第三节 溶胶的动力性质第三节 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一,Browm运动与 Einstein方程
Browm运动,溶胶粒子在介质中无规则运动一,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
x rtLRTx 3
其关系：若在时间 t 内观察布朗运动位移,x
x
很容易在显微镜下观察，由此可求得溶胶粒子半径x
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
dcAD
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,Dtx 22?
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
1210
923
sm 106791
10310010π6100236
2983148
π6
1
.
...
.
rL
RT
D
(2)
s 744
1067912
)1050(
2 10
232
.
.
D
xt
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) 1210 sm 106791,D (2) 744?t
(3) 将浓度 2 g?dm?3转换为 体积摩尔浓度，
LrV
W
VM
W
V
nc
3π
3
4
0 1 8 7 00
10023610319)1031π(
3
41
2
23339
.
...
mol?m-3
=cRT=0.01870?8.314?298.16=46.34 Pa
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?0g
F沉
F阻
gr 0334
F阻 = 6?r?v
6?r?v
gr 0334
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
grv 02
9
2
三,重力沉降与沉降平衡
2,沉降平衡如果粒径不太大时平衡 力,F沉 = F扩
gr 0334 dhdccLRT
2
1
2
1
0
3
3
4 h
h
c
c
dhRT Lgrcdc
平衡浓度：
F沉
F扩
1203
1
2
3
4 hh
RT
Lgr
c
cln
三,重力沉降与沉降平衡
2,沉降平衡平衡浓度：
1203
1
2
3
4 hh
RT
Lgr
c
cln
此式表明 (1) 相同粒度 r,h?,c?
(2) 相同高度 h,r?,c2/c1?
小粒
h1
h2
大粒
h1c1
h2c2
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Browm运动,溶胶粒子在介质中无规则运动一,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
x rtLRTx 3
其关系：若在时间 t 内观察布朗运动位移,x
x
很容易在显微镜下观察，由此可求得溶胶粒子半径x
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
dcAD
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,Dtx 22?
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
1210
923
sm 106791
10310010π6100236
2983148
π6
1
.
...
.
rL
RT
D
(2)
s 744
1067912
)1050(
2 10
232
.
.
D
xt
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) 1210 sm 106791,D (2) 744?t
(3) 将浓度 2 g?dm?3转换为 体积摩尔浓度，
LrV
W
VM
W
V
nc
3π
3
4
0 1 8 7 00
10023610319)1031π(
3
41
2
23339
.
...
mol?m-3
=cRT=0.01870?8.314?298.16=46.34 Pa
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?0g
F沉
F阻
gr 0334
F阻 = 6?r?v
6?r?v
gr 0334
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
grv 02
9
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三,重力沉降与沉降平衡
2,沉降平衡如果粒径不太大时平衡 力,F沉 = F扩
gr 0334 dhdccLRT
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平衡浓度：
F沉
F扩
1203
1
2
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RT
Lgr
c
cln
三,重力沉降与沉降平衡
2,沉降平衡平衡浓度：
1203
1
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Lgr
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cln
此式表明 (1) 相同粒度 r,h?,c?
(2) 相同高度 h,r?,c2/c1?
小粒
h1
h2
大粒
h1c1
h2c2
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