胶体的类型

2024 年 8 月 28 日 | 阅读 6 分钟

胶体可以根据不同的方式进行分类,如下所示:

  • 根据分散相和分散介质之间的相互作用
  • 根据分散相或胶体粒子的大小类型
  • 根据胶体粒子上的电荷

1) 根据分散相和分散介质之间的相互作用

根据其两相之间的相互作用,它们可以分为两种类型:亲液胶体和疏液胶体。

i) 亲液胶体(溶胶)

什么是亲液胶体?

“亲液”一词意为“喜液”。分散相和分散介质之间表现出强亲和力的胶体被称为亲液胶体。亲液胶体的常见例子包括胶水、橡胶、蛋白质、明胶、淀粉等。

亲液胶体溶胶的特点

  • 分散相(胶体粒子)与分散介质之间具有强烈的亲和力或吸引力。
  • 胶体粒子被一层或多层分散相或介质溶剂化或包覆。
  • 它们是稳定的溶胶,因为粒子与分散介质之间的强亲和力不会让溶质沉淀到底部。
  • 由于其两相之间有很强的亲和力,它们很容易制备。它们自然形成,无需机械搅拌。例如,可以通过摇动、混合或加热来制备。
  • 它们的粒子通常尺寸很小,但也可以是蛋白质和淀粉等大分子和聚合物。
  • 它们是可逆溶胶,因为当分散介质添加到凝结的胶体粒子中时,它会再次成为胶体溶胶。
  • 溶胶的表面张力小于分散介质。
  • 由于溶剂化作用,亲液溶胶的粘度高于其分散介质。
  • 它们更水合,不易凝结。
  • 粒子上的电荷受介质 pH 值的影响。
  • 通过使用大量电解质可以实现它们的凝结。
  • 它们的粒子肉眼或显微镜下不可见,并且由于尺寸小而表现出微弱的廷德尔效应。
  • 胶体粒子可以通过交联形成网络,并可能将分散介质截留在该交联网络中。
  • 它们的粒子几乎没有电荷或没有电荷。
  • 分散相的所有粒子都带有相同的电荷,因此它们倾向于相互排斥,这使得溶胶稳定。
  • 由于电荷较少或没有电荷,当施加电场时,它们的粒子可能不会向阳极或阴极移动。

ii) 疏液胶体(溶胶)

什么是疏液胶体?

“疏液”一词意为“憎水”。它们是指分散相和分散介质之间没有亲和力或吸引力的胶体或溶胶,因为分散相不吸引分散介质。它们是憎溶剂胶体。例如,水中的金属、氢氧化铁、水中的氢氧化铝等。

疏液溶胶的特点:

  • 分散相和分散介质之间缺乏吸引力或亲和力。
  • 由于它们的两相之间缺乏亲和力,因此不易形成;需要使用冷凝等特殊方法来形成疏液溶胶。
  • 它们稳定性较差。
  • 它们的分散相粒子是大量较小粒子的聚集体。
  • 它们是不可逆的。蒸发或凝结后留下的粒子不能通过添加分散介质再转化为溶胶。
  • 溶胶的表面张力与分散介质相同,它们的粘度也几乎相同。
  • 它们容易凝结,因为它们不稳定,只需少量电解质即可使它们凝结。
  • 它们的粒子可以用显微镜观察到。
  • 它们的粒子散射通过它们的光,因此表现出强烈的廷德尔效应。
  • 它们的粒子可以带正电荷或负电荷。粒子上的相同电荷使它们保持悬浮而不会凝结。这使它们稳定,但是,它们比亲液溶胶稳定性差。
  • 当施加电场时,它们的带电粒子倾向于向电极移动。

注意事项

  • 当分散介质是水时,亲液溶胶被称为亲水溶胶,疏液溶胶被称为疏水溶胶。
  • 当分散介质是酒精时,它被称为醇溶胶;当分散介质是苯时,它被称为苯溶胶。
  • 当分散介质是水时,它被称为水溶胶或水溶胶。

亲液溶胶和疏液溶胶的区别

亲液溶胶疏液溶胶
分散相吸引分散介质。分散相不吸引分散介质。
它们易于制备。它们不易制备。
它们可以通过简单的摇动、加热或混合方法制备。它们通过机械搅拌、冷凝等特殊方法制备。
它们更稳定;添加电解质不易凝结。它们稳定性较差;即使添加少量电解质也容易凝结。
它们更溶剂化,因为它们的粒子被一层分散介质包围。它们的粒子未溶剂化。
溶胶比分散介质粘度更高。溶胶和分散相的粘度相同。
溶胶的表面张力小于分散介质。两相的表面张力几乎相同。
它们的粒子更水合,显微镜下不可见。它们的粒子水合度较低,显微镜下可见。
它们显示出较弱的廷德尔效应(光散射)。它们显示出强烈的廷德尔效应。
当分散介质是水时,它们也称为亲水溶胶。当分散介质是水时,它们也称为疏水溶胶。
例子:水中的胶、明胶、淀粉等。例子:硫化物、氧化物、水中的氢氧化铝。

2) 根据粒子大小

胶体根据其粒子大小进一步分为三种类型,如下所示:

i) 多分子胶体溶胶:它们的粒子是原子或分子的聚集体,其尺寸小于 1 nm。因此,聚集后它们的尺寸落在胶体范围内。聚集体的粒子由范德华力维系,本质上是亲脂性的。

例如,金溶胶,其中金原子聚集形成胶体粒子。其他类似的例子包括硫溶胶和银溶胶。

ii) 大分子胶体:它指的是单个大分子作为分散相粒子存在的胶体。它本质上是亲液性的。例如,水中的淀粉、水中的蛋白质、水中的酶等。它们通常本质上是疏水性的。

iii) 缔合胶体:它指的是在低浓度下表现为普通电解质,但当其浓度增加并聚集形成粒子时表现为胶体的胶体。这些聚集粒子被称为胶束。

例如,当肥皂在水中的浓度增加时,它会形成尺寸在胶体范围内的胶束,从而形成缔合胶体溶胶。如果我们将这些溶胶稀释,它们将恢复到原始状态或变成单个离子。

此外,胶束是在特定温度(克拉夫特温度)和特定浓度(临界胶束浓度)之上形成的。

多分子胶体和高分子胶体的区别

多分子胶体高分子胶体
胶体粒子由大量原子或分子聚集形成。胶体粒子是尺寸在胶体范围内的大分子。
直径小于一纳米。它们具有较大的分子量。
粒子之间存在弱范德华力。大分子中存在化学键。
例子:金溶胶、硫溶胶。例子:纤维素、淀粉、酶、蛋白质、合成橡胶、尼龙、聚乙烯等。

3) 根据粒子电荷

胶体根据分散相(胶体粒子)上的电荷可分为两种类型。胶体粒子可以带正电荷或负电荷,因此胶体溶胶可以是带正电荷的溶胶或带负电荷的溶胶,如下所述:

i) 带正电荷的溶胶:它们的胶体粒子带正电荷。例如,血液中存在的血红蛋白是带正电荷的溶胶,而血液是带负电荷的溶胶。其他一些例子包括水合氧化物,如 Al2O3.xH2O,以及氧化物,如 TiO2 和染料,如亚甲蓝。

ii) 带负电荷的溶胶:它们包含带负电荷的胶体粒子。常见例子包括金属溶胶,如 Cu、Ag、Au 溶胶,以及金属硫化物,如 AsS3 和酸性染料,如曙红等。


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