膠體化學(xué)膠體的基本性質(zhì)PPT精選文檔

1、1 溶膠的運(yùn)動性質(zhì)溶膠的運(yùn)動性質(zhì) 溶膠的光學(xué)性質(zhì)溶膠的光學(xué)性質(zhì) 溶膠的電學(xué)性質(zhì)溶膠的電學(xué)性質(zhì) 溶膠的穩(wěn)定性質(zhì)溶膠的穩(wěn)定性質(zhì) 溶膠的流變性質(zhì)溶膠的流變性質(zhì)23 膠體的運(yùn)動性質(zhì)主要表現(xiàn)在分散相粒子在分散介膠體的運(yùn)動性質(zhì)主要表現(xiàn)在分散相粒子在分散介質(zhì)中的質(zhì)中的（布（布朗朗運(yùn)動是其微觀表現(xiàn)，擴(kuò)散作用是運(yùn)動是其微觀表現(xiàn)，擴(kuò)散作用是其宏觀表現(xiàn)）和在重力場中的其宏觀表現(xiàn)）和在重力場中的。 有些電動現(xiàn)象和流變性質(zhì)也是在一定條件下粒子運(yùn)有些電動現(xiàn)象和流變性質(zhì)也是在一定條件下粒子運(yùn)動性質(zhì)的表現(xiàn)。動性質(zhì)的表現(xiàn)。在溶液中膠體粒子主要受三種力的作用：在溶液中膠體粒子主要受三種力的作用： 。粒子在重力作用下是下沉或是上浮

2、取決于。粒子在重力作用下是下沉或是上浮取決于其對溶劑的相對密度；其對溶劑的相對密度； 粒子運(yùn)動時受到的粒子運(yùn)動時受到的； 粒子和分子的固有粒子和分子的固有。4 1827年年,植物學(xué)家布朗植物學(xué)家布朗( Brown)在顯微鏡下在顯微鏡下,看到看到懸浮在水中的花粉粒子處懸浮在水中的花粉粒子處于不停息的無規(guī)則運(yùn)動狀于不停息的無規(guī)則運(yùn)動狀態(tài)。態(tài)。布朗運(yùn)動即為懸浮于液體中的小粒子和布朗運(yùn)動即為懸浮于液體中的小粒子和分子因液體分子熱運(yùn)動所引起的無規(guī)則分子因液體分子熱運(yùn)動所引起的無規(guī)則運(yùn)動。運(yùn)動。5 分散介質(zhì)分子以大小不同和方向不同的力對膠體粒分散介質(zhì)分子以大小不同和方向不同的力對膠體粒子不斷撞擊而產(chǎn)生的。

3、由于受到的力不平衡，連續(xù)地子不斷撞擊而產(chǎn)生的。由于受到的力不平衡，連續(xù)地以不同方向、不同速度作不規(guī)則運(yùn)動。隨著粒子增大，以不同方向、不同速度作不規(guī)則運(yùn)動。隨著粒子增大，撞擊的次數(shù)增多，而作用力抵消的可能性也變大。撞擊的次數(shù)增多，而作用力抵消的可能性也變大。6粒子越小，布朗運(yùn)動越激烈。粒子越小，布朗運(yùn)動越激烈。運(yùn)動激烈的程度不隨時間而改變，但隨溫度運(yùn)動激烈的程度不隨時間而改變，但隨溫度的升高而增加。的升高而增加。粒子半徑大于粒子半徑大于5m5m后，后，BrownBrown運(yùn)動就會消失。運(yùn)動就會消失。7Einstein布朗運(yùn)動公式布朗運(yùn)動公式DTx221平均位移平均位移球形粒子球形粒子rtNRTr

4、tkTx3620 介質(zhì)的粘度，介質(zhì)的粘度，Pas；r 粒子的半徑，粒子的半徑，m； L阿伏加德羅常數(shù)。阿伏加德羅常數(shù)。 在時間間隔在時間間隔 t 內(nèi)粒子的平均位移，內(nèi)粒子的平均位移，m；x8 SvedbergSvedberg用超顯微鏡用超顯微鏡, ,對金溶膠作不同時間間隔對金溶膠作不同時間間隔 t t 與平均與平均位移位移 測定的實驗測定的實驗, ,驗證愛因斯坦驗證愛因斯坦- -布朗平均位移公式：布朗平均位移公式：x9布朗運(yùn)動是擴(kuò)散的微觀原因布朗運(yùn)動是擴(kuò)散的微觀原因擴(kuò)散理論 在有濃度梯度存在時，物質(zhì)粒子因熱運(yùn)動而發(fā)在有濃度梯度存在時，物質(zhì)粒子因熱運(yùn)動而發(fā)生宏觀上的定向遷移，稱為生宏觀上的定向遷

