胶体分散体的光学、动力学及电学性质

Optical, Kinetic & Electrical Properties of Colloidal Dispersions

2020年4月17日Ankur Choudhary (noreply@blogger.com)AI 专业翻译

胶体分散体的性质

  • 由于胶体溶液中存在分散相和分散介质,因此它们本质上是非均质的。
  • 这种胶体溶液看起来是均匀的,因为其中的颗粒无法被观察到。
  • 胶体溶液中的颗粒可以轻易地穿过滤纸,但会被动物细胞膜、超滤膜和玻璃纸阻挡。
  • 冻干溶胶(lyophilic sols)和疏水溶胶(lyophobic sols)在浓度较低的情况下都表现出极高的稳定性。
  • 颜色溶液的颜色取决于颗粒的大小。波长较长的光会被较大的颗粒吸收,而波长较短的光则会被较小的颗粒吸收。

光学性质

**丁达尔效应**

当一束光穿过长时间处于黑暗中的胶体溶液时,光束的路径会被蓝光照亮。这种现象被称为“丁达尔锥”(Tyndall cone),而这种光学效应本身则被称为“丁达尔效应”(Tyndall effect)。胶体溶液之所以会产生丁达尔效应,是因为其中的颗粒会散射光线。



布朗运动

  • 布朗运动(Brownian Movement)是一个用来描述一组……的术语。
  • 在胶体溶液中,布朗运动表现为分散介质中颗粒的 zigzag(之字形)运动。
  • 布朗运动是由于分散介质中的分子不均匀地撞击胶体颗粒而产生的。
  • 随着胶体颗粒尺寸的增大,布朗运动逐渐减弱;因此,在这种悬浮液中不存在布朗运动现象。

动力学性质

布朗运动

布朗运动下的胶体分散体系由以之字形路径运动的颗粒组成。这种运动是由于分散介质中的分子对胶体颗粒进行不均匀撞击所导致的。颗粒的大小直接影响其运动能力(即移动性)。



电气性能

电气双层理论

根据这一理论,颗粒通过在第一层中固定离子来带电。第二层包含扩散的、可移动的离子。这两层上的电荷是相同的。由于这种双层结构,会产生一种称为“电动势”的电位差。在这些颗粒周围电位差的形成作用下,它们会在电场的作用下发生移动。

电泳

在这个过程中,电场被施加到胶体流体上,使胶体颗粒发生移动。通过观察电极附近的颗粒聚集情况,可以确定这些颗粒的电荷性质:如果颗粒聚集在正电极附近,说明它们的电荷为负;反之亦然。

电渗

这是一种通过将分散介质置于电场中来阻止胶体溶液中颗粒移动的方法。

表面电荷

分散相的表面电荷在以下方面是相关的:
  • 胶体的物理稳定性取决于分散相颗粒之间的静电排斥力:这种排斥力越强,胶体分散体的物理分离效果越好,其均匀性也越高。然而,一旦胶体沉淀形成“沉淀物”,往往难以再次重新分散。因此,需要维持颗粒表面的静电电荷平衡,这不仅有助于形成均匀的分散体,还能确保沉淀物在重新分散后仍能保持均匀性。
  • 亚微米颗粒的聚集或颗粒对过滤膜的亲和性会降低亚微米颗粒过滤的效果。
  • 聚合物、聚电解质、蛋白质等会受到溶剂的影响,以及聚合物内部的分子间相互作用。
当水溶液与介质接触时,由于离子化、离子吸附或离子溶解的作用,它们会带上表面电荷。

用途;应用
  • 晶体液和胶体液是用于医学中替代体液的液体。
  • 在医学领域,胶体金可以用来输送抗生素和其他药物。
  • 像金属金和脂质这样的难溶性化合物可以通过胶体颗粒进行分散处理,这样它们就更容易被吸收和利用了。
  • 牛奶中的胶体脂肪分散结构使得牛奶不会变得过于浓稠,从而便于人体轻松吸收营养成分。
  • 为了铺设道路,人们使用了水乳化的沥青。


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