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胶体综述
胶体与界面化学的概述
胶体(英语:Colloid)又称胶状分散体(colloidal dispersion)是一种均匀混合物,在胶体中含有两种不同状态的物质,一种分散,另一种连续。分散的一部分是由微小的粒子或液滴所组成,分散质粒子直径在1nm—100nm之间的分散系;胶体是一种分散质粒子直径介于粗分散体系和溶液之间的一类分散体系,这是一种高度分散的多相不均匀体系
胶粒带有电荷
胶粒具有很大的比表面积(比表面积=表面积/颗粒体积),因而有很强的吸附能力,使胶粒表面吸附溶液中的离子。这样胶粒就带有电荷。不同的胶粒吸附不同电荷的离子。一般说,金属氢氧化物、金属氧化物的胶粒吸附阳离子,胶粒带正电,非金属氧化物、金属硫化物的胶粒吸引阴离子,胶粒带负电。
胶粒带有相同的电荷,互相排斥,所以胶粒不容易聚集,这是胶体保持稳定的重要原因。
由于胶粒带有电荷,所以在外加电场的作用下,胶粒就会向某一极(阴极或阳极)作定向移动,这种运动现象叫电泳。
胶体的种类很多,按分散剂状态的不同可分为液溶胶、气溶胶和固溶胶。如:云、烟为气溶胶,有色玻璃为固溶胶。中学研究的胶体一般指的是液溶胶。胶体的性质体现在以下几方面
: ①有丁达尔效应当一束光通过胶体时,从入射光的垂直方向上可看到有一条光带,这个现象叫丁达尔现象。利用此性质可鉴别胶体与溶液、浊液。
②有电泳现象由于胶体微粒表面积大,能吸附带电荷的离子,使胶粒带电。当在电场作用下,胶体微粒可向某一极定向移动。
利用此性质可进行胶体提纯。
胶粒带电情况:金属氢氧化物、金属氧化物和AgI的胶粒一般带正电荷,而金属硫化物和硅酸的胶粒一般带负电荷。
③可发生凝聚加入电解质或加入带相反电荷的溶胶或加热均可使胶体发生凝聚。加入电解质中和了胶粒所带的电荷,使胶粒形成大颗粒而沉淀。一般规律是电解质离子电荷数越高,使胶体凝聚的能力越强。用胶体凝聚的性质可制生活必需品。如用豆浆制豆腐,从脂肪水解的产物中得到肥皂等。
④发生布朗运动含义:无规则运动(离子或分子无规则运动的外在体现)
产生原因:布朗运动是分子无规则运动的结果布朗运动是胶体稳定的一个原因胶体的知识与人类生活有着极其密切的联系。除以上例子外还如:
①土壤里发生的化学过程。因土壤里许多物质如粘土、腐殖质等常以胶体形式存在。
②国防工业的***、炸药常制成胶体。
③石油原油的脱水、工业废水的净化、建筑材料中的水泥的硬化,都用到胶体的知识。
④食品工业中牛奶、豆浆、粥都与胶体有关。总之,人类不可缺少的衣食住行无一不与胶体有关,胶体化学已成为一门独立的学科。
表面化学凡是在相界面上所发生的一切物理化学现象统称为界面现象(interfase phenomena)或表面现象(surfase phenomena)。研究各种表面现象实质的科学称为表面化学。表面化学在20世纪40年代前,得到了迅猛发展,大量的研究成果被广泛应用于各生产部门,如涂料、建材、冶金、能源等行业;但就学科来说它只是作为物理化学的一个分支—胶体化学。到了60年代末70年代初,人们从微观水平上对表面现象进行研究,使得表面化学得到飞速发展,表面化学作为一门基础学科的地位被真正确立。
胶体的应用
胶体在自然界尤其是生物界普遍存在,它与人类的生活及环境有着密切的联