5、移，稱為擴(kuò)散擴(kuò)散。也就是說粒子從。也就是說粒子從高濃度區(qū)向低濃度區(qū)遷移的高濃度區(qū)向低濃度區(qū)遷移的宏觀現(xiàn)象宏觀現(xiàn)象。10 單位時間通過某一截面的物質(zhì)的量單位時間通過某一截面的物質(zhì)的量d dn/n/d dt t與該處與該處的濃度梯度的濃度梯度d dc/c/d dx x及面積大小及面積大小A As s成正比，其比例系數(shù)成正比，其比例系數(shù)D D 稱為稱為，負(fù)號是因為擴(kuò)散方向與濃梯方向相反。，負(fù)號是因為擴(kuò)散方向與濃梯方向相反。Fick擴(kuò)散定律擴(kuò)散定律dxdcDAdtdm11D 擴(kuò)散系數(shù)擴(kuò)散系數(shù) 單位濃度梯度下，單位時間通過單位面單位濃度梯度下，單位時間通過單位面積的物質(zhì)的量。積的物質(zhì)的量。 單位：單位：

6、m2 s -1對于對于球形粒子球形粒子，D D 可由愛因斯坦斯托克斯方程計算：可由愛因斯坦斯托克斯方程計算：rLRTD6可見，可見，粒子越小粒子越小，擴(kuò)散系數(shù)越大，擴(kuò)散能力越強(qiáng)。，擴(kuò)散系數(shù)越大，擴(kuò)散能力越強(qiáng)。膠體粒子擴(kuò)散速率要比膠體粒子擴(kuò)散速率要比真溶液真溶液小幾百倍。小幾百倍。12D D 測量測量孔片法；自由交界法；光子相關(guān)譜法?？灼?；自由交界法；光子相關(guān)譜法。注注 意意 1)1)當(dāng)膠體粒子為多級分散時，由公式求得的為粒子當(dāng)膠體粒子為多級分散時，由公式求得的為粒子平均半徑；平均半徑； 2 2）若粒子非球形，則算得半徑為表觀半徑；）若粒子非球形，則算得半徑為表觀半徑； 3 3）若粒子有溶劑化

7、，算出半徑為溶劑化粒子半徑。）若粒子有溶劑化，算出半徑為溶劑化粒子半徑。13 在重力場中，分散相粒子和分散介質(zhì)可因密度不同在重力場中，分散相粒子和分散介質(zhì)可因密度不同而分離：而分離：在發(fā)生沉降作用時，分散相粒子的濃度隨距體系上界在發(fā)生沉降作用時，分散相粒子的濃度隨距體系上界面距離不同而不同，即有面距離不同而不同，即有。14 應(yīng)用介質(zhì)中粒子所受重力的作用應(yīng)用介質(zhì)中粒子所受重力的作用, ,得到了球形粒子得到了球形粒子沉降速度公式為沉降速度公式為9gr202在其他條件相同時，半徑增大，沉降速度顯著增加。在其他條件相同時，半徑增大，沉降速度顯著增加。粒子越小，沉降速度將很快降低。粒子越小，沉降速度將很

8、快降低。增加粘度，提高分散粒子的介質(zhì)中的穩(wěn)定性，加入增增加粘度，提高分散粒子的介質(zhì)中的穩(wěn)定性，加入增稠劑。稠劑。15(按按 =10g/cm3, 0=1g/cm3, =1.15mPa s時的計算值時的計算值)粒子半徑粒子半徑 /cm s-1沉降沉降1cm所需時間所需時間10-3cm1.710-15.9s10-4cm1.710-39.8min100nm1.710-516h10nm1.710-768d1nm1.710-919a16 在離心力場中，沉降公式仍可用，只是離心加速度在離心力場中，沉降公式仍可用，只是離心加速度 2x代替重力加速度。代替重力加速度。 同時，粒子在沉降過程中，同時，粒子在沉降過

