三、溶膠的血液溶漿機(jī)動(dòng)力學(xué)特性及光學(xué)、電學(xué)特性 溶膠有許多特殊的性質(zhì),主要有布朗運(yùn)動(dòng)、丁鐸爾效應(yīng)、電泳及電滲。 1.布朗運(yùn)動(dòng)—— ——溶膠的動(dòng)力學(xué)性質(zhì) 在溶膠中,膠體微粒處于不停頓的無(wú)規(guī)律運(yùn)動(dòng)狀態(tài),這種運(yùn)動(dòng)就稱為溶膠粒 子的布朗運(yùn)動(dòng)(Brownianmotion)。布朗運(yùn)動(dòng)是保持溶膠穩(wěn)定和溶膠粒子分布均 勻的重要原因。布朗運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)是:不斷做熱運(yùn)動(dòng)的介質(zhì)分子對(duì)膠體微粒從不 同方向產(chǎn)生沖擊,由于膠體微粒受力不均衡從而產(chǎn)生不規(guī)則運(yùn)動(dòng),使這些很小的 膠粒不會(huì)因重力場(chǎng)作用迅速沉降,促使溶膠保持一定的穩(wěn)定性。 第三節(jié) 膠體分散體系63 2.丁鐸爾效應(yīng)—— ——溶膠的光學(xué)性質(zhì) 當(dāng)一束光線通過(guò)
溶膠時(shí),在與光束相垂直的方向上可以看到一個(gè)光柱,這一 現(xiàn)象是1869年丁鐸爾首先發(fā)現(xiàn)的,因此又稱丁鐸爾效應(yīng)(Tyndal llef ffect)。 丁鐸爾現(xiàn)象的本質(zhì)是:溶膠粒子的直徑小于入射光的波長(zhǎng),因此產(chǎn)生散射作 用,入射光受溶膠粒子散射,產(chǎn)生散射光(又稱乳光),使得溶膠粒子好像變成了 一個(gè)個(gè)的發(fā)光體,在入射光的側(cè)面可以看到一個(gè)無(wú)數(shù)發(fā)光點(diǎn)組成的光柱,這就產(chǎn) 生了丁鐸爾現(xiàn)象。 3.電泳和電滲—— ——溶膠的電學(xué)性質(zhì) 電泳(Electrophoresis)是指膠體粒子在外電場(chǎng)作用下發(fā)生定向移動(dòng)的現(xiàn)象。 如圖23所示,先在U形管中放入Fe(OH)溶 3 膠,然后在兩端溶膠液面上小心地放入無(wú)色的稀 NaCl溶液,以避免電極與溶膠的直接接觸,并使溶 膠和溶液間有明顯的界面,接著在U形管兩端各 插入鉑電極,通電后可看到,Fe(OH)3溶膠的紅棕 色界面在陰極一端緩緩上升,而陽(yáng)極一端溶膠界面 則下降。這表明了溶膠帶正電。同類的實(shí)驗(yàn)可以 證明As2S、S、Au溶膠是帶負(fù)電的。 3 由于整個(gè)溶膠系統(tǒng)應(yīng)該是電中性的,所以膠體 粒子帶某種電荷的同時(shí),分散介質(zhì)必定帶等量的相 反電荷。從電泳的速度和方向可以反映出膠體粒 子的大小、電荷、結(jié)構(gòu)等性質(zhì),利用電泳速度的不同 還可以將不同帶電膠粒進(jìn)行分離。電泳技術(shù)是生 物化學(xué)領(lǐng)域經(jīng)常采用的重要分離技術(shù),可以把不同 蛋白質(zhì)和核酸分子進(jìn)行分離。 電滲(el
ectro oosmosis)與電泳原理相同,而運(yùn)動(dòng) 方式相反,在電滲過(guò)程中,在電場(chǎng)中作定向移動(dòng)的不是溶膠中的分散相(膠體粒 子),而是分散介質(zhì)(溶劑)。利用電滲過(guò)程可以進(jìn)行水的凈化等。 電動(dòng)現(xiàn)象(electro-kineticphenomenon)是電泳和電滲的總稱,電泳和電滲是 膠粒帶電引起的電動(dòng)現(xiàn)象的不同表現(xiàn)形式。 四、膠體的表面特性—— ——吸附作用 吸附是指物質(zhì)(主要是固體物質(zhì))表面吸住周圍介質(zhì)(液體或氣體)中的分 子或離子的現(xiàn)象。多相分散系中,相與相存在界面。由于界面上的粒子和固體 內(nèi)部的粒子所處的情況不同(圖24),從而產(chǎn)生吸附現(xiàn)象。 在固體內(nèi)部每個(gè)粒子被周圍的粒子包圍著,各個(gè)方面的吸引力是平衡的;但 圖23 溶膠的電泳