膠核膠粒膠團(tuán)怎么標(biāo) 關(guān)于膠粒結(jié)構(gòu)

膠體為何分分子膠體和粒子膠體？化學(xué)膠體問(wèn)題，膠粒與膠團(tuán)有什么區(qū)別？為什么膠粒帶電而膠團(tuán)不帶電？關(guān)于膠粒結(jié)構(gòu)，怎么判斷膠體中什么是膠核？膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式怎么寫？

本文導(dǎo)航

• 膠體為何分分子膠體和粒子膠體
• 膠體的性質(zhì)知識(shí)清單
• 膠粒與膠團(tuán)有什么區(qū)別？為什么膠粒帶電而膠團(tuán)不帶電
• 關(guān)于膠粒結(jié)構(gòu)
• 怎么判斷膠體中什么是膠核
• 膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式怎么寫

膠體為何分分子膠體和粒子膠體

散相微粒的直徑在1～100nm之間的分散體系叫做膠體。也有一種觀點(diǎn)認(rèn)為，膠體是指微粒直徑在1～1000nm之間的分散系統(tǒng)。膠體的分散相和分散介質(zhì)可以是氣體、液體或固體。分散介質(zhì)是氣體的叫氣溶膠（如煙、霧），是液體的叫溶膠，是固體的叫固溶膠（如水晶、有色玻璃）。膠體中的微粒（一般指膠核）是許多分子的集合體，一般由103～109個(gè)原子組成。例如，氫氧化鐵的膠核是由幾百萬(wàn)個(gè)氫氧化鐵分子組成的集合體。有些高分子有機(jī)物的直徑很大（如淀粉、蛋白質(zhì)），達(dá)到膠體微粒的大小。這些物質(zhì)溶于水（或其他溶劑）得到的溶液也有膠體的性質(zhì)。例如，分子量為36000的胰島素（球狀）分子的直徑是4.0nm；分子量為42000的蛋白質(zhì)（橢球）分子的直徑是11nm。高分子溶液的穩(wěn)定性較好，常常叫親液膠體。前者穩(wěn)定性較差，常稱為疏液膠體。膠體的結(jié)構(gòu)分膠核、膠粒和膠團(tuán)。以碘化銀膠體為例，把碘化鉀溶液加入硝酸銀溶液中（當(dāng)硝酸銀過(guò)量時(shí)），大量的碘化銀形成膠體顆粒（稱膠核），它的表面有選擇性地吸附跟它有共同組成的離子，這樣使膠核成為帶電粒子。在膠核周圍又吸附帶相反電荷的離子，形成比較緊密的吸附層和比較松散的擴(kuò)散層。膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)示意如下：

膠體有不同于溶液和濁液的一些特性，如有丁鐸爾效應(yīng)、布朗運(yùn)動(dòng)、電泳等現(xiàn)象（參見(jiàn)本篇有關(guān)條目）。制備膠體有多種方法。①分散法就是用研磨、溶解、超聲波或電弧等方法把粗大物料分散研細(xì)。②凝聚法就是把分子或離子聚集成膠體粒子。制淀粉溶膠屬于分散法，制氫氧化鐵溶膠、碘化銀溶膠屬于凝聚法。

膠體的性質(zhì)知識(shí)清單

第十二章 膠體化學(xué)

主要公式及其適用條件

1． 膠體系統(tǒng)及其特點(diǎn)

膠體：分散相粒子在某方向上的線度在1～100 nm 范圍的高分散系統(tǒng)稱為膠體。對(duì)于由金屬及難溶于水的鹵化物、硫化物或氫氧化物等在水中形成膠體稱憎液溶膠（簡(jiǎn)稱為膠體）。憎液溶膠的粒子均是由數(shù)目眾多的分子構(gòu)成，存在著很大的相界面，因此憎液溶膠具有高分散性、多相性以及熱力學(xué)不穩(wěn)定性的特點(diǎn)。

2． 膠體系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)

（1） 布朗運(yùn)動(dòng)

體粒子由于受到分散介質(zhì)分子的不平衡撞擊而不斷地作不規(guī)則地運(yùn)動(dòng)，稱此運(yùn)動(dòng)為布朗運(yùn)動(dòng)。其平均位移 可按下列愛(ài)因斯坦－布朗位移公式計(jì)算

