第一节 分散系
一种或几种物质分散在另一种介质中所形成的体系称为散体系。被分散的物质称为分散相,而连续介质称为分散介质。例如食盐水溶液,食盐是分散体系又分为均相分散系和多相分散系。低分子溶液与高分子溶液为均相分散系。溶胶与粗分散系为多相分散系。
分散体系的某些性质常随分散相粒子的大小而改变,因此,按分散相质点的大小不同可将分散系分为三类(表9-1):低分子(或离子)分散系(其粒子的线形大小在1nm以下);胶体分散系(其粒子的线形大小在1-100nm之间);粗分散系(其粒子的线形大小在100nm以上)。三者之间无明显的界限。
一、粗分散系
在粗分散系中,分散相粒子大于100nm,因其粒子较大用肉眼或普通显微镜即可观察到分散相的颗粒。由于其颗粒较大,能阻止光线通过,因而外观上是浑浊的,不透明的。另外,因分散相颗粒大,不能透过滤纸或半透膜。同时易受重力影响而自动沉降,因此不稳定。
粗分散系按分散相状态的不同又分为悬浊液(固体分散在液体中——如泥浆)和乳浊液(液体分散在液体中——如牛奶)。
二、低分子分散系
分散相粒子小于1nm,因分散相粒子很小,不能阻止光线通过,所以溶液是透明的。这种溶液具有高度稳定性,无论放置多久,分散相颗粒不会因重力作用而下沉,不会从溶液中分离出来。分散相颗粒能透过滤纸或半透膜,在溶液中扩散很快,例如盐水和糖水等。
三、胶体分散系
胶体分散系即胶体溶液,分散相粒子大小在1-100nm之间,属于这一类分散系的有溶胶和高分子化合物溶液。由于此类分散系的胶体粒子比低分子分散系的分散相粒子大,而比粗分散系的分散相粒子小,因而胶体分散系的胶体粒子能透过滤纸,但不能透过半透膜。外观上胶体溶液不浑浊,用肉眼或普通显微镜均不能辨别。
胶体是物质的一种分散状态,不论在任何物质,只要以1-100nm之间的粒子分散于另一物质中时,就成为胶体。例如,氯化钠在水中分散成离子时属低分子分散系。而在苯中则分散成离子的聚集体,聚集体粒子的大小在1-100nm之间,属胶体溶液。许多蛋白质、淀粉、糖原溶液及血液、淋巴液等属于胶体溶液。
表9-1 分散体系的分类
粒子大小 | 类型 | 分散相 | 性质 | 实例 | |
<1nm | 低分子分散系 | 原子、离子或小分子 | 均相,稳定体系,扩散快,能透过滤纸、半透膜,形成真溶液 | 蔗糖,氯化钠,醋酸水溶液等 | |
1~100nm | 胶体分散系 | 高分子 | 高聚物大分子 | 均相,稳定体系,扩散慢,不能透过半透膜,能透过滤纸,超显微镜下看不见,形成真溶液 | 蛋白质,核酸水溶液等 |
溶胶 | 胶粒(原子或分子的聚集体) | 多相,不稳定体系,扩散慢,不能透过半透膜,能透过滤纸,超显微镜下看不见,形成真溶液 | Fe(OH)3,As2S3,金溶胶等 | ||
>100nm | 粗分散体系 | 粗粒子 | 多相,不稳定体系,扩散很慢或不扩散,较快地下沉,不能透过滤纸和半透膜,形成悬浊液、乳浊液 | 混浊泥水,牛奶,豆浆等 |