北京大学药学院：《物理化学 Physical Chemistry》课程教学资源（PPT课件讲稿）第八章 胶体分散系统（8.3）溶胶的动力性质

第三节洛的动力性

第三节 溶胶的动力性质

第三节滤胶的动力性质 感你3学 热运动—扩散,布朗运动 动力性质 重力场—重力降沉和平衡 溶胶性质 离心力场—离心降沉和平衡 电学性质 光学性质 人卫出版献

第三节 溶胶的动力性质 热运动⎯⎯扩散，布朗运动 重力场⎯⎯重力降沉和平衡 离心力场⎯⎯离心降沉和平衡 电学性质 光学性质 动力性质 溶胶性质

Brow运动与 Einstein方程 感你3学 Brown运动:溶胶粒子在介质中无规则运动 布朗运动

一. Browm运动与Einstein方程 Browm运动：溶胶粒子在介质中无规则运动

Brow运动与 Einstein方程 感你3学 Brown运动:溶胶粒子在介质中无规则的运动 原因:粒子受各个方向介质分子的撞击 撞击的动量不能完全抵消而移动 分子热运动的宏观表现。 Einstein公式: Brown运动平均位移的计算 若在时间t内观察布朗运动位移x,其关系: fs rt t VL urn x很容易在显微镜下观察,由此可求得溶胶粒子半径 人卫出版献

一. Browm运动与Einstein方程 Browm运动：溶胶粒子在介质中无规则的运动 原因：粒子受各个方向介质分子的撞击 撞击的动量不能完全抵消而移动 ⎯⎯ 分子热运动的宏观表现。 Einstein公式：Brown运动平均位移的计算 r x t L RT x 3 =  若在时间 t 内观察布朗运动位移 x ，其关系： x x 很容易在显微镜下观察，由此可求得溶胶粒子半径

二,扩散和渗透 感你3学 ○○ 1.扩散 扩散:溶质从高浓度(大)向低浓度(p小)移动的现象 结果 Gibbs能G↓,熵S个,是自发进行的过程 扩散速度与浓梯关系Fick第一定律 DD A dx mols1扩散系数)面积浓度梯度 扩散系数与 Brown运动平均位移关系:x2=2D 人卫出版献

二. 扩散和渗透 扩散：溶质从高浓度（大）向低浓度（小）移动的现象。 结果Gibbs能G，熵S，是自发进行的过程 。 扩散速度与浓梯关系⎯⎯Fick第一定律 dx dc D A dt dn = − mols –1 扩散系数 面积 浓度梯度 1．扩散 扩散系数与Brown运动平均位移关系： x 2Dt 2 =

二,扩散和渗透 感你3学 2.渗透 渗透:溶剂通过半透膜(对溶质不通透)向溶质高浓度区移 动的现象(对溶剂而言,浓度从高→低) 渗透压:半透膜两侧的压差Ip21 平衡时两侧化学势相等 P1 可导出稀溶液的Ⅱ 渗透压 ME CRT 1=p2-p1 (c: mol/m3) 反渗透:施加外压,使溶剂分 子从溶液一侧透过半透溶剂 溶液 膜进入纯溶剂一侧 半透膜 答然社

渗透压：半透膜两侧的压差=p2–p1 平衡时两侧化学势相等 可导出稀溶液的  = cRT ( c: mol/m3 ) 二. 扩散和渗透 2．渗透 渗透：溶剂通过半透膜（对溶质不通透）向溶质高浓度区移 动的现象 （对溶剂而言，浓度从高→低） 溶剂 溶液 半透膜 （只容许溶剂通过） 渗透压 p1 p2 渗透压  = p2 – p1 反渗透：施加外压，使溶剂分 子从溶液一侧透过半透 膜进入纯溶剂一侧