式中：t為時(shí)間，r為粒子半徑，η為介質(zhì)的粘度。

（2） 擴(kuò)散、沉降及沉降平衡

擴(kuò)散是指當(dāng)有濃度梯度存在時(shí)，物質(zhì)粒子（包括膠體粒子）因熱運(yùn)動(dòng)而發(fā)生宏觀上的定向位移之現(xiàn)象。

沉降是指膠體粒子因重力作用而發(fā)生下沉的現(xiàn)象。

沉降平衡：當(dāng)膠體粒子的沉降速率與其擴(kuò)散速率相等時(shí)，膠體粒子在介質(zhì)的濃度隨高度形成一定分布并且不隨時(shí)間而變，這一狀態(tài)稱為膠體粒子處于沉降平衡。其數(shù)密度C與高度h的關(guān)系為

式中ρ及ρ0分別為粒子及介質(zhì)的密度，M為粒子的摩爾質(zhì)量，g為重力加速度。此式適用于單級(jí)分散粒子在重力場(chǎng)中的沉降平衡。

3． 光學(xué)性質(zhì)

當(dāng)將點(diǎn)光源發(fā)出的一束可見(jiàn)光照射到膠體系統(tǒng)時(shí)，在垂直于入射光的方向上可以觀察到一個(gè)發(fā)亮的光錐，此現(xiàn)象稱為丁達(dá)爾現(xiàn)象。丁達(dá)爾現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是膠體粒子大小，小于可見(jiàn)光的波長(zhǎng)，而發(fā)生光的散射之結(jié)果。散射光的強(qiáng)度I可由下面瑞利公式計(jì)算：

式中：I0及λ表示入射光的強(qiáng)度與波長(zhǎng)；n及n0分別為分散相及分散介質(zhì)的折射率；α為散射角，為觀測(cè)方向與入射光之間的夾角；V為單個(gè)分散相粒子的體積；C為分散相的數(shù)密度；l為觀測(cè)者與散射中心的距離。此式適用粒子尺寸小于入射光波長(zhǎng)，粒子堪稱點(diǎn)光源，而且不導(dǎo)電，還有不考慮粒子的散射光互相不發(fā)生干涉。

4． 電學(xué)性質(zhì)

膠體是熱力學(xué)不穩(wěn)定系統(tǒng)，其所以能長(zhǎng)期存在的重要因素就是膠體粒子本身帶電的結(jié)果。證明膠體粒子帶電的有：電泳、電滲、流動(dòng)電勢(shì)和沉降電勢(shì)等電動(dòng)現(xiàn)象。電泳與電滲是指在外電場(chǎng)作用下，膠體中分散相與分散介質(zhì)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)；流動(dòng)電勢(shì)與沉降電勢(shì)則是當(dāng)外力場(chǎng)作用于膠體上時(shí)，使得分散相與分散介質(zhì)發(fā)生相對(duì)移動(dòng)而產(chǎn)生電勢(shì)差。產(chǎn)生上述電動(dòng)現(xiàn)象的原因是因?yàn)槟z體粒子具雙電層結(jié)構(gòu)的緣故。

5． 斯特恩雙電層模型

有關(guān)膠粒帶電的雙層模型中以斯特恩雙電層模型使用較廣。其雙電層結(jié)構(gòu)可用下面模型（圖12－1）表示。

圖中： 熱力學(xué)電勢(shì)：表示固體表面與溶液本體的電勢(shì)差。 斯特恩電勢(shì)：斯特恩面與容液本體的電勢(shì)差。ζ電勢(shì)（流動(dòng)電勢(shì)）：當(dāng)分散相與分散介質(zhì)發(fā)生相對(duì)移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)面與溶液本體的電勢(shì)差。從電泳速率或電滲速率計(jì)算電勢(shì)的公式如下：

式中：ε為介質(zhì)的介電常數(shù)，ε0為真空介電常數(shù)；v為電泳速率，單位為 ；E為電勢(shì)梯度，單位為V · m－1；η為介質(zhì)的粘度，單位為Pa · s。

6． 膠團(tuán)結(jié)構(gòu)

根據(jù)吸附與斯特恩雙電層結(jié)構(gòu)可知，溶膠的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)分為膠核、膠粒及膠團(tuán)三個(gè)層次。以AgCl溶膠為例，當(dāng)用KCl與AgNO3制備AgCl溶膠時(shí)，若AgNO3是略微過(guò)量的，則若干個(gè)AgCl粒子組成的固體微粒優(yōu)先吸附與其自身有相同元素的離子（Ag＋）而形成膠核。再按雙電層結(jié)構(gòu)分別寫出膠粒與膠團(tuán)部分，即

