[分散体系]即分散系。一种或几种物质分散在另一种物质里所组成的体系。分散体系中被分散的物质称为分散质或分散相;分散其它物质的物质称为分散剂或分散介质。按分散相微粒的大小,常把分散体系分为三种:真溶液、胶体、粗分散系。分散系的另一种分类法,是按聚集状态区分,可分为九类:
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⑴ |
⑵ |
⑶ |
⑷ |
⑸ |
⑹ |
⑺ |
⑻ |
⑼ |
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分散介质 |
气 |
气 |
气 |
液 |
液 |
液 |
固 |
固 |
固 |
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分散相 |
气 |
液 |
固 |
气 |
液 |
固 |
气 |
液 |
固 |
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实例 |
空气 |
云雾 |
烟尘 |
各种泡沫 |
酒精水溶液 |
糖水 |
泡沫塑料 |
硅凝胶 |
合金 |
[分散剂]见分散体系条。
[分散介质]即分散剂。
[分散质]见分散体系条。
[分散相]即分散质。
[悬浊液]粗分散系的一种,是不溶性固体分散相以微小颗粒分散在液体物质中形成的分散体系。分散相微粒的线性大小在10-7-10-3米之间。悬浊液是不均一、不稳定的混和物。久置,固体分散相会沉淀下来,如泥水是悬浊液。
[乳浊液]粗分散系的一种,是互不相溶(或不完全相溶)的液体组成,液体分散相以微小珠滴分散在另一种液体物质中形成的分散体系。分散相的微粒的线性大小在10-7-10-3米之间。乳浊液通常分为两种类型:水包油型,以O/W表示;油包水型,以W/O表示。乳浊液是不均一、不稳定的混和物,久置会分层,如果加入乳化剂可增加其稳定性。
[溶液]物质以分子或离子的状态,均匀地分布在另一种物质中形成的分散体系。分散相的微粒是分子或离子,其线性大小在10-9-10-10米。溶液是均一、稳定的混和物,只要外界条件不发生变化(温度不变、溶剂没有蒸发),长久放置,溶质也不会析出。溶液又称分子溶液或真溶液。溶液有液态溶液(如蔗糖水、食盐水、碘酒等),固态溶液(如合金),气态溶液(如气体混和物)三种。
[溶质]溶液中被溶解的物质叫溶质。溶质可以是气体、液体、固体。通常当气体或固体溶解在液体中时,气体或固体是溶质。如液体溶于液体时,以量少者为溶质。
[溶剂]溶液中使其它物质溶解的物质叫溶剂。通常当气体或固体溶解在液体中时,液体为溶剂。如液体溶于液体,以量多者为溶剂。根据溶剂分子的特征,溶剂有极性溶剂(如水)和非极性溶剂(如汽油、苯、四氯化碳等)之分。
[溶解]溶质分散在溶剂中形成溶液的过程。物质溶解在水里,通常发生两种过程:一种是溶质分子(或离子)的扩散过程,这种过程吸收热量,是物理过程;另一种是溶质分子(或离子)和水分子作用,形成水合分子(或水合离子)的过程,这种过程放出热量,是化学过程。因此,在溶解过程中往往伴有热量、体积及颜色的改变。例如,硝酸铵溶于水吸热多于放热,溶液的温度降低;硫酸溶于水放热多于吸热,溶液的温度升高;白色的无水硫酸铜溶于水形成蓝色溶液;酒精和水混和溶液总体积减小。
[结晶]晶体从溶液(液态或气态)中析出的过程。结晶也是常用的提取或提纯物质的一种方法。结晶的方法主要有减少溶剂和降低温度两种。前者用于温度对溶解度影响不大的物质,如用蒸发的方法从海水中提取食盐;后者用于温度对溶解度影响较大的物质,如从氯化钠和硝酸钾的混和溶液中提取硝酸钾。