9、程中，x會改變，會改變， 也是一個變也是一個變值，將值，將 改成改成dx/dt。122012ttx/xln29rx1和和x2分別為離心時間分別為離心時間t1和和t2時界面和旋轉(zhuǎn)軸之間的時界面和旋轉(zhuǎn)軸之間的距離。距離。17沉降平衡計算公式沉降平衡計算公式)(1ln12012hhRTMgCC C1, C2在高度在高度h1, h2處粒子的數(shù)密度；處粒子的數(shù)密度； M 摩爾質(zhì)量；摩爾質(zhì)量； , 0 粒子、介質(zhì)的密度。粒子、介質(zhì)的密度。 平衡時粒子數(shù)密度隨高度分布的分布定律平衡時粒子數(shù)密度隨高度分布的分布定律1)該式只適用于粒子大小相等的體系，但形狀不限；該式只適用于粒子大小相等的體系，但形狀不限；2)

10、粒子越重（粒子越重（M大），隨大），隨 h 增加，濃度降低越快。增加，濃度降低越快。3)實際上達(dá)到沉降平衡需要很長時間實際上達(dá)到沉降平衡需要很長時間,溫度波動引起對流溫度波動引起對流會妨礙沉降平衡建立。會妨礙沉降平衡建立。18粒子濃度隨高度的變化粒子濃度隨高度的變化體系體系粒子直徑粒子直徑/nm粒子濃度降低一粒子濃度降低一半時的高度半時的高度氧氣氧氣0.275km高度分散的金溶高度分散的金溶膠膠1.86215cm粗分散金溶膠粗分散金溶膠186210-5cm藤黃懸浮體藤黃懸浮體230210-3cm19 沉降與沉降平衡沉降與沉降平衡沉降沉降 擴(kuò)散擴(kuò)散 分散相分布分散相分布真溶液真溶液 均相均相粗分

11、散系統(tǒng)粗分散系統(tǒng) 沉于底部沉于底部膠體系統(tǒng)膠體系統(tǒng) 平衡平衡 形成濃梯形成濃梯 當(dāng)分散相粒子足夠小時，擴(kuò)散作用使粒子在介質(zhì)中趨于均勻當(dāng)分散相粒子足夠小時，擴(kuò)散作用使粒子在介質(zhì)中趨于均勻分布：分布：。 在具體體系中，沉降與擴(kuò)散哪種作用占優(yōu)勢視在具體體系中，沉降與擴(kuò)散哪種作用占優(yōu)勢視而定。粒子粗大，力場強(qiáng)時，沉降作用占主導(dǎo)地位；粒子而定。粒子粗大，力場強(qiáng)時，沉降作用占主導(dǎo)地位；粒子小，力場弱，擴(kuò)散作用起主導(dǎo)作用；這兩種作用接近時，形成沉小，力場弱，擴(kuò)散作用起主導(dǎo)作用；這兩種作用接近時，形成沉降擴(kuò)散平衡狀態(tài)。降擴(kuò)散平衡狀態(tài)。.202 2、溶膠的光學(xué)性質(zhì)、溶膠的光學(xué)性質(zhì)21丁達(dá)爾效應(yīng)丁達(dá)爾效應(yīng)溶膠丁達(dá)

12、爾現(xiàn)象透鏡光源丁達(dá)爾效應(yīng)本質(zhì)：分散粒子對光的散射作用本質(zhì)：分散粒子對光的散射作用22光散射現(xiàn)象光散射現(xiàn)象I0I 1/4透射光透射光散射光散射光溶膠溶膠入射光入射光當(dāng)光束通過分散體系時，一部分自由地通過，一部當(dāng)光束通過分散體系時，一部分自由地通過，一部分被吸收、反射或散射。分被吸收、反射或散射。231 1、瑞利、瑞利(Rayleigh)(Rayleigh)散射定律散射定律基本假定：基本假定：（1 1） 粒子為點光源。（無內(nèi)干涉）粒子為點光源。（無內(nèi)干涉）20d（2 2）稀溶膠。（無外干涉）稀溶膠。（無外干涉）（3 3）顆粒不導(dǎo)電，且為球形（各向同性）顆粒不導(dǎo)電，且為球形（各向同性）R R觀測距離

