胶体化学

本书为《胶体化学》，全一册，徐子威编，中华书局民国三十七年七月初版、七月发行，上海澳门路八九号中华书局永宁印刷厂印刷，各埠中华书局发行。卷首有自序，说明胶体化学本属理论化学中之一部门，稽其历史尚未满百年，但在欧西研究之盛、进展之速、运用之广，在科学中几罕与伦比；返顾吾国，研习者既鲜，即印行之专书亦不多觏。序中又指出，自然界中一切现象皆由种种固体、液体、气体之物质互相分散所造成，分散之情况不同则所发生之现象亦随之而异；苟能明瞭自然物中分散之原理，并求得控制分散之方法，即可改进自然之环境。胶体化学即以物质之胶态分散为研究对象，其于吾人生活之重要可想而知。本书就中等化学程度之范围，撷取基本学理而不尚高深，参以生活应用而不涉专门，虽未能餍读者求知之望，或可由此获得基本之认识。据目录，全书分九章：第一章绪论，述胶体化学之起源、意义与重要；第二章分散系，分分散质与分散媒、分散度之表示法、分散系之种类、自然界中之分散现象、胶体之意义、胶体之名称、胶体溶液之造成、悬胶体与乳胶体之比较等节；第三章胶溶体之性质，分丁铎尔现象、超显微镜、布朗运动、胶体分散粒之大小、胶溶体中分散质之沉降、扩散与渗透、胶溶体中分散质之分子量、胶体粒子之组织与形状、胶体微粒之表面积、胶体之颜色、表面张力、黏滞性、胶体之电现象、胶体之吸附等节；第四章胶体之分离，分透析、电化透析、超过滤、凝聚或丛集、保护胶体等节；第五章胶体之制法，分胶体制法概论、凝聚法、分散法等节；第六章胶凝体，分胶凝体之种类、生成与制法、构造、膨润、离浆、可塑性与弹性、胶凝体内之化学反应、蛋白质等节；第七章泡膜，分泡膜之造成、单分子泡膜、润湿等节；第八章乳浊液，分乳浊液概论、乳化剂之作用、乳浊液之制法、乳浊液中分散点滴之情况、肥皂之乳化作用、乳化膜之安定度、透明乳浊液、乳浊液之破坏法等节；第九章胶体化学之应用，分天文气象、地质矿物、生理医药、农业、工业、冶金、衣、食、住、行、日用品、细菌卫生与胶体化学等节。本次OCR所见正文为第一章绪论、第二章分散系及第三章胶溶体之性质开头部分。绪论述十九世纪中叶以前对胶状物质虽不乏研究之人，然未创立新颖理论引起化学上重视；1861年英国人葛雷谟（Thomas Graham）研究各种物质在溶液中的扩散作用，首先发现蔗糖、食盐水等结晶性物质能透过羊皮纸隔膜而扩散，但纯胶、蛋白质、淀粉等胶状物质则不能，于是将物质分为晶质与胶体两类，胶体一语从希腊文Colla而来，意即“胶物”，胶体化学当以此为发端，论其历史迄今只有八十余年。绪论又说明昔时确认胶体为化学上分子组织甚为复杂之一类特殊物质，但现时用X射线分析探究物质构造，乃知颇多认为无定形之物质实亦属结晶性，晶质与胶体并无显明界限可划；各种物质几乎尽能用适宜方法使之成胶态或晶形，现时既可将晶质的食盐制成胶态，亦得将胶质的蛋白质变成晶状；所谓胶体云者，乃物质在特殊情况下能经一再分裂而形成非常渺小之微粒后所得之特殊物理状态物体；据彭克罗夫（Bancroft）意见，胶体化学是研究“微粒”（固体的）、“点滴”（液体的）、“气泡”（气体的）、“纤维”与“薄膜”的化学。