膠粒帶正電荷。

但若制備AgCl時(shí)是采用KCl稍微過(guò)量，則其膠團(tuán)結(jié)構(gòu)為

膠粒帶負(fù)電荷。

7． 溶膠的穩(wěn)定與聚沉

（1）溶膠穩(wěn)定的原因有三：膠體粒子帶電、溶劑化作用以及布朗運(yùn)動(dòng)。

（2）聚沉：是指溶膠中膠?；ハ嗑劢Y(jié)變成大顆粒，直到發(fā)生沉淀的現(xiàn)象。導(dǎo)致溶膠聚沉的因素很多，但是電解質(zhì)加入時(shí)溶膠發(fā)生聚沉的作用是顯著的，為比較不同電解質(zhì)對(duì)溶膠的聚沉作用大小而引進(jìn)聚沉值，聚沉值是指令溶膠發(fā)生明顯的聚沉所需之電解質(zhì)最小濃度。聚沉值的倒數(shù)稱為聚沉能力。

應(yīng)指出：起聚沉作用的主要是與膠粒帶相反電荷的離子（即反離子），反離子價(jià)數(shù)越高則聚沉值越小。離子價(jià)數(shù)及個(gè)數(shù)均相同的不同反離子，其聚沉能力亦不相同，如

膠粒與膠團(tuán)有什么區(qū)別？為什么膠粒帶電而膠團(tuán)不帶電

膠粒是指內(nèi)部的那部分。

一般是出現(xiàn)沉淀，形成膠核，然后膠核吸附正負(fù)離子，這一層是比較緊密的，形成膠核。此時(shí)由于吸附正負(fù)離子的量不同，就會(huì)帶上電荷。

即然膠核帶有電荷，外圍自然會(huì)吸引一堆負(fù)電荷的，這個(gè)吸引是比較松散的，形成膠團(tuán)。于是就變成電中性了。畢竟正負(fù)吸引，要保持電中性嘛。

關(guān)于膠粒結(jié)構(gòu)

因?yàn)槟z粒的大小介于 1～100nm 之間，故每一膠粒必然是由許多分子或原子聚集而成的。我們往往將組成膠粒核心部分的固態(tài)微粒稱為膠核。例如用稀 AbNO3 溶液和 KI 溶液制備 AgI 溶膠時(shí)，由反應(yīng)生成的 AgI 微粒首先形成膠核。膠核常具有晶體結(jié)構(gòu)，它很容易從溶液中選擇性地吸附某種組成與之相似的離子而使膠核帶電，因此，膠核實(shí)際上應(yīng)包括固體微粒表層的帶電離子。

膠核表層荷電后，留在溶液中的反離子（即與被膠核吸附的離子帶相反電荷的離子）由于離子靜電作用必圍繞于膠核周圍，但離子本身的熱運(yùn)動(dòng)又使一部分反離子擴(kuò)散到較熱的介質(zhì)中去?？梢?jiàn)，一些緊緊地吸引于膠核近旁的反離子與被吸附于膠核表層的離子組成"緊密層"，而其余的反離子則組成"擴(kuò)散層"。膠核與緊密層組成膠粒(Colloidal particle)，而膠粒與擴(kuò)散層中的反離子組成膠團(tuán)(micelle)。膠團(tuán)分散于液體介質(zhì)中便是通常所說(shuō)的溶膠。

用 AgNO3 稀溶液和 KI 溶液制備 AgI 溶膠時(shí)，其膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式可以表示為：

有關(guān)雙電層的模型請(qǐng)參考電化學(xué)中"擴(kuò)散雙電層"部分內(nèi)容。以下僅介紹滑動(dòng)面和 ζ 電勢(shì)。

滑動(dòng)面是當(dāng)固液兩相發(fā)生相對(duì)移動(dòng)時(shí)呈現(xiàn)在固液交界處的一個(gè)高低不平的曲面，它位于緊密層之外，擴(kuò)散層之中且距固體表面的距離約為分子直徑大小處（見(jiàn)圖13-17(動(dòng)畫觀看)）?；瑒?dòng)面與溶液本體之間的電勢(shì)差稱為 ζ 電勢(shì)。有時(shí)也稱為電動(dòng)電勢(shì)，這是因?yàn)橹挥挟?dāng)固液兩相發(fā)生相對(duì)移動(dòng)時(shí)才有 ζ 電勢(shì)，可見(jiàn)，ζ 電勢(shì)是滑動(dòng)面存在的結(jié)果，而滑動(dòng)面是 ζ 電勢(shì)產(chǎn)生的基礎(chǔ)。