13、觀測距離 觀測角度觀測角度2441II大氣密度的漲落引起太陽光的散射，大氣密度的漲落引起太陽光的散射，散射光呈淡藍(lán)色散射光呈淡藍(lán)色25散射光強(qiáng)度與入射光波長四次方成反比；散射光強(qiáng)度與入射光波長四次方成反比；散射光強(qiáng)度和粒子與介質(zhì)的折射率差值有關(guān)；散射光強(qiáng)度和粒子與介質(zhì)的折射率差值有關(guān)；散射光強(qiáng)度與粒子體積的平方成正比；散射光強(qiáng)度與粒子體積的平方成正比；散射光強(qiáng)度與散射角有關(guān)。散射光強(qiáng)度與散射角有關(guān)。.26271 1）當(dāng)光束通過粗分散體系，由于粒子大于入射光的波）當(dāng)光束通過粗分散體系，由于粒子大于入射光的波長，主要發(fā)生反射，使體系呈現(xiàn)長，主要發(fā)生反射，使體系呈現(xiàn)混濁混濁。2 2）當(dāng)光束通過膠體溶

14、液，由于膠粒直徑小于可見光波）當(dāng)光束通過膠體溶液，由于膠粒直徑小于可見光波長，主要發(fā)生散射，可以看見長，主要發(fā)生散射，可以看見乳白色乳白色的光柱。的光柱。3 3）當(dāng)光束通過分子溶液，由于溶液十分均勻，散射光）當(dāng)光束通過分子溶液，由于溶液十分均勻，散射光因相互干涉而完全抵消，看不見散射光。因相互干涉而完全抵消，看不見散射光。區(qū)別溶膠、真溶液區(qū)別溶膠、真溶液和懸浮體最簡單而和懸浮體最簡單而靈敏的方法。靈敏的方法。28 光波引起粒子中電子強(qiáng)迫震動，分子極化，產(chǎn)生光波引起粒子中電子強(qiáng)迫震動，分子極化，產(chǎn)生電偶極子。電偶極子振動頻率與入射光相同，成為次電偶極子。電偶極子振動頻率與入射光相同，成為次級光源

15、，向各方向發(fā)射光波。級光源，向各方向發(fā)射光波。均勻介質(zhì)（真溶液或純液體）均勻介質(zhì)（真溶液或純液體）散射光各向相同，完全干涉，入射光沿原方向傳播散射光各向相同，完全干涉，入射光沿原方向傳播透射透射非均勻介質(zhì)（憎液溶膠）非均勻介質(zhì)（憎液溶膠）膠粒大小為膠粒大小為1 1100nm100nm，具光學(xué)不均勻性，散射光不能完全，具光學(xué)不均勻性，散射光不能完全干涉，能見到散射光干涉，能見到散射光丁達(dá)爾效應(yīng)丁達(dá)爾效應(yīng)29粒子足夠大，同一個粒子的不同部位產(chǎn)生的散射光會粒子足夠大，同一個粒子的不同部位產(chǎn)生的散射光會發(fā)生干涉，使散射光減弱發(fā)生干涉，使散射光減弱內(nèi)干涉內(nèi)干涉濃度很大時，不同粒子產(chǎn)生的散射光會發(fā)生干涉，

16、濃度很大時，不同粒子產(chǎn)生的散射光會發(fā)生干涉，使散射光減弱使散射光減弱外干涉外干涉當(dāng)當(dāng) 時時10 d30 在金屬溶膠中，散射光強(qiáng)與粒子大小和波長有關(guān)。在金屬溶膠中，散射光強(qiáng)與粒子大小和波長有關(guān)。 由于金屬膠粒對光有強(qiáng)的選擇吸收作用，所以有鮮由于金屬膠粒對光有強(qiáng)的選擇吸收作用，所以有鮮艷的顏色。艷的顏色。RayleighRayleigh定律不適用。定律不適用。 例如，紅色的金溶膠是對例如，紅色的金溶膠是對500-600nm500-600nm波長的綠色光波長的綠色光有較強(qiáng)的吸收，而透過金溶膠后，光的顏色為其補(bǔ)有較強(qiáng)的吸收，而透過金溶膠后，光的顏色為其補(bǔ)色，所以呈紅色。色，所以呈紅色。.31The L

