这种现象产生的原因,主要是分散介质的分子处于无规则的热运动状态,它们从四面八方连续不断的撞击分散相的粒子。对于大小在胶体尺度在分散相粒子,粒子受到撞击次数较小。从各个方向收到的撞击力不能完全相互抵消,在某一时刻,粒子从某一方向得到的冲量即可发生位移,此即布朗运动。布朗运动是分子热运动的必然结果。第30页,共78页,星期日,2025年,2月5日1905年Einstein用统计和分子运动论的观点,提出Einstein-Brown平均位移公式:(1)x:t时间内粒子的平均位移;r:粒子半径L:阿伏加德罗常数;?:分散介质粘度用超显微镜测得不同时间见个的平均位移x,其实验值和理论计算值结果相当符合。第31页,共78页,星期日,2025年,2月5日2.扩散在有浓度梯度存在时,物质粒子因热运动而发生宏观上的定向迁移。Fick扩散第一定律:在一定温度下,在浓差作用下,单位时间内向x方向扩散,通过截面积AS的物质的量dn/dt正比于浓度梯度dc/dx与AS的乘积,比例系数D称为扩散系数。c大c小AS第32页,共78页,星期日,2025年,2月5日D扩散系数?单位浓梯下,单位时间通过单位面积的物质的量。单位:m2?s-1?D可用来衡量扩散速率cx在扩散方向上,dc为-等式右边有-号。第33页,共78页,星期日,2025年,2月5日粒子越小,扩散系数越大,扩散能力越强。胶体粒子的扩散速率要比真溶液小几百倍。球形粒子,D可由爱因斯坦-斯托克斯方程计算:(2)第34页,共78页,星期日,2025年,2月5日如分散相粒子大小一致,将(1),(2)式结合,可得:测x,可求出D由D,?、?,可求出一个球形胶体粒子的质量:1mol胶体粒子的摩尔质量:第35页,共78页,星期日,2025年,2月5日3.沉降与沉降平衡多相分散系统中的粒子,因受重力作用而下沉的过程,称为沉降。另一方面,布朗运动产生的扩散作用,当沉降作用使底部粒子的浓度高于上部时,由浓差引起的扩散作用使粒子趋于均匀分布。沉降与扩散为粒子受到的两个相反的作用。沉降??扩散分散相分布真溶液?均相粗分散系统?沉于底部胶体系统??平衡??形成浓梯第36页,共78页,星期日,2025年,2月5日构成沉降平衡时,粒子沿高度方向形成浓度梯度(如图),粒子在底部数密度较高,上部数密度较低。第37页,共78页,星期日,2025年,2月5日对微小粒子的沉降平衡,贝林(Perrin)导出粒子浓度随高度的分布定律:1)该式只适用于粒子大小相等的体系,但形状不限;2)粒子越重(M大),随h增加,浓度降低越快。3)实际上达到沉降平衡需要很长时间,温度波动引起对流会妨碍沉降平衡的建立。C:粒子数密度?0:介质密度若气体看成是理想气体,温度不随高度变化,则:第38页,共78页,星期日,2025年,2月5日不考虑温度影响时:p2/p1=C2/C1大气中的气体分子,不存在浮力,不必做浮力校正,1-(?0/?)=1上式可用于计算大气压力p与高度h的关系:上式可以计算,摩尔质量为M的气体的分压力p与高度h的关系。25℃,氧气,高度每增加5.743km,其浓度或分压要降低一半。第39页,共78页,星期日,2025年,2月5日溶胶是一个高度分散的非均相系统,分散相粒子与分散介质间有明显的相界面。实验发现,在外电场下,固、液两相可发生相对运动;反之,若迫使固液两相作相对运动时,又可产生电势差。溶胶的这种与电势差有关的相对运动称为电动现象。§12.4胶体系统的电学性质实验发现溶胶具有电动现象,说明溶胶表面带有电荷。而溶胶粒子带有电荷也正是它能长期存在的原因。第40页,共78页,星期日,2025年,2月5日§12.4胶体系统的电学性质溶胶表面电荷的来源:(a)溶胶粒子可选择性地吸附某种离子而带电;其规则是离子晶体表面从溶液中优先吸附能与它晶格上离子生成难溶或电离度很小的化合物离子。例:1)A