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1、河北科技大学教案用纸河北科技大学大学英语精品课第 39 次课 2 学时上次课复习：回顾12.1 胶体系统的制备；12.2 胶体系统的光学性质；12.3 胶体系统的动力性质主要内容，讲解部分疑难习题本次课题（或教材章节题目）：12.4 溶胶系统的电学性质;12.5 溶胶的稳定性与聚沉教学要求：了解胶体系统电学特性；根据扩散双电层理论书写胶团结构,理解胶体稳定与破坏的因素重 点：双电层理论，胶团结构难 点：胶团结构的书写和聚沉值的计算教学手段及教具：多媒体结合板书讲授内容及时间分配：12.4 溶胶系统的电学性质;1 学时12.5 溶胶的稳定性与聚沉1 学时课后作业12.7; 12.8; 12.10

2、; 12.11; 12.12; 12.13; 12.14参考资料物理化学（第四版，南京大学 傅献彩等著）物理化学解题指导（河北科技大学 物理化学教研室编）注：本页为每次课教案首页12.4 溶胶系统的电学性质胶粒带电的本质 （1）胶粒在形成过程中，胶核优先吸附某种离子，使胶粒带电。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。（2）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。（3）可

3、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。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-离子而带正电。在某一特定的pH条件下，生成的-COO-和-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 。1. 双电层理论（double layer)当固体与液体接触时，可以是固体从溶液中选择性吸附某种离子，也可以是固体分子本身发生电离作用而使离子进入溶液，以致使固液两相分别带有不同符号的电荷，在界面上形成了双电层的结构。对于双电层的具体结构，一百多年来不同学者提出了不同的看法。最早于1879年Helmholz提

4、出平板型模型；1910年Gouy和1913年Chapman修正了平板型模型，提出了扩散双电层模型；后来Stern又提出了Stern模型。平板型模型亥姆霍兹认为固体的表面电荷与溶液中带相反电荷的（即反离子）构成平行的两层，如同一个平板电容器。整个双电层厚度为0 。固体表面与液体内部的总的电位差即等于热力学电势0 ，在双电层内，热力学电势呈直线下降。在电场作用下，带电质点和溶液中的反离子分别向相反方向运动。这模型过于简单，由于离子热运动，不可能形成平板电容器。扩散双电层模型Gouy和Chapman认为，由于正、负离子静电吸引和热运动两种效应的结果，溶液中的反离子只有一部分紧密地排在固体表面附近，相

5、距约一、二个离子厚度称为紧密层；另一部分离子按一定的浓度梯度扩散到本体溶液中，离子的分布可用玻兹曼公式表示，称为扩散层。双电层由紧密层和扩散层构成。移动的切动面为AB面。而根据波耳兹曼定律，x处的电势其中1具有双电层厚度的物理意义。Stern模型Stern对扩散双电层模型作进一步修正。他认为吸附在固体表面的紧密层约有一、二个分子层的厚度，后被称为Stern层；由反号离子电性中心构成的平面称为Stern平面。由于离子的溶剂化作用，胶粒在移动时，紧密层会结合一定数量的溶剂分子一起移动，所以滑移的切动面由比Stern层略右的曲线表示。从固体表面到Stern平面，电位从0直线下降为 。电动电势（ele

6、ctrokinetic potential）电动电势亦称为电势。带电的固体或胶粒在移动时，移动的切动面与液体本体之间的电位差称为电动电势。在扩散双电层模型中，切动面AB与溶液本体之间的电位差为电位；在Stern模型中，带有溶剂化层的滑移界面与溶液之间的电位差称为电位。电位总是比热力学电位低，外加电解质会使电位变小甚至改变符号。只有在质点移动时才显示出电位，所以又称电动电势。电势与电解质浓度有关。电解质浓度越大，扩散层越薄， 电势越小。当电解质浓度足够大时，可使电势为零，称为等电态，此时电泳、电渗速度为零,溶胶很容易聚沉。2. 溶胶的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

7、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。胶粒在重力场作用下发生沉降，而产生沉降电势；带电的介质发生流动，则产生流动电势。这是因动而产生电。以上四种现象都称为电动现象。（1）电泳（electrophoresis）带电胶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。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。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。当胶体粒子半径较大而双电层厚度较小即：r1时，可用斯莫鲁科夫斯

8、基公式描述电泳速度v和电势间的关系： 其中u为胶核的电迁移率，为介质的介电常数， 为介质的粘度。斯莫鲁科夫斯基公式适合描述介质为水的胶体系统的电泳。当胶体粒子半径较小而双电层厚度较大即：rCs+Rb+NH4+K+Na+Li+对带正电的胶粒，一价阴离子的钾盐的聚沉能力次序为： F-Cl-Br-NO3-I- 这种次序称为感胶离子序（lyotropic series)。等体积的0.08mol/L NaBr溶液和0.1mol/L的AgNO3溶液混合制AgBr溶胶，分别加入相同浓度的下述电解质溶液,其聚沉能力的大小次序如何？(1)KCl, (2)Na2SO4, (3)MgSO4, (4)Na3PO4 解：4231 （2）高分子化合物的聚沉作用搭桥效应脱水效应 失支水化外壳而聚沉电中和效应 离子型的高分子化合物吸附带电的胶体粒子中和了粒子的表面电荷重点理解重要理论重点理解重要概念必须理解重要现象重要现象重要概念重点掌握典型例题详细讲授典型例题详细讲授典型例题详细讲授一般了解重点理解重点理解重要概念重点掌握重点掌握