17、ycurgus Cup in (a) reflected and (b) transmitted light. 32 電子顯微鏡：可測小于電子顯微鏡：可測小于100nm100nm顆粒，觀察其形狀、顆粒，觀察其形狀、大小、厚度；大小、厚度； 電子能譜：測定內(nèi)層電子的結(jié)合能。從而得知表面電子能譜：測定內(nèi)層電子的結(jié)合能。從而得知表面元素的定性、定量分析以及化合物的價態(tài)；元素的定性、定量分析以及化合物的價態(tài)； 掃描隧道顯微鏡掃描隧道顯微鏡 近場光學(xué)顯微鏡近場光學(xué)顯微鏡33 人們用肉眼所能辨別的物體，最小極限為人們用肉眼所能辨別的物體，最小極限為0.2mm0.2mm。有了顯微鏡，所能辨別的極限可以小到有

18、了顯微鏡，所能辨別的極限可以小到200nm200nm，視，視野擴(kuò)大了一千倍。物體再小，顯微鏡也看不到了，野擴(kuò)大了一千倍。物體再小，顯微鏡也看不到了，這是光的這是光的干涉和衍射干涉和衍射的關(guān)系。的關(guān)系。 要觀察溶膠粒子就需要用要觀察溶膠粒子就需要用超顯微鏡超顯微鏡。34 超顯微鏡的原理是：在暗室內(nèi)，將一束強(qiáng)光側(cè)向射超顯微鏡的原理是：在暗室內(nèi)，將一束強(qiáng)光側(cè)向射入觀察體系內(nèi)，在入射光的垂直方向上用普通顯微入觀察體系內(nèi)，在入射光的垂直方向上用普通顯微鏡觀察，這樣就避免了光直接照射物鏡，也消除了鏡觀察，這樣就避免了光直接照射物鏡，也消除了光的干涉。光的干涉。 但是看到的是粒子但是看到的是粒子散射光點散射

19、光點，不是粒子的，不是粒子的像像。因此。因此在超顯微鏡下看整個體系，是以黑暗為背景，閃爍在超顯微鏡下看整個體系，是以黑暗為背景，閃爍出一個亮點，尤如在黑夜太空中的星光。出一個亮點，尤如在黑夜太空中的星光。 換言之，超顯微鏡是用顯微鏡觀察膠體中的換言之，超顯微鏡是用顯微鏡觀察膠體中的TyndallTyndall現(xiàn)象?，F(xiàn)象。35 狹縫式狹縫式 照射光從碳弧光源照射光從碳弧光源射出，經(jīng)可調(diào)狹縫后，射出，經(jīng)可調(diào)狹縫后，由透鏡會聚，從側(cè)面射由透鏡會聚，從側(cè)面射到盛膠體溶液的樣品池到盛膠體溶液的樣品池中。中。 超顯微鏡的目鏡看超顯微鏡的目鏡看到的是膠粒的到的是膠粒的散射光散射光。如果溶液中沒有膠粒，如果溶

20、液中沒有膠粒，視野將是一片黑暗。視野將是一片黑暗。36 測定溶膠粒子大??；測定溶膠粒子大小； 布朗運(yùn)動和漲落現(xiàn)象的觀察；布朗運(yùn)動和漲落現(xiàn)象的觀察； 確定膠體粒子的形狀；確定膠體粒子的形狀； 膠體溶液分散度的估計；膠體溶液分散度的估計； 研究聚沉動力學(xué)過程；研究聚沉動力學(xué)過程； 沉降平衡的研究；沉降平衡的研究； 配合電泳儀，測定膠體粒子的電泳速率，可得出膠配合電泳儀，測定膠體粒子的電泳速率，可得出膠粒帶電性質(zhì)。粒帶電性質(zhì)。3738 溶膠中的分散相與分散介質(zhì)之間存在著界面。因此，按溶膠中的分散相與分散介質(zhì)之間存在著界面。因此，按，可以設(shè)想出溶膠的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)。，可以設(shè)想出溶膠的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)。膠核膠粒膠團(tuán)膠

