看不見(jiàn)，但從微觀角度看它仍是一個(gè)很大的固體，同樣可以用討論電極表面電荷分布的方法來(lái)討論膠粒表面的電荷結(jié)構(gòu)。 在 AB線以左的部分稱為緊密層，以右至本體溶液部分稱為擴(kuò)散層。對(duì)于半徑為 r 的球形膠粒，在 r 遠(yuǎn)小于雙電層的厚度時(shí)，可以用 H252。 電滲方法有許多實(shí)際應(yīng)用，如溶膠凈化、海水淡化、泥炭和染料的干燥等。 流動(dòng)電勢(shì) 防止流動(dòng)電勢(shì)過(guò)高的方法是 將這類輸運(yùn)管道接地 或在運(yùn)送的有機(jī)液體中加入油溶性電解質(zhì)，增加介質(zhì)的電導(dǎo)，降低流動(dòng)電勢(shì)。 溶膠的穩(wěn)定性和聚沉作用 1. 溶膠的穩(wěn)定性 3. 影響溶膠穩(wěn)定性的其他因素 2. 電解質(zhì)對(duì)溶膠穩(wěn)定性的影響 溶膠的穩(wěn)定性 (1) Brown 運(yùn)動(dòng) 由于溶膠粒子小， Brown運(yùn)動(dòng)激烈，在重力場(chǎng)中不易沉降，使溶膠具有 動(dòng)力穩(wěn)定性 。 (2) 電勢(shì) ? 膠粒移動(dòng)時(shí)，從滑移界面到本體溶液的電勢(shì)差稱為動(dòng)電電勢(shì)，或 電勢(shì)。 聚沉能力 定性地判斷電解質(zhì)對(duì)溶膠穩(wěn)定性的影響 與 聚沉值的次序剛好相反， 聚沉值越大的電解質(zhì)，聚沉能力越弱；反之，聚沉值越小的電解質(zhì)，其聚沉能力越強(qiáng)。 3F C l B r N O I? ? ? ? ? 離子水化半徑越小，聚沉能力越強(qiáng) 影響溶膠穩(wěn)定性的其他因素 1. 物理因素 濃度的影響 溫度的影響 外加作用力影響 濃度增加，粒子碰撞機(jī)會(huì)增多，使膠粒易于凝聚 溫度升高，粒子碰撞機(jī)會(huì)增多，碰撞強(qiáng)度增加 將溶膠放入高速離心機(jī)，由于膠粒與介質(zhì)的密度不同，離心力不同而分離。 影響溶膠穩(wěn)定性的其他因素 2. 高分子化合物的影響 （ 2） 保護(hù)作用 將較多量的大分子溶液加入憎液溶膠，可以保護(hù)溶膠不被聚沉，這種現(xiàn)象稱為大分子溶液對(duì)溶膠的 保護(hù)作用 ； 大分子吸附在憎液溶膠膠粒的周圍，使膠粒不能直接接觸，可以保護(hù)溶膠不被聚沉。 影響溶膠穩(wěn)定性的其他因素 3. 有機(jī)化合物離子的影響 用葡萄糖酸內(nèi)脂可以使天然豆?jié){凝聚，制成內(nèi)脂豆腐。 合成的功能高分子材料： 如光敏高分子、導(dǎo)電性高 分子、醫(yī)用高分子和高分子膜等 天然大分子： 如淀粉、蛋白質(zhì) 、纖維素、核酸 和各種生物大分子等。 設(shè)有一高分子溶液，各組分的物質(zhì)的量分別為 n1，n2， …, ni , 其對(duì)應(yīng)的摩爾質(zhì)量為 M1， M2， …， Mi ， 則數(shù)均摩爾質(zhì)量的定義為 2. 質(zhì)均摩爾質(zhì)量 Mm 1 2mi( 1 ) ( 2 ) ( i )( 1 ) ( 2 ) ( i )m M m M m MmMmm? ? ??? ? ???BB( B)mMm?? 設(shè)高分子物質(zhì)的總質(zhì)量為 m，各組分的質(zhì)量分別為 m1， m2， …, mi , 其對(duì)應(yīng)的摩爾質(zhì)量為 M1，M2， …， Mi ， 則質(zhì)均摩爾質(zhì)量的定義為 質(zhì)均摩爾質(zhì)量可以用 光散射法 測(cè)定。 ?? *4. Z均摩爾質(zhì)量 Mz BBBzZMMZ?? ? ??B B BZ m M?B B Bm n M? 在光散射法中利用 Zimm圖從而計(jì)算的高分子摩爾質(zhì)量稱為 Z均摩爾質(zhì)量，它的定義是 式中： 大分子溶液的黏度 設(shè)純?nèi)軇┑酿ざ葹? ，大分子溶液的黏度為 ，兩者不同的組合得到不同的黏度表示方法： 0? ?r 0/? ? ?? 