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胶体化学知识梳理，包括分散系、表面自由能与吸附作用、溶胶、高分子溶液、凝胶的相关内容。
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胶体化学
分散系
分散系：一种或几种物质分散在另一种物质中所形成的体系
分散相：被分散的物质
分散介质：容纳分散相的连续介质
分散系分类
根据分散相和分散介质间有无界面
均相分散系
多相分散系
根据分散相粒子的大小
粗分散系
胶体分散系
分子离子分散系
定义：指分散相粒子直径为1～100nm，分散于另一种物质中所构成的分散系统
胶体：物质存在的一种特殊状态，任何物质的粒子直径以1～100nm大小分散于另一物质中时，即形成胶体
分类
按分散相粒子组成不同
溶胶
定义：由许多固态分子、离子和原子构成的聚集体（胶核）分散在液体介质中所形成的胶体分散系
类别：多相分散系
高分子溶液
定义：以单个高分子分散在液体介质中所形成的分散系
类别：均相分散系
缔合胶体
定义：由胶束形成的溶液
胶束：在溶液内部形成的表面活性剂分子的缔合体
胶束不具有表面活性
临界胶束浓度：表面活性剂在水溶液中明显形成胶束的浓度
根据分散相与分散质间有无界面
均相胶体分散系
多相胶体分散质
根据分散相和分散介质的聚集状态
气溶胶
液溶胶
固溶胶
表面自由能与吸附作用
基本概念
表面：相与相之间存在界面，习惯上将气相参与组成的相界面称为表面
表面现象：物质在相界面上发生的一切物理、化学现象称为界面现象或表面现象
比表面
表面自由能
产生表面现象的根本原因
表面功：增加系统的表面积所做的功
比表面能
表面张力
降低表面能的途径
减小表面积
降低表面张力（吸附作用）
吸附
概念：一种物质的分子、原子或离子自动地附着在另一种物质表面上的现象
吸附剂：具有吸附作用的物质
吸附质：被吸附剂吸附的物质
固体表面的吸附
气体在固体表面的吸附
物理吸附
化学吸附
液体在固体表面上的吸附
极性的吸附剂容易吸附极性物质，非极性的吸附剂容易吸附非极性物质
在相同的溶剂或吸附作用相近的溶剂中，溶解度越小的溶质越容易被吸附
一般溶液吸附是放热过程，所以吸附的量随温度升高而降低
液体表面的吸附
溶液的表面张力随物质浓度的增加而略有上升
溶液的表面张力随物质浓度的增加缓慢下降
溶液的表面张力随物质浓度的增加先急剧下降，当浓度超过一定值后，下降速率很慢，最后不再随浓度而变化
表面活性剂
结构：两亲结构
离子型表面活性剂
非离子型表面活性剂
表面活性剂分子在溶液表面上定向排列，降低溶液表面张力
表面活性剂具有增溶作用
乳状液
定义：由一种或几种液体以液滴的形式分散在另一种不相溶的液体中所形成的多相分散系
类别：粗分散系统
类型
水包油型乳状液（O/W）：油分散在水中
油包水型乳状液（W/O）：水分散在油中
鉴别
稀释法
能被水稀释而不影响稳定性的乳状液为O/W型
能被油稀释而不影响稳定性的乳状液为W/O型
染色法（用只能在一相中溶解的染料来鉴别）
将少量油溶性染料加到乳状液中，若整个乳状液都显染料的颜色则为W/O型，若只有液珠显色则为O/W型
若使用水溶性染料进行同样判别，其结果刚好相反
滤纸法
电导法
乳化剂
定义：使乳状液性质稳定的第三种物质
乳化作用
基本特征
高度分散性
多相性
热力学不稳定
基本性质
光学性质
丁达尔效应
判别溶胶和真溶液最简单的方法
动力学性质
布朗运动
扩散：胶体粒子自发从高浓度区域向低浓度区域移动
沉降平衡时，溶胶浓度分布成一定的梯度——底部浓、上部稀
电学性质
电泳：在电场作用下胶粒发生定向移动的现象
电渗：在直流电场的作用下分散介质定向移动的现象
胶体带电的原因
固体分散相表面选择性吸附某种离子
固体分散相表面分子的解离
胶团结构
电势
热力学电势
胶核带电表面与均匀液相（电中性溶液）之间的电势差，即胶核表面电势离子与零电势之间的电势差
电动电势
胶粒带电表面（滑动面）与均匀液相之间的电势差
大小标志着胶粒带电程度
大小反映了扩散层的厚度
在电场强度和介质条件固定的条件下，决定着某种胶粒的电泳速率
溶胶的稳定性和聚沉
溶胶的稳定性
静电作用
水化膜
溶胶的聚沉
电解质的聚沉作用
反离子的价数越高，聚沉能力越强，临界聚沉浓度越小
同价数离子的影响
某些有机物离子也具有非常强的聚沉能力
溶胶的相互聚沉
带相反电荷的溶胶混合能产生溶胶的相互聚沉
胶体的稳定性理论（P169）
胶体的制备和净化
制备
分散法
凝聚法
净化
渗析法
超滤法
高分子溶液
高分子化合物
定义：相对分子质量超过10000的物质
天然高分子
合成高分子
结构特征
高分子化合物的结构
实质上是由许多链节相同而聚合度不同的混合体组合而成
类型
线型高分子化合物
支链型高分子化合物
体型高分子化合物
高分子链中单键的内旋转和链的柔性
内旋转
单键内旋转
柔性
形态多样性
影响因素
分子的结构
温度
溶剂
高分子溶液与溶胶性质的比较
高分子溶液的形成
高分子化合物对溶胶稳定性的影响
保护作用
絮凝作用
敏化作用
聚电解质溶液
定义：能在溶液中解离出大离子的物质形成的溶液
阳离子聚电解质
阴离子聚电解质
两性聚电解质
蛋白质两性解离和等电点
聚电解质溶液的稳定性和盐析
稳定性
高度溶剂化作用
盐析
大量无机盐作用下，蛋白质从溶液中沉出来的作用
分段盐析
应用：分离不同蛋白质
唐南平衡（膜平衡）
定义：高分子化合物在水中与水分子作用形成的高分子离子溶液，也称为高分子电解质溶液
凝胶
凝胶和胶凝
凝胶
胶凝
凝胶的类型
刚性凝胶
弹性凝胶
凝胶的性质
溶胀
脱液收缩
触变性和扩散
胶体化学在医学上的应用
人工肾
人工肺
凝胶膜
