【正文】 通過大量觀察，得出結(jié)論： 粒子越小，布朗運(yùn)動(dòng)越激烈。 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 Brown運(yùn)動(dòng)的本質(zhì) 1905年和 1906年 愛因斯坦（ Einstein)和斯莫魯霍夫斯基（ Smoluchowski)分別闡述了 Brown運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)。隨著粒子增大，撞擊的次數(shù)增多，而作用力抵消的可能性亦大。 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 Brown運(yùn)動(dòng)的本質(zhì) ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 Brown運(yùn)動(dòng)的本質(zhì) Einstein認(rèn)為，溶膠粒子的 Brown運(yùn)動(dòng)與分子運(yùn)動(dòng)類似，平均動(dòng)能為 。 213 ???????rtLRTx?? 這個(gè)公式把粒子的位移與粒子的大小、介質(zhì)粘度、溫度以及觀察時(shí)間等聯(lián)系起來。只是溶膠的濃度較稀，這種現(xiàn)象很不顯著。 由于分子的熱運(yùn)動(dòng)和膠粒的布朗運(yùn)動(dòng)，可以觀察到膠粒從 C1區(qū)向 C2區(qū)遷移的現(xiàn)象，這就是 膠粒的擴(kuò)散作用 。粒子的半徑越 小、介質(zhì)的黏度越小、溫度越高，則 D越大，粒子 就越易擴(kuò)散。 當(dāng)這兩種效應(yīng)相反的力相等時(shí)，粒子的分布達(dá)到平衡，粒子的濃度隨高度不同有一定的梯度，如圖所示。 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 達(dá)到沉降平衡時(shí) ， 粒子隨高度分布的 情況與氣體類似，可以用高度分布定律。 ? 0??3 04d ( )3N A x r g??? ? 在高度為 dx的這層溶膠中，使 N個(gè)粒子下降的重力為： ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 溶膠的電學(xué)性質(zhì) ? 膠粒帶電的本質(zhì) ? 電動(dòng)現(xiàn)象 ? 雙電層 ? 動(dòng)電電位 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 電動(dòng)現(xiàn)象 （ 1）吸附 膠粒在形成過程中，膠核優(yōu)先吸附某種離子，使膠粒帶電。 膠體表面帶電的主要原因如下： ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 電動(dòng)現(xiàn)象 （ 2）電離 對于可能發(fā)生電離的大分子的溶膠而言，則膠粒帶電主要是其本身發(fā)生電離引起的。當(dāng)介質(zhì)的 pH較低時(shí)，蛋白質(zhì)分子帶正電， pH較高時(shí)，則帶負(fù)電荷。在等電點(diǎn)時(shí)蛋白質(zhì)分子的移動(dòng)已不受電場影響，它不穩(wěn)定且易發(fā)生凝聚。 離子型固體電解質(zhì)形成溶膠時(shí)，由于正、負(fù)離子溶解量不同，使膠粒帶電。 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 電動(dòng)現(xiàn)象 （ 3）同晶置換 黏土礦物中如高嶺土，主要由鋁氧四面體和硅氧四面體組成，而與周圍 4個(gè)氧的電荷不平衡，要由或等正離子來平衡電荷。如果被或同晶置換，則黏土微粒帶的負(fù)電更多。在將電源的兩個(gè)電極分別插入兩管時(shí)，發(fā)現(xiàn)負(fù)電極管中的水位上升，正電極管中水位下降；正電極管的底部呈現(xiàn)渾濁狀態(tài)，而負(fù)電極管中則清亮如初， ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 電動(dòng)現(xiàn)象 膠粒在重力場作用下發(fā)生沉降，而產(chǎn)生 沉降電勢 ；帶電的介質(zhì)發(fā)生流動(dòng)，則產(chǎn)生 流動(dòng)電勢 。 以上四種現(xiàn)象都稱為 電動(dòng)現(xiàn)象 。在外電場作用下，膠粒和介質(zhì)分別向帶相反電荷的電極移動(dòng)，就產(chǎn)生了 電泳 和 電滲 的電動(dòng)現(xiàn)象，這是因電而動(dòng)。 貯油罐中的油內(nèi)常會(huì)有水滴，水滴的沉降會(huì)形成很高的電勢差，有時(shí)會(huì)引發(fā)事故。 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 含有離子的液體在加壓或重力等外力的作用下，流經(jīng)多孔膜或毛細(xì)管時(shí)會(huì)產(chǎn)生電勢差。 