二,扩散和渗透 感你3学 例金溶胶浓度为2gdm3介质粘度为0.00Pas。已知胶粒半径 为13mm,金的密度为193×103kgm-3。计算金溶胶在25°时 (1)扩散系数,(2)布朗运动移动0.5mm的时间,(3)渗透压 解(1)扩散系数 RT 1 8.314×298 D L6πmr6023×1023×6m×0.001×1.3×10-9 1.679×10-10m2.s (0.5×10-) 2D2×1.679×10~0≈744s 人卫出版献

二. 扩散和渗透 例 金溶胶浓度为2 gdm−3 ,介质粘度为0.00l Pas。已知胶粒半径 为1.3 nm，金的密度为19.3103 kgm−3 。计算金溶胶在25C时 (1) 扩散系数,(2) 布朗运动移动0.5 mm的时间,(3) 渗透压。 解 (1) 扩散系数 1 0 2 1 2 3 9 1 679 10 m s 6 023 10 6π 0 001 1 3 10 8 314 298 6π 1 − − − =         =  = . . . . . L r RT D  (2) 744 s 2 1 679 10 (0 5 10 ) 2 1 0 2 3 2 =    = = − − . . D x t

二,扩散和渗透 感你3学 例金溶胶浓度为2gdm3介质粘度为0.00Pas。已知胶粒半径 为13mm,金的密度为193×103kgm-3。计算金溶胶在25°时 (1)扩散系数,(2)布朗运动移动0.5mm的时间,(3)渗透压 解(1)D=1.679×10-10m2s-1 (2)t=744s (3)将浓度2gdm转換为体积摩尔浓度 n w y M ntr p 3 =0.01870 m(.3×10-9)3×19.3×103×6023×1023 molm cRT=0.01870×8.314×298.16=46.34Pa 人卫出版献

二. 扩散和渗透 例 金溶胶浓度为2 gdm−3 ,介质粘度为0.00l Pas。已知胶粒半径 为1.3 nm，金的密度为19.3103 kgm−3 。计算金溶胶在25C时 (1) 扩散系数,(2) 布朗运动移动0.5 mm的时间,(3) 渗透压。 解 (1) 1 0 2 1 1 679 10 m s − − D = .   (2) t = 744 s (3) 将浓度2 gdm−3转换为体积摩尔浓度， V r L W VM W V n c  3 π 3 4  = = = 0 01870 π (1 3 10 ) 19 3 10 6 023 10 3 4 1 2 9 3 3 2 3 . . . . =       = − molm-3 =cRT=0.018708.314298.16=46.34 Pa

重力沉降与沉降平衡 感你3学 溶胶粒子在外力场定向移动称沉降 沉降粒子浓集 沉降与扩散是两个相对抗的运动{扩散粒子分散 粒子小,力场小扩散 两者对抗有三种形态粒子大或力场大沉降 C扩散一沉降相当—平衡 人卫出版献

三. 重力沉降与沉降平衡 溶胶粒子在外力场定向移动称沉降 沉降⎯⎯粒子浓集 扩散⎯⎯粒子分散 粒子小，力场小⎯⎯扩散 粒子大或力场大⎯⎯沉降 扩散－沉降相当⎯⎯平衡 沉降与扩散是两个相对抗的运动 两者对抗有三种形态

重力沉降与沉降平衡 感你3学 1.重力沉降 重力场:不强的力场,粗分散系(>104m)可有明显沉降 平衡力 沉一1阻 沉=F重一F浮=Wg-p=m3(p-p0)g F 阻=6mmy 阻 6m=m°(0-008 2r 沉降速度v= (e-po g 1)沉降分析法,测求粒径r 沉 应用 (2)落球式粘度计,测v求 人氏卫试版

三. 重力沉降与沉降平衡 1. 重力沉降 重力场：不强的力场，粗分散系（>10–4m）可有明显沉降 平衡力： F沉 = F阻 F沉 = F重 – F浮= Vg – V0 g F沉 F阻 r ( 0 )g 3 3 4 =   −  F阻= 6rv 6rv r ( 0 )g 3 3 4 =   −  沉降速度 (1) 沉降分析法，测v求粒径r (2) 落球式粘度计，测v求 应用 ( )g r v 0 2 9 2    = −