當(dāng)電解質(zhì)的濃度增加時(shí)，介質(zhì)中反離子的濃度加大，將壓縮擴(kuò)散層使其變薄，把更多的反離子擠進(jìn)滑動(dòng)面以內(nèi)，使 ζ 電勢(shì)在數(shù)值上變小，如圖13-18所示。當(dāng)電解質(zhì)的濃度足夠大時(shí)，可使 ζ 電勢(shì)為零。此時(shí)相應(yīng)的狀態(tài)，稱為等電態(tài)。處于等電態(tài)的粒子是不帶電的，電泳，電滲的速度也必然為零。此時(shí)，溶膠非常容易聚沉。

怎么判斷膠體中什么是膠核

　　膠粒帶有電荷膠粒具有很大的比表面積(比表面積=表面積／顆粒體積),因而有很強(qiáng)的吸附能力,使膠粒表面吸附溶液中的離子.這樣膠粒就帶有電荷.不同的膠粒吸附不同電荷的離子.一般說(shuō),金屬氫氧化物、金屬氧化物的膠粒吸附陽(yáng)離子,膠粒帶正電,非金屬氧化物、金屬硫化物的膠粒吸引陰離子,膠粒帶負(fù)電.

　　膠粒帶有相同的電荷,互相排斥,所以膠粒不容易聚集,這是膠體保持穩(wěn)定的重要原因.

　　由于膠粒帶有電荷,所以在外加電場(chǎng)的作用下,膠粒就會(huì)向某一極(陰極或陽(yáng)極)作定向移動(dòng),這種運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象叫電泳.

　　膠體電性

　?。?）正電:

　　一般來(lái)說(shuō),金屬氫氧化物、金屬氧化物的膠體粒子帶正電荷,如Fe(OH)3 ,Al(OH)3 ,Cr(OH)3 ,H2TiO3 ,Fe2O3 ,ZrO2 ,Th2O3

　　（2）負(fù)電:

　　非金屬氧化物、金屬硫化物的膠體粒子帶負(fù)電荷,如As2S3 ,Sb2S3 ,As2O3 ,H2SiO3 ,Au ,Ag ,Pt

　?。?）膠體粒子可以帶電荷,但整個(gè)膠體呈電中性

膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式怎么寫

膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式寫法：先寫膠核，再寫吸附層，其中吸附層包括電位離子和反離子，最后寫擴(kuò)散層即剩下的反離子。例如：硅溶膠的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式：

與之類似，推廣到一般的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式，約定俗成膠粒的分子數(shù)為m，而n作為電位離子（反離子）的數(shù)目，而且吸附的離子較少，所以m>n，而擴(kuò)散層的反離子的數(shù)目為x，吸附層中反離子數(shù)目為n-x，整個(gè)膠團(tuán)呈現(xiàn)電中性。

擴(kuò)展資料：

1、根據(jù)離子選擇吸附的原理，吸附劑會(huì)從電解質(zhì)溶液中選擇性吸附與其組成有關(guān)的離子，溶膠具有很大表面能的膠核充當(dāng)吸附劑，氫氧化鐵膠核會(huì)從溶液里吸附與其組成相關(guān)氧化亞鐵離子作為電位離子，而與其組成不相關(guān)的氯離子則作為反離子。

2、有時(shí)溶液中可能存在兩種或以上的離子與膠核結(jié)構(gòu)的組成相關(guān)，例如在硝酸銀溶液和碘化鉀溶液制備AgI溶膠時(shí)，需要注意過(guò)量的問(wèn)題，哪一個(gè)過(guò)量即作為電位離子，而與膠核結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)的離子作為反離子。

3、一般的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式，約定俗成膠粒的分子數(shù)為m，而n作為電位離子（反離子）的數(shù)目，而且吸附的離子較少，所以m>n，而擴(kuò)散層的反離子的數(shù)目為x，吸附層中反離子數(shù)目為n-x，整個(gè)膠團(tuán)呈現(xiàn)電中性。