1. 相對(duì)黏度 0s p r01??????? ? ? 2. 增比黏度 0sp01/ cc??????? 3. 比濃黏度 sp r00ln[]l im l imcccc? ?????? 4. 特性黏度 (這節(jié)內(nèi)容在教材中已刪除，僅供需要的教師參考 ) 大分子溶液的黏度 特性黏度 是幾種黏度中最能反映溶質(zhì)分子本性的一種物理量，由于它是外推到無(wú)限稀釋時(shí)溶液的性質(zhì)，已消除了大分子之間相互作用的影響 ，而且代表了無(wú)限稀釋溶液中，單位濃度大分子溶液黏度變化的分?jǐn)?shù)。將兩條直線外推至濃度 ，得到特性黏度 。大分子離子不能透過(guò)半透膜，而解離出的小離子和雜質(zhì)電解質(zhì)離子可以。 1c R T?Π 其中 是大分子溶液的濃度。 帶電粒子在膜兩邊的不均勻分布會(huì)產(chǎn)生膜電勢(shì)，會(huì)影響滲透壓的數(shù)值，導(dǎo)致所測(cè)的摩爾質(zhì)量不準(zhǔn)。在一定的條件下，膠?；虼蠓肿釉谀承┎课簧舷嗷ヂ?lián)結(jié)，形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，分散介質(zhì) (液體或氣體 )充滿其空間，使溶膠失去流動(dòng)性。 大部分無(wú)機(jī)凝膠是剛性凝膠， 一旦被破壞，不能復(fù)原。 凝膠的分類 ????? 失去介質(zhì)????? 加入介質(zhì)2. 凍膠和干膠 凍膠 含水量多的凝膠 含水量可多達(dá) 99%以上 如 瓊脂、肉凍和豆腐腦等。這種方法既適用于親液溶膠，也適用于憎液溶膠。 (2) 降低溶膠的溫度 ，這樣既降低其溶解度，又降低溶膠粒子的熱運(yùn)動(dòng)，使之交聯(lián)而形成凝膠。無(wú)限溶脹至最終形成溶膠 凝膠溶脹時(shí)對(duì)溶劑的選擇比較專一 凝膠的性質(zhì) 2. 凝膠的脫液收縮 凝膠在老化時(shí)會(huì)滲出一些液體，凝膠本身體積收縮，稱為凝膠的 脫液收縮作用或離漿作用 滲出的液體是大分子的稀溶液。 AgNO3溶液 Ag2Cr2O7沉淀 空白區(qū)（內(nèi)含 K2Cr2O7） AgNO3溶液 空白區(qū) Ag2Cr2O7沉淀 納米技術(shù)與應(yīng)用簡(jiǎn)介 1. 納米技術(shù)的概念 2. 納米材料的分類 3. 納米材料的制備方法 4. 納米材料的特性 5. 納米材料的應(yīng)用 納米技術(shù)的概念 納米技術(shù)作為 21世紀(jì)的主導(dǎo)科學(xué)技術(shù)，將給人類帶來(lái)一場(chǎng)前所未有的新工業(yè)革命。 納米技術(shù)的概念 UV Vis IR FIR 150 400 800 /nm 紫外 可見(jiàn)光 紅外 遠(yuǎn)紅外 ?納米材料 1 ~ 100 nm H 原子半徑約 nm 納米技術(shù)研究的顆粒粒徑一般為 ~100 nm，即從由單個(gè)原子或數(shù)個(gè)原子組成的小分子，到由幾百個(gè)原子甚至上千個(gè)原子組成的蛋白分子等。 例如，納米銅不但沒(méi)有紫銅色的光澤，而且不導(dǎo)電；納米銀的熔點(diǎn)只有 100℃ 左右等。 5 nm 180 m2/g 50% 2 nm 450 m2/g 80% 1 nm 900 m2/g 99% 納米材料的特性 （ 3）量子尺寸效應(yīng) 隨著粒徑的減小，電子能級(jí)由準(zhǔn)連續(xù)的能級(jí)變?yōu)殡x散能級(jí)。 光照還會(huì)導(dǎo)致二氧化鈦具有超親水性，使得水滴在其表面無(wú)法形成。 這種織物不沾油、不沾水，永遠(yuǎn)保持潔凈。 在合成纖維中添加相應(yīng)的納米微粒，可以制成殺菌、防霉、除臭、抗紫外輻射和抗電磁輻射的環(huán)保內(nèi)衣和服