绪论还述胶体化学在理论化学中是新近崛起之一分系，虽仅八十余年历史，但因对吾人生活环境有非常密切关系，化学学者蜂起研究，遂造成今日惊异发展；地球为一固态胶体，大气为一气态胶体，吾人身体以及动植物皆含水胶体，衣食住行所赖物质又无一非胶态物体，皮革丝毛棉麻及人造丝等制衣原料，一切动植物性食物，木材砖石水泥等建筑材料，以及钢铁合金橡皮等制造交通工具物料，既尽为胶体，而此等物质于应用上又多须经过胶体化学作用处理始克完成其任务，如衣的漂洗与染色、食物烹制与消化、水泥硬化、汽油提炼尤为显著之例；日常用品如纸墨陶瓷玻璃赛璐珞种种化妆品甚至军用炸药毒气皆属胶体，病理医药亦多关胶体化学理论而赖其研究推进。第二章分散系述分散作用、分散系、内相或分散质、外相或分散媒等概念，并以黑墨水为碳粒在水中之分散系、牛乳为酪素与乳脂在乳糖水中之分散系为例；分散度表示法有以单位容积表面积和单位质量表面积表示两种，实际则以超显微镜观察微粒直径作比较标准，以μ、mμ、μμ为计量单位；分散系因分散质与分散媒有气液固之不同可构成种种种类，因微粒大小区别而有均态与不均态、安定与不安定之差，真正溶液为均态且安定，悬浊液与乳浊液为不均态且不安定，胶态分散或胶体溶液则介于二者之间；据奥斯华与齐克蒙意见，分散质微粒直径在1mμ—100mμ范围内之分散系谓之胶体分散；分散系依微粒大小若假定为球形测定直径计量，可分为粗粒分散、微粒分散、胶体分散及分子分散四种，表中列明各自直径范围、观察工具、过滤与透析性质；自然界中分散现象按分散质与分散媒固液气不同列举固分散于固、液分散于固、气分散于固、固分散于液、液分散于液、气分散于液、固分散于气、液分散于气、气分散于气等例，如颜色玻璃、瓷器、碳化钢、珍珠、干酪、白发、饼干、茶与咖啡、油漆涂料、乳白鱼肝油、牛乳、泡沫乳酪、含煤烟空气、纸烟烟、云雾、香水等；胶体意义一节述葛雷谟以羊皮纸为隔膜作透析实验，发现各种物质扩散速度大有差异，蔗糖食盐水能渗过隔膜而纯胶蛋白质淀粉不能，因而分晶质与胶体两类，昔时确认二者在分子结构上有显明差异，晶质化学组成较简单、分子量较低小、多呈结晶形，胶体化学组成较复杂、分子量较高大、多为无定形，但现时认为此种区别并不适当，两者实无明晰界限，如肥皂、鞣酸在水中皆成胶体分散，在酒精中则成分子状态溶解，碘化四戊铵在丙酮中为溶解性分子状态，在苯中则呈胶体分散；胶体并非化学上有特殊组成之一类物质，乃具有可形成特殊微小粒子状态而分散于另一物质中之物质，任何物质皆可用适当方法使之成胶体分散，如食盐水杨酸钠加于氯化亚硫酰液体中经复分解后所成食盐溶于苯中即成胶体分散；据彭克罗夫之说，胶体真义乃一种物质以“粒子”“点滴”“气泡”“纤维”“薄膜”等状态被界面所包被而分散于另一物质中之分散系。胶体名称一节述葛雷谟分别胶体为两类：分散系类似液体者称胶溶体（Sol），类似固体者称胶凝体（Gel）；胶溶体中分散质为固体微粒时称悬胶体（Suspensoid），如金微粒分散于水所成胶体金；分散质为液体点滴时称乳胶体（Emulsoid），如纯胶溶于水中所成胶水；昔时确认悬胶体分散质为固体、乳胶体分散质为液体，但两者真正差别颇多因乳胶体分散质微粒稍吸收四周分散媒而胀大成半流状态，悬胶体则不然；因此称能吸收分散媒而胀大之胶体为亲媒胶体（Lyophile），不能吸收分散媒之胶体为忌媒胶体（Lyophobe）；分散媒为水之胶溶体