[母液]在化学结晶或沉淀的过程中,分离出结晶或沉淀后,残余的饱和溶液。
[晶种]在结晶过程中加入的预先制成的晶体微粒。
[相似相溶规律]当物质溶解在溶剂中时,极性分子易溶于极性溶剂,非极性分子易溶于非极性溶剂。例如碘分子I2是非极性分子,碘易溶于四氯化碳,因为CCl4分子也是非极性分子,碘在水中的溶解度就很小,因为H2O分子是极性分子。而氨在水中的溶解度就很大,因为NH3分子和H2O分子都是极性分子。相似相溶规律是从大量事实总结出来的经验规律,不能说明所有物质的溶解情况。这一规律可以由分子间作用力和化学热力学的原理加以说明。
[溶解平衡]一般指在一定条件(温度、压力)下,固体溶质在液体溶剂中溶解的速度与溶液中溶质结晶析出的速度相等时的状态。溶解平衡也是一种动态平衡。
[饱和溶液]在一定温度和压力下,达到溶解平衡时的溶液。饱和溶液中新加入的溶质不能继续溶解,已溶解的溶质也不会析出。
[不饱和溶液]在一定温度和压力下,小于该条件下饱和溶液浓度的溶液。在不饱和溶液中加入新的溶质能继续溶解。
[过饱和溶液]在一定温度和压力下,大于该条件下饱和溶液浓度的溶液。过饱和溶液是个不稳定体系。在过饱和溶液中加入溶质后,新加入的溶质不能溶解,已溶解的部分溶质也会析出。过饱和溶液被振荡或用玻璃棒摩擦器壁,溶液中过量的溶质也会结晶析出。通常,过饱和溶液是在较高温度下的饱和溶液中加过量溶质缓慢冷却后得到的,十水合硫酸钠、硼砂、硫代硫酸钠等易形成过饱和溶液。
[溶解度]在一定温度和压力下,物质在一定量溶剂中溶解的最高量(即达到饱和溶液状态时所溶解的量)。固体或液体物质的溶解度,通常以100克溶剂里所溶解溶质的最多克数来表示。气体物质的溶解度,则常用1体积(l毫升或1升)溶剂中所溶解溶质的最多体积数来表示。物质的溶解度除与溶质、溶剂的性质有关外,还与温度、压力有关。大多数固体或液体的溶解度随温度升高而增大,而气体溶解度随温度的升高而减小。压力一般对固体或液体的溶解度影响不大,而气体的溶解度却随压力增大而显著增大。
[溶液的浓度]一定量溶液或溶剂中所含溶质的量称为溶液的浓度。
[百分比浓度]即质量百分比浓度。用溶质的质量占全部溶液质量的百分比表示的溶液的浓度。溶液的百分比浓度用下式计算:
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[体积比浓度]以液体试剂(原装)与溶剂体积之比来表示溶液浓度的方法。如将1体积原装的浓硫酸与5体积水混和得到的硫酸溶液浓度就是1:5,或记为(1:5)H2SO4。
[摩尔浓度]指体积摩尔浓度,以1升溶液里含有多少摩尔溶质来表示的溶液浓度。摩尔浓度的单位是摩尔/升或记成mol/L。摩尔浓度的计算公式是:
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[质量摩尔浓度]以1千克溶剂中溶有多少摩尔溶质来表示的溶液的浓度,单位是摩尔/千克,或记成mol/kg。质量摩尔浓度的计算公式是:
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如在1千克溶剂中溶有0.2摩尔的溶质,此溶液的浓度为0.2mol/kg。
[质量体积浓度]以每升溶液中含有多少克溶质来表示溶液浓度的一种方法。如某溶液的浓度为5克/升,表示1升此溶液中含有5克溶质。
[当量浓度]以1升溶液中所含某溶质的克当量数表示的浓度。当量浓度在分析化学计算中有一定的作用,常以N表示。