21、核膠粒膠團(tuán)39 以以KIKI溶液滴加至溶液滴加至AgNOAgNO3 3溶液中形成的溶液中形成的AgIAgI溶膠溶膠( (正溶膠）為正溶膠）為例，膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式為：例，膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式為：反之，將反之，將AgNOAgNO3 3溶液滴加至溶液滴加至KIKI溶液中形成的溶液中形成的AgIAgI膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式為：膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式為：40 滑動面和滑動面和 電勢電勢 是當(dāng)固液兩相發(fā)生相對移動時呈現(xiàn)在固液交是當(dāng)固液兩相發(fā)生相對移動時呈現(xiàn)在固液交界處的一個高低不平的曲面，它位于緊密層之外，擴(kuò)界處的一個高低不平的曲面，它位于緊密層之外，擴(kuò)散層之中且距固體表面的距離約為分子直徑大小處。散層之中且距固體表面的距離約為分子直徑大小處。

22、滑動面與溶液本體之間的電勢差稱為滑動面與溶液本體之間的電勢差稱為 。有時也。有時也稱為電動電勢，這是因為只有當(dāng)固液兩相發(fā)生相對移稱為電動電勢，這是因為只有當(dāng)固液兩相發(fā)生相對移動時才有動時才有 電勢，可見，電勢，可見， 電勢是滑動面存在的結(jié)果電勢是滑動面存在的結(jié)果，而滑動面是，而滑動面是 電勢產(chǎn)生的基礎(chǔ)。電勢產(chǎn)生的基礎(chǔ)。41 （1 1）吸附）吸附 膠粒在形成過程中，膠核優(yōu)膠粒在形成過程中，膠核優(yōu)先吸附某種離子，使膠粒帶電。先吸附某種離子，使膠粒帶電。33KNOAgBrKBrAgNO42化學(xué)吸附化學(xué)吸附 同晶格離子，溶解度低者，優(yōu)先吸附。由于同晶格離子，溶解度低者，優(yōu)先吸附。由于AgI的溶解度小于

23、的溶解度小于AgBr，而，而AgBr的溶解度小于的溶解度小于AgCl，故鹵素離子在故鹵素離子在AgX上的吸附能力是：上的吸附能力是：I-Br-Cl-。物理吸附物理吸附 如吸附表面活性劑，極性基團(tuán)吸附到極性如吸附表面活性劑，極性基團(tuán)吸附到極性( (親水親水) )表面，非極性基團(tuán)吸附到非極性（疏水）表面表面，非極性基團(tuán)吸附到非極性（疏水）表面。當(dāng)非極性基團(tuán)吸附到疏水表面時，疏水表面變?yōu)椤．?dāng)非極性基團(tuán)吸附到疏水表面時，疏水表面變?yōu)橛H水，而且?guī)щ姟ＳH水，而且?guī)щ姟?3 （2）電離 對于可能發(fā)生電離的大分子的溶膠而言，則膠粒帶電主要是其本身發(fā)生電離引起的。 例如蛋白質(zhì)分子，當(dāng)它的羧基或胺基在水中解離時，

24、例如蛋白質(zhì)分子，當(dāng)它的羧基或胺基在水中解離時，整個大分子就帶負(fù)電或正電荷。當(dāng)介質(zhì)的整個大分子就帶負(fù)電或正電荷。當(dāng)介質(zhì)的pHpH較低時，較低時，蛋白質(zhì)分子帶正電，蛋白質(zhì)分子帶正電，pHpH較高時，則帶負(fù)電荷。較高時，則帶負(fù)電荷。 44(3)(3)離子的不等量溶解離子的不等量溶解 主要是黏土礦物，在成礦時有些主要是黏土礦物，在成礦時有些AlAl3+3+的位置被的位置被CaCa2+2+，MgMg2+2+所取代，從而使黏土晶格帶負(fù)電。所取代，從而使黏土晶格帶負(fù)電。 為了維持電中性，黏土表面必然要吸附某些正離子，為了維持電中性，黏土表面必然要吸附某些正離子，這些正離子又因水化而離開表面，形成雙電層。晶格