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 沉降電勢和流動(dòng)電勢 因?yàn)楣鼙跁?huì)吸附某種離子，使固體表面帶電，電荷從固體到液體有個(gè) 分布梯度。 當(dāng)外力迫使擴(kuò)散層移動(dòng)時(shí)，流動(dòng)層與固體表面之間會(huì)產(chǎn)生電勢差，當(dāng)流速很快時(shí)，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生電火花。 對于雙電層的具體結(jié)構(gòu)，一百多年來不同學(xué)者提出了不同的看法。 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 平板型模型 亥姆霍茲認(rèn)為固體的表面電荷與溶液中帶相反電荷的（即反離子）構(gòu)成平行的兩層，如同一個(gè)平板電容器。 固體表面與液體內(nèi)部的總的電位差即等于熱力學(xué)電勢 ?0 ，在雙電層內(nèi)，熱力學(xué)電勢呈直線下降。 這模型過于簡單，由于離子熱運(yùn)動(dòng)，不可能形成平板電容器。 雙電層由緊密層和擴(kuò)散層構(gòu)成。 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 擴(kuò)散雙電層模型 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 Stern模型 Stern對擴(kuò)散雙電層模型作進(jìn)一步修正。 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 由于離子的 溶劑化作用 ，膠粒在移動(dòng)時(shí)，緊密層會(huì)結(jié)合一定數(shù)量的溶劑分子一起移動(dòng)，所以滑移的 切動(dòng)面 由比 Stern層略右的曲線表示。 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 電動(dòng)電勢 （ electrokiic potential） 在 Stern模型中，帶有溶劑化層的滑移界面與溶液之間的電位差稱為 電位。 ? 在擴(kuò)散雙電層模型中，切動(dòng)面 AB與溶液本體之間的電 位差為 電位； ? 電位總是比熱力學(xué)電位低，外加電解質(zhì)會(huì)使 電位變小甚至改變符號。 ? ?? 帶電的固體或膠粒在移動(dòng)時(shí)， 移動(dòng)的切動(dòng)面與液體本體之間的電位差稱為電動(dòng)電勢。 若無相同離子，則首先吸附水化能力較弱的負(fù)離子，所以自然界中的膠粒大多帶負(fù)電，如泥漿水、豆?jié){等都是負(fù)溶膠。 ：由于膠團(tuán)雙電層結(jié)構(gòu)的存在，膠粒 都帶有相同的電荷，相互排斥，故不易聚沉。 ：在膠團(tuán)的雙電層中反離子都是水化的， 因此在膠粒外有一層水化膜，它阻止了膠粒的相互 碰撞而導(dǎo)致膠粒結(jié)合變大。 如圖所示： 當(dāng)粒子相距較大時(shí) ， 主要為吸力 ， 總勢能為負(fù)值；當(dāng)靠近到一定距離 ， 雙電層重疊 ， 排斥力起主要作用 ， 勢能升高。 DLVO理論 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 溶膠的穩(wěn)定性 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 影響溶膠穩(wěn)定性的因素 2. 濃度的影響。 3. 溫度的影響。 4. 膠體體系的相互作用。 1. 外加電解質(zhì)的影響。 ??上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 聚沉值與聚沉能力 聚沉值 使一定量的溶膠在一定時(shí)間內(nèi)完全聚沉 所需電解質(zhì)的最小濃度 。 聚沉能力 是 聚沉值的倒數(shù) 。 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 SchulzeHardy規(guī)則 聚沉能力主要決定于膠粒帶相反電荷的離子的價(jià)數(shù)。 例如，對于給定的溶膠，異電性離子分別為一、 二、三價(jià)，則聚沉值的比例為： 100 ? ? 即為： 6 6 61 1 1 1 2 3? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?::?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 （ 1） 與膠粒帶相反電荷的離子的價(jià)數(shù)影響最大， 價(jià)數(shù)越高，聚沉能力越強(qiáng)。 電解質(zhì)對溶膠穩(wěn)定性的影響 例如，對膠粒帶負(fù)電的溶膠，一價(jià)陽離子硝酸鹽的聚沉能力次序?yàn)椋?H+Cs+Rb+NH4+K+Na+Li+ 對帶正電的膠粒，一價(jià)陰離子的鉀鹽的聚沉能力次序?yàn)椋? FClBrNO3I SCN 這種次序稱為 感膠離子序（ lyotropic series)。 （ 4） 當(dāng)與膠體帶相反電荷的離子相同時(shí)，則另一同 性離子的價(jià)數(shù)也會(huì)影響聚沉值，價(jià)數(shù)愈高，聚沉能力 愈低。 電解質(zhì)對溶膠穩(wěn)定性的影響 例如，對亞鐵氰化銅溶膠的聚沉值： KBr 為 。 3m o l m ??3m o l m ???上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 練習(xí) 5. 對于 F e ( O H ) 3 溶膠，當(dāng)分別加入 K Cl 、 KNO 3 、 K SC N 三種電解質(zhì)聚沉?xí)r，其聚集沉力的大小順序?yàn)? 。 乳狀液是由兩種液體構(gòu)成的分散體系 。習(xí)慣上將不溶于水的有機(jī)物稱油，將不連續(xù)以液珠形式存在的相稱為內(nèi)相，將連續(xù)存在的液相稱為外相。內(nèi)相為油，外相為水，這種乳狀液能用水稀釋，如牛奶等。內(nèi)相為水，外相為油，如油井中噴出的原油。 加入油溶性的染料紅色蘇丹Ⅲ ，說明油是不連續(xù)相 。常用的乳化劑有：蛋白質(zhì)、樹膠、磷脂等天然產(chǎn)物；各種表面活性劑；固體粉末等。 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 乳化劑或表面活性劑的選擇 乳化劑的作用： (ii)在分散相 (內(nèi)相 )周圍形成堅(jiān)固的保護(hù)膜； 乳化劑分子在油水界面上的定向排列，形成一層具有一定機(jī)械強(qiáng)度的界面膜，可以將分散相液滴相互隔開，防止其在碰撞過程中聚結(jié)變大，從而得到穩(wěn)定的乳狀液。 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 乳化劑或表面活性劑的選擇 (iiii)固體粉末的穩(wěn)定作用 固體粉末作乳化劑時(shí)，粉末在油水界面上形成保護(hù)膜而使乳狀液穩(wěn)定。 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 乳狀液的轉(zhuǎn)化和破壞 由 W/O型乳狀液轉(zhuǎn)化成 O/W 型乳狀液稱為 乳狀液的轉(zhuǎn)化 一般可以通過加入足量的反型乳化劑的方法實(shí)現(xiàn)乳狀液的轉(zhuǎn)化 乳狀液的破壞（破乳 Deemulsification ) (1) 機(jī)械法 （離心分離、泡沫分離、蒸餾、過濾等） (2) 高壓電法 (石油的破乳脫水） (4) 加入表面活性更強(qiáng)但不能形成保護(hù)膜的表面活性 劑 (如戊醇、辛醇、十二烷基磺酸鈉等） (3) 升溫法 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 泡沫 由于形成泡沫時(shí)體系增大界面，起泡劑分子被吸附在氣 液界面上后降低了界面張力 ,所以降低界面張力有助于降低體系的界面自由能，從而降低了氣泡之間自發(fā)合并的趨勢，因此使得泡沫處于穩(wěn)定狀態(tài)。 3．形成具有適當(dāng)黏度的液膜，泡沫液膜內(nèi)包含的液體受到重力作用和曲面壓力，會(huì)從膜間排走，使液膜變薄繼而導(dǎo)致破裂。 起泡劑所起的作用主要如下： ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 大分子概說 三種溶液性質(zhì)的比較 大分子分類 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 溶液類型性質(zhì)憎液溶膠大分子溶液小分子溶液膠粒大小 1 ~ 1 0 0 nm 1 ~ 1 0 0 n m 1 n m分散相存在單元 多分子組成的膠粒單分子 單分子能否透過半透膜 不能 不能 能是否熱力學(xué)穩(wěn)定體系不是 是 是丁鐸爾效應(yīng) 強(qiáng) 微弱 微弱粘度 小，與介質(zhì)相似 大 小對外加電解質(zhì) 敏感 不太敏感 不敏感聚沉后再加分散介質(zhì)不可逆 可逆 可逆三種溶液性質(zhì)的比較 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 大分子分類 Staudinger 把相對分子質(zhì)量大于 104的物質(zhì)稱之為大分子，主要有： 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。 合成的功能高分子材料有： 光敏高分子、導(dǎo)電性高 分子、醫(yī)用高分子和高分子膜等。而且，測定和平均的方法不同，得到的平均摩爾質(zhì)量也不同。 有一高分子溶液，各組分的分子數(shù)分別為 N1， N2， …, NB ,其對應(yīng)的摩爾質(zhì)量為 M1， M2， …， MB。 設(shè) B組分的分子質(zhì)量為 mB， 則質(zhì)均摩爾質(zhì)量的定義為： ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 Z均摩爾質(zhì)量 Mz ?????BBBz ZMZMBBB MmZ ?BBB MNm ?