[ppm浓度]溶液的浓度用溶质质量占溶液质量的百万分之比来表示的叫ppm浓度,即每千克溶液中含溶质的毫克数。这种浓度表示方法常用于极稀的溶液(如植物生长刺激素溶液)或自然环境、食物中有害物质含量的表示。
[ppb浓度]溶液的浓度用溶质质量占溶液质量的十亿分之比来表示的叫ppb浓度,即每千克溶液中含溶质的微克数。这种浓度表示方法用于极稀的溶液和某些含量极低的物质。
[等渗溶液]指渗透压相等的两种溶液。如0.9%的生理盐水跟人体里的血液渗透压相等,它们是等渗溶液。
[胶体]即胶体分散系,指分散相微粒线性大小在10-3-10-7米的分散系,这时分散相微粒比单个分子大得多,是由许多分子或离子组成的集合体,分散相与分散介质存在着相界面。所以说,胶体分散系是一个高分散度的多相体系。
[液溶胶]又称溶胶或胶体溶液,指分散介质是液体的胶体。如Fe(OH)3胶体、AgI胶体、墨水等。
[气溶胶]指分散介质是气体的胶体。如雾、云、烟等。
[固溶胶]指分散介质是固体的胶体。如烟水晶、有色玻璃等。
[胶体粒子]指胶体中的分散相微粒,又称胶粒。以液溶胶的胶体粒子为例分析,胶粒由胶核和吸附层组成,如在KI过量时形成的AgI胶体,AgI是胶核;胶核吸附了I-离子,I-离子叫电位离子,溶液中的反号离子K+有一部分进入吸附层,称反离子;还有一部分反离子疏散地分布在胶粒周围形成扩散层,见下图:
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胶粒与扩散层一起组成胶团。若在制备AgI胶体时,AgNO3过量则胶粒、胶团的构成是:
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[高分子溶液]高分子化合物溶于适当的溶剂中可形成高分子溶液。高分子溶液具有双重性质,一方面由于这种分散相微粒大小与溶胶粒子相近,表现出溶胶的某些特性;另一方面高分子溶液是分子分散体系,又有某些真溶液的特点。高分子溶液和胶体溶液有许多不同之处:
⑴高分子溶液是单相体系,胶体是多相体系。
⑵高分子溶液分散相极易溶剂化,这是因为高分子化合物组成中,常含有大量亲水基团,如-OH、-COOH、-NH2等,而胶体微粒的溶剂化能力比高分子化合物弱得多。
⑶高分子溶液中分散相微粒一般不带电荷,胶体微粒则是带电的,高分子溶液的稳定性是它的高度溶剂化起了决定性作用。
⑷高分子化合物溶解的过程就是溶剂化过程,当用蒸发的方法除去溶剂后再加入溶剂仍能自动溶解,它的溶解过程是可逆的,而胶体中的胶粒一旦凝聚,一般很难或者不能用简单加入溶剂的方法使之复原。高分子溶液还有一项与真溶液和溶胶都不同的特性,就是有较大的粘度。
[丁达尔效应]当一束光线通过胶体溶液或高分子溶液时,因分散质微粒的散射作用,在入射光垂直方向,可看到一条明显的光柱,这种现象称丁达尔效应。由英国物理学家丁达尔(Tyndall)首先发现。
[布朗运动]1827年由英国生物学家布朗(Brown)发现,悬浮在水里的花粉小颗粒在不停地进行着不规则运动。这种现象叫布朗运动。溶胶中的胶体微粒也在进行布朗运动,这是由于周围分散剂的分子从各方面不均匀地撞击胶体微粒和胶体微粒本身的热运动造成的。布朗运动的速度取决于微粒大小、温度及介质的粘度,微粒越小、温度越高、介质粘度越小,布朗运动的速度越快。
[电泳]在外电场的作用下,胶体微粒向阳极(或阴极)作定向移动的现象。如三硫化二砷的胶体微粒带负电,会向阳极移动;氢氧化铁胶体微粒带正电会向阴极移动。电泳在工业生产、医疗诊断等方面都有重要的应用。