25、取這些正離子又因水化而離開表面，形成雙電層。晶格取代是造成黏土顆粒帶電的主要原因。代是造成黏土顆粒帶電的主要原因。45在非極性介質(zhì)中，顆粒也會帶電。在非極性介質(zhì)中，顆粒也會帶電。 Coehn Coehn規(guī)則：規(guī)則：兩相接觸時，具有較大介電常數(shù)兩相接觸時，具有較大介電常數(shù)D D的的一相帶正電，另一相帶負(fù)電。一相帶正電，另一相帶負(fù)電。 玻璃玻璃(D=5-6)(D=5-6)與水與水(D=81)(D=81)接觸時，玻璃帶負(fù)電，水接觸時，玻璃帶負(fù)電，水帶正電；玻璃帶正電；玻璃(D=5-6)(D=5-6)與苯與苯(D=2)(D=2)接觸時，玻璃帶正電，接觸時，玻璃帶正電，苯帶負(fù)電。苯帶負(fù)電。玻璃在二氧雜環(huán)

26、己烷（D=2.2）中帶負(fù)電，不符合該規(guī)則。46電動現(xiàn)象電動現(xiàn)象 18071807年，列斯（年，列斯（PeiicPeiic）曾用兩支無底的玻璃管插在曾用兩支無底的玻璃管插在潮濕的黏土上，管底墊上一潮濕的黏土上，管底墊上一層洗凈的沙，管中加上蒸餾層洗凈的沙，管中加上蒸餾水，使兩管水面相平。在將水，使兩管水面相平。在將電源的兩個電極分別插入兩電源的兩個電極分別插入兩管時，發(fā)現(xiàn)負(fù)電極管中的水管時，發(fā)現(xiàn)負(fù)電極管中的水位上升，正電極管中水位下位上升，正電極管中水位下降；正電極管的底部呈現(xiàn)渾降；正電極管的底部呈現(xiàn)渾濁狀態(tài)，而負(fù)電極管中則清濁狀態(tài)，而負(fù)電極管中則清亮如初。亮如初。 47任何溶膠中的膠粒都有這樣

27、的現(xiàn)象：帶任何溶膠中的膠粒都有這樣的現(xiàn)象：帶負(fù)電的膠粒向正極移動，帶正電的膠粒負(fù)電的膠粒向正極移動，帶正電的膠粒向負(fù)極移動，人們把這種現(xiàn)象稱為向負(fù)極移動，人們把這種現(xiàn)象稱為。如如Fe(OH)Fe(OH)3 3溶膠粒子向負(fù)極（陰極）溶膠粒子向負(fù)極（陰極）遷移，說明膠粒帶正電；遷移，說明膠粒帶正電；AsAs2 2S S3 3膠粒膠粒向陽極移動，膠粒帶負(fù)電。向陽極移動，膠粒帶負(fù)電。應(yīng)用應(yīng)用靜電除塵，黏土提純，電泳鍍漆靜電除塵，黏土提純，電泳鍍漆48利用界面移動距離計算。無色的利用光散射利用界面移動距離計算。無色的利用光散射可觀察出界面移動。可觀察出界面移動。實驗測出在一定時間內(nèi)界面移動的實驗測出在一

28、定時間內(nèi)界面移動的距離，可求得粒子的電泳速度，由電泳速度可求出膠體距離，可求得粒子的電泳速度，由電泳速度可求出膠體粒子的粒子的 電勢。電勢。正電溶膠：氫氧化鐵、氫氧化鋁、次甲基藍(lán)等。正電溶膠：氫氧化鐵、氫氧化鋁、次甲基藍(lán)等。負(fù)電溶膠：金、銀、鉑、硫、三硫化砷，硅膠。負(fù)電溶膠：金、銀、鉑、硫、三硫化砷，硅膠。49（2）紙上電泳）紙上電泳 后來人們使用在電解溶液中浸濕的濾后來人們使用在電解溶液中浸濕的濾紙條來代替紙條來代替U型管，在紙條上滴以待測的溶膠，此法型管，在紙條上滴以待測的溶膠，此法中溶膠的用量少，避免擴(kuò)散和對流的影響，廣泛用于中溶膠的用量少，避免擴(kuò)散和對流的影響，廣泛用于分離和鑒定。分離