称水悬胶体（Hydro-sol），吸收水而胀大者称亲水胶体（Hydrophile），如纯胶、淀粉、石花菜等，不吸收水分而胀大者称忌水胶体（Hydrophobe），如硫、金属、茶等；分散媒为有机溶剂时称有机悬胶体（Organol），如醇悬胶体，橡皮能溶于苯中、硝化纤维能溶于丙酮中成乳胶体，皆为亲有机溶剂胶体；胶体分散系常因温度、浓度或他种情形变化而起状态改变，由胶溶体变胶凝体称胶凝（Gelation），反之由胶凝体变胶溶体称胶溶（Solation），如纯胶溶于热水冷却后胶凝成半固体，热之又胶溶。胶体溶液之造成一节述据袁玛恩（P.P.von Weimarn）之说，任何物质皆可用适宜方法造成胶体分散，即使结晶体苟在适当条件下自过饱和溶液中析出时亦有形成胶体分散可能；溶液中结晶析出由于结晶分子吸引溶解分子，结晶溶解则由于溶剂分子吸引结晶分子，若在此两相反作用进行时加以控制即得造成胶体溶液；结晶生成时溶液内必先有数个分子集合生成结晶核，次则周围渐次增长结晶面，溶液饱和度愈大则促成结晶核生成之力愈大，但结晶愈易溶解者其阻碍结晶核生成之力亦愈大，即生成核速度与过饱和度成正比而与结晶溶解度成反比，列有公式W=K(C-S)/S；结晶核生成后结晶成长速度全视溶质在结晶面之扩散，据刘恩斯（Nernst）之说列有公式V=K'KA(C-S)/d；当(C-S)甚小时结晶核生成速度W甚小、成长速度V亦甚小，生成少数结晶核且不易成长；当(C-S)甚大时W甚大，急速发生无数结晶核，溶液过饱度大减，不待扩散以成长结晶核；此两种情况皆可得胶态溶液，故欲制备一物质之胶体溶液可以浓度适宜之二种溶液混合，使由反应生成之物质在过饱和状态其浓度甚小或甚大时皆得造成。悬胶体与乳胶体之比较一节列密度、渗透压、表面张力、黏滞性、电荷等项差异，并引林特与李克吞实验证明悬胶体密度适合混合物原理可由浓度计算，列表比较硫化亚砷悬胶体实测密度与计算密度；乳胶体密度不能依组成计算，可证其分散质与分散媒相互结合关系较悬胶体密切；胶体溶液渗透压皆甚小，乳胶体渗透压较悬胶体略大，可证乳胶体扩散作用较速，但胶溶体渗透压虽随温度浓度增高而加大并不成正比例，故与真正溶液不同；悬胶体表面张力与纯分散媒相差甚微，乳胶体表面张力则较纯分散媒为小；悬胶体黏滞性与纯分散媒相差甚微，乳胶体黏滞性则较纯分散媒为大殊多且随浓度增大而增加；悬胶体分散微粒常带电荷或正或负，乳胶体分散微粒虽亦带电荷但周围尚结合多量分散媒。第三章胶溶体之性质开头述丁铎尔现象：将日光自小孔通入毫无尘埃暗室，室内仅能旁见日光射入处与射达处，不见空中有光亮路径；若室内充有尘埃则空中呈现显明光径；以光线通过真正溶液不见光迹，但通过金或黏土之悬胶体从垂直方向观察即可见闪烁散乱光径；此现象1881年首先由丁铎尔（Tyndall）发现，因称丁铎尔现象；夕阳彩色乃太阳落至地平线下后大气微尘将日光色散偏极化所致，夜间探照灯空中光径、天空繁星闪耀皆丁铎尔现象之例。本书以中等化学程度为限，系统介绍胶体化学基本概念、分散系分类、胶溶体性质、分离制法、胶凝体、泡膜、乳浊液及应用，兼顾学理与生活应用，是民国时期胶体化学普及与教材类著作。本次仅见前20页，第三章后续及第四至九章内容均待补。本次仅见前20页，后续内容待补。