[渗析]又称透析。利用半透膜(膀胱膜、肠衣、羊皮纸、玻璃纸等)使溶胶和其中混有的离子或分子杂质分开的过程。将混有杂质的胶体放入有半透膜的装置内,并将此装置放在溶剂(如水)中,半透膜的细孔只能使离子或分子透过而不能使胶体微粒通过,这就可以使杂质离子和分子从溶胶中分离出来。应用渗析的方法可以精制某些胶体。
[半透膜]见渗析条。
[聚沉]又称胶体的凝聚。胶体具有一定的稳定性,在一定条件下,可以保存较长时间。但胶体是热力学不稳定体系,有自发聚结下沉的趋势,只要减弱或消除使胶体稳定的因素,胶体微粒就能聚集成较大颗粒而沉降。使胶体微粒聚集成较大的颗粒而沉降的过程叫聚沉。使胶体聚沉的方法主要有:加入电解质、加热、加入带相反电荷的胶体等。
[盐析]在大量电解质的作用下,使高分子化合物从溶液中析出的过程。例如往血清中加入(NH4)2SO4当浓度约为2.0摩尔/升时,其中球蛋白析出,当浓度为3-3.5摩尔/升时,血清蛋白析出。盐析可以看作是电解质对高分子溶液的聚沉作用,但盐析和溶胶聚沉有以下不同:
⑴盐析时电解质的用量很大。
⑵盐析结果生成的沉淀用溶剂加以冲淡仍可形成溶液。
⑶离子的价数对盐析能力的影响程度不象溶胶聚沉那样显著。
⑷盐析与离子电荷符号无关。
[胶凝]大分子溶液在一定条件下,粘度会逐渐变大,以致失去流动性而使整个体系变成一种弹性半固体的“冻”状,这个过程称胶凝。
[凝胶]胶凝过程中形成的“冻”状体系叫凝胶。
[高分子电解质]有些高分子化合物在溶液中可以离解成离子,称为高分子电解质。其中最重要的就是蛋白质。蛋白质的一个重要特点是,同时具有多个羧基-COOH(在水溶液中可以给出H+离子)和多个氨基-NH2(可接受H+离子),因此蛋白质是一种两性大分子电解质。如果蛋白质在水溶液中分子里的羧基给出的质子被氨基夺去,就形成同时带有正负电荷的两性离子。
[等电状态]蛋白质处于正、负电荷相等时的状态。
[等电点]蛋白质处于等电状态时的水溶液的pH值。一般蛋白质在等电点时pH都不等于7。蛋白质溶液的性质与pH有很大关系,在等电点时蛋白质最不稳定,因为等电状态时蛋白质微粒总电荷为零,水化程度低,容易合并,蛋白质的其它性质如渗透压、导电性、粘度等在等电点也表现得最低或最小。
[表面活性物质]能显著降低水的表面张力的物质称为表面活性物质或表面活性剂。表面活性剂的一般分类是分离子型和非离子型。离子型表面活性剂又有三种:
⑴阴离子表面活性剂,如普通肥皂和洗衣粉(烷基磺酸盐)。
⑵阳离子表面活性剂,如十八胺盐酸盐和十二烷基二甲基苄基氯化铵等。
⑶两性表面活性剂,指同时具有阴离子和阳离子的表面活性剂,如氨基酸、氨基磺酸盐等。
⑷非离子型表面活性剂指在溶液中不电离,不生成离子的表面活性剂,如聚乙二醇型表面活性剂。
[乳化剂]乳浊液(或称乳状液)的稳定剂。乳浊液是热力学不稳定体系,要使它稳定就必需加入乳化剂,其作用是在分散相液滴的表面上形成界面膜或双电层,可以阻止小液滴的相互凝结。很多乳化剂是表面活性物质,如各类肥皂;也有些乳化剂不是表面活性物质,如Al(OH)3、 SiO2、陶土及石墨等固体粉末,由于它们能在相界面形成较坚固的界面膜,也可以形成稳定的乳状液。
[土壤胶体]土壤中呈胶体状态的物体。土壤胶体分有机胶体(如腐植质)、无机胶体(粘土矿物,如铝硅酸盐及铁、铝的含水氧化物等)、有机无机复合胶体三种。土壤胶体具有很大的表面积、在溶液中带有电荷,并有吸收、膨胀、收缩、分散、凝聚、粘结、粘着和可塑等特点。有机胶体吸收性较强,无机胶体则粘结性、可塑性较强,各种胶体在土壤中的存在量,对土壤性状和肥力都有很大影响。