胶体的电学性质ppt课件.ppt

§1.3胶体的电学性质二、胶体表面电荷的来源2、离子吸附作用“电势决定离子”：被吸附离子是胶粒表面电荷的来源，其溶液中的浓度
直接影响胶粒的表面电势。

零电荷点（PZC）：当胶粒表面净电荷为零时，电势决定离子的浓度。

3、离子的溶解作用
离子型胶粒含有两种电荷相反的离子，如果这两种离子的溶解是不等量的，则胶粒表面上也可以带上电荷。

例：若直接将AgI分散于蒸馏水中时，胶粒表面将带负电，水化能力较大的Ag+易溶解，而I-易滞留于胶粒表面。4、晶格取代5、摩擦带电三、双电层理论双电层的Stern模型Stern层：在胶体表面因静电引力和vanderWaals引力而吸附的一层反离子，紧贴在胶体表面形成一个紧密固定的吸附层。Stern层的厚度有反离子的大小而定。
Stern面：吸附反离子的中心构成的面。
Stern电势：Stern平面与液体内部的电势差为Stern电势ѱδ。在Stern层内，电势由胶体表面电势ѱ0直线下降到ѱδ。
扩散层:Stern层以外,反离子成扩散态分布，扩散层中的电势呈曲线下降。扩散层中的电荷与电势分布采用Gouy-Chapman的处理方法。假设不存在Stern层，扩散层从固体表面开始。扩散层中的离子分布：若ѱ0很低，zeѱ0/kT《1时，sinh(zeѱ/kT)≈zeѱ/kT，则（1.46）变为
d2ѱ/dx2=k2ѱ（1.47）

k=（2n0z2e2/εkT)1/2(1.48)
(1.47)的解为：

ѱ=ѱ0e-kx（1.49）
说明扩散层中的电势随离表面的距离呈指数下降。
下降的快慢由k的大小决定。k越大，下降越快。k是一个很重要的参数，其倒数具有长度的单位。

胶粒表面电荷密度σs=εКѱ0可以想象：
如果将双电层视为弹性体，则K-1增加，弹性体之间排斥力增大，胶粒不易聚集。反之，则胶粒易于聚集。
当电解质浓度或离子价数增加时，K-1减小，双电层变薄，φ随x下降变快，ζ电势下降；所以电解质浓度增加或反离子价数增加，ζ电位下降，带电分散体系静电稳定性下降。
在极稀的电解质溶液中，c降低，K-1增加，双电层厚度增加，ζ电位升高。T↓，双电层变薄，ζ电位下降。
例：（1）真溶液→胶体→结晶体(需T↓)
（2）有时需要破坏胶体，如卤水（MgCl2）点豆腐四、电动电势测定(1)电泳法当Кa<0.1时，胶粒看作点电荷，C=1/1.5，则:
u=ζε/1.5ηHückel方程（1.59）
当Кa>100时，胶粒看作平板，C=1，那么
u=ζε/ηSmoluckowski方程（1.60）
当0.1<Кa<100时，C太复杂，不易确定
实际测定时，可调节К值，使Кa符合前两个极限条件。根据粒子向电极移动的方向，可判断粒子所带电荷的符号。通过测定在一定电场强度E下，介质相对于固
定不动的毛细管（或多孔塞）的体积流速Q求算ζ(3)流动电势法1.4胶体的稳定性无机电解质和高分子都能对溶胶的稳定性产生重大影响。
关于胶体的不稳定现象，有两个名词须加以区分：

聚沉作用：无机电解质使溶胶沉淀的作用。
例如，华东师范大学陈邦林教授在黄浦江边的一个小河里撒了一把盐，就堵住了一个决口；
絮凝作用：高分子使溶胶沉淀的作用。
例如:阳离子PAM可使污水絮凝沉降。一、聚沉作用前面我们讲过，在很稀的电解质溶液中，由于反离子浓度较小，双电层厚度较大，滑动面上的ζ电位和Stern电势ψ8都较大。
尤其是ζ电位代表了胶体颗粒及周围离子氛整体运动时的单元界面—滑动面上的电势。此时ζ电位较大，说明胶粒整体运动单元的电性较强，静电斥力较大，静电稳定性较高，聚结稳定性较高。
但是，当向胶体体系中加入无机电解质时，“反号”离子浓度增大，相应的扩散层厚度减小，进而使得双电层厚度减小，滑动面上的ζ电位降低，电性减弱，导致胶体颗粒之间的静电斥力减小，最终将使胶体体系失去聚结稳定性，即发生聚沉作用。例、东营河口区的黄河入海口每年增加大量的陆地；

聚沉值：表征电解质聚沉能力的参数，是指在规定条件下使胶体聚沉所需电解质的最低浓度，以mmol/L为单位。Schulze-Hardy规则：
起聚沉作用的主要是反离子，反离子价数越高，聚沉效率也越高。相同价数的反离子聚沉值顺序为：（稍有差异）
Li+>Na+>K+>NH+4>Rb+>Cs+
Mg2+>Ca2+>Sr2+>Ba2+
SCN->I-<NO3->Br->Cl->F->Ac->1/2SO42+
Schulze-Hardy规则只适用于惰性电解质。（2）同号离子的影响在一些特殊情况下，会出现这种现象：
少量的电解质使溶胶聚沉，电解质浓度升高使沉淀又重新分散成溶胶；浓度再高时，又使溶胶聚沉，这种现象称为不规则聚沉。
多发生在聚沉剂含有高价反离子或有机反离子的情况下。（4）溶胶的相互聚沉（5）Burton-Bishop规则