2015年電氣工程師考試普通化學(xué)知識(shí)點(diǎn)膠體的特性

　　一、溶膠的動(dòng)力性質(zhì) ——布朗運(yùn)動(dòng)

　　在超顯微鏡下，可以看到膠體微粒處于“不停頓的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”，這種運(yùn)動(dòng)稱為溶膠粒子的布朗運(yùn)動(dòng)。

　　原因：由于周圍分散劑的分子不均勻的撞擊膠體離子，使其不斷改變方向、改變速度作無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。

　　二、溶膠的光學(xué)性質(zhì) ——丁鐸爾效應(yīng)

　　一束會(huì)聚的強(qiáng)光膠體垂直方向看到一條發(fā)亮的光柱，這是由于膠體離子對(duì)光的散射而形成的。

　　產(chǎn)生原因：

　　光線照射到物體表面時(shí)，可能產(chǎn)生兩種情況：

　　(1)顆粒的直徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于入射光的波長(zhǎng)，此時(shí)入射光被完全反射，不出現(xiàn)丁鐸爾效應(yīng);

　　(2)物質(zhì)的顆粒直徑比入射波長(zhǎng)小的話，則發(fā)生光的散射作用而出現(xiàn)丁鐸爾現(xiàn)象。

　　因?yàn)槿苣z的粒子直徑在1—100nm，而一般可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍在400—760nm，所以可見(jiàn)光通過(guò)溶膠時(shí)便產(chǎn)生明顯的散射作用。

　　三、溶膠的電學(xué)性質(zhì)——電泳、電滲

　　1、電泳：在溶膠中插入兩個(gè)電極，通入直流電，可以看到膠粒發(fā)生定向運(yùn)動(dòng) —向陰極或陽(yáng)極移動(dòng)。這種膠體離子在外電場(chǎng)作用下發(fā)生定向移動(dòng)的現(xiàn)象叫做電泳。

　　2、電滲：溶膠在電場(chǎng)作用下，使固體膠粒不動(dòng)而使液體介質(zhì)在電場(chǎng)中發(fā)生定向移動(dòng)現(xiàn)象。

　　3、溶膠粒子帶電的主要原因 ：

　　一是膠粒在溶液中選擇性吸附與膠粒組成有關(guān)的粒子;二是膠粒表面的分子電離，一種離子脫離膠粒進(jìn)入溶液，另一種離子留在膠粒表面。

　　(1)吸附作用：氫氧化鐵溶膠，該溶膠是FeCl3 溶液在沸水中水解而制成的。在整個(gè)水解過(guò)程中，有大量的FeO+存在，由于Fe(OH)3 對(duì)FeO+的吸附因而溶膠帶正電。

　　(2)電離作用 ：硅膠粒子帶電就是因?yàn)镠2SiO3電離形成HSiO3- 或SiO32-，并附著在表面而帶負(fù)電。 H2SiO3=HsiO3- + H+ =SiO32- + 2H+

　　四、表面性質(zhì)——吸附

　　1、定義：一種物質(zhì)自動(dòng)濃集到另一物質(zhì)表面上的過(guò)程叫吸附。其中有吸附能力的物質(zhì)稱為吸附劑;被吸附的物質(zhì)稱為吸附質(zhì)。

　　2、為什么存在表面吸附 ?

　　物體表面的粒子(分子、原子或離子)比內(nèi)部粒子有更高的能量。表面粒子比內(nèi)部粒子多出的這部分能量稱為表面能。

　　對(duì)一定質(zhì)量的分散質(zhì)來(lái)說(shuō)，分散度越高，表面積越大，其表面能越大，因而多相體系是一種不穩(wěn)定體系。為使體系趨于較穩(wěn)定的狀態(tài)，表面能有自發(fā)降低的傾向。一般可采用兩種途徑：一是減小表面積使表面能減小，如小液滴可自發(fā)聚集成大液滴;二是通過(guò)表面吸附其它質(zhì)點(diǎn)來(lái)降低其表面能。

　　任何兩相界面上均存在著界面能。

　　3、固體在溶液中的吸附：

　　(1) 分子吸附

　　固體吸附劑對(duì)溶液中非電解質(zhì)或弱電解質(zhì)分子的吸附稱為分子吸附。 這類吸附的一般經(jīng)驗(yàn)規(guī)律是：相似(極性相似)相吸。

　　(2) 離子吸附

　　固體吸附劑在強(qiáng)電解質(zhì)溶液中對(duì)溶質(zhì)離子的吸附稱為離子吸附。離子吸附的種類：

　?、‰x子選擇吸附:固體吸附劑有選擇地吸附溶液中 的某種離子,這種吸附稱為離子選擇吸附。

　　吸附規(guī)則:吸附劑優(yōu)先選擇吸附與自身組成相關(guān)或性質(zhì)相似且溶液中濃度較大的離子。

　?、㈦x子交換吸附: 固體吸附劑吸附一種離子的同時(shí)釋放出等電量的其它同號(hào)離子的過(guò)程稱為離子交換吸附。

　　交換規(guī)則:離子電荷數(shù)越高、水合半徑越小,離子交換能力越強(qiáng)。

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