29、和鑒定。(3)凝膠電泳凝膠電泳用乙酸纖維膜、淀粉凝膠，聚丙烯酰胺凝膠代替濾紙，用乙酸纖維膜、淀粉凝膠，聚丙烯酰胺凝膠代替濾紙，可調(diào)節(jié)厚度、孔度與材料適應(yīng)性，效率更高。例如血可調(diào)節(jié)厚度、孔度與材料適應(yīng)性，效率更高。例如血清在紙上電泳時，一般能分離出清在紙上電泳時，一般能分離出6-7個組分，而在淀個組分，而在淀粉凝膠上則可分離出粉凝膠上則可分離出20-30 個組分。個組分。50(4)(4)高效毛細(xì)管電泳高效毛細(xì)管電泳 在上述基礎(chǔ)上，發(fā)展了一種毛細(xì)管區(qū)帶電泳。毛細(xì)管和電極在上述基礎(chǔ)上，發(fā)展了一種毛細(xì)管區(qū)帶電泳。毛細(xì)管和電極槽內(nèi)充有相同組分和相同濃度的背景電解質(zhì)緩沖溶液。樣品從毛槽內(nèi)充有相同組分和相同

30、濃度的背景電解質(zhì)緩沖溶液。樣品從毛細(xì)管一端導(dǎo)入，在一定電壓下進(jìn)行電泳而分離。各組分將按其速細(xì)管一端導(dǎo)入，在一定電壓下進(jìn)行電泳而分離。各組分將按其速度大小順序，依次到達(dá)檢測器放出檢出，得到按時間分布的電泳度大小順序，依次到達(dá)檢測器放出檢出，得到按時間分布的電泳譜圖。譜圖。 由于毛細(xì)管內(nèi)徑很小，對內(nèi)徑由于毛細(xì)管內(nèi)徑很小，對內(nèi)徑5050 m m和長度為和長度為50cm50cm的毛細(xì)管，的毛細(xì)管，其容積不足其容積不足1 1 L L，進(jìn)樣體積在納升級，樣品濃度可低于，進(jìn)樣體積在納升級，樣品濃度可低于1010-4 -4mol/Lmol/L，其分離效率極高，成為生物化學(xué)和分析化學(xué)中發(fā)展得最快的一，其分離效率

31、極高，成為生物化學(xué)和分析化學(xué)中發(fā)展得最快的一種分離分析技術(shù)。種分離分析技術(shù)。51(5)(5)顯微電泳儀顯微電泳儀 利用光散射，在通電情況下，可看到顆粒的移動。測利用光散射，在通電情況下，可看到顆粒的移動。測 電位時應(yīng)注意沿壁處的電滲現(xiàn)象所引起的管內(nèi)液體電位時應(yīng)注意沿壁處的電滲現(xiàn)象所引起的管內(nèi)液體的對流。要在管徑內(nèi)找到一個電滲流與反向流正好抵的對流。要在管徑內(nèi)找到一個電滲流與反向流正好抵消的靜止層。只有在靜止層內(nèi)測出的電泳速度才是正消的靜止層。只有在靜止層內(nèi)測出的電泳速度才是正確有。確有。52應(yīng)用：電滲去水，電滲切磚和靜電復(fù)印等應(yīng)用：電滲去水，電滲切磚和靜電復(fù)印等53 在重力場的作用下，帶電的分

32、散在重力場的作用下，帶電的分散相相粒子粒子，在分散介質(zhì)中，在分散介質(zhì)中迅速沉降迅速沉降時，時，使底層與表面層的粒子濃度懸殊，使底層與表面層的粒子濃度懸殊，從而產(chǎn)生電勢差，這就是從而產(chǎn)生電勢差，這就是沉降電勢沉降電勢。 貯油罐中的油內(nèi)常會有水滴，貯油罐中的油內(nèi)常會有水滴，水滴的沉降會形成很高的電勢水滴的沉降會形成很高的電勢差，有時會引發(fā)事故。通常在差，有時會引發(fā)事故。通常在油中加入油中加入有機(jī)電解質(zhì)有機(jī)電解質(zhì)，增加介，增加介質(zhì)電導(dǎo)，降低沉降電勢。質(zhì)電導(dǎo)，降低沉降電勢。 沉降電勢沉降電勢+V54流動電勢流動電勢 含有離子的含有離子的液體在加壓或重液體在加壓或重力等力等外力外力的作用的作用下，流經(jīng)下

33、，流經(jīng)多孔膜多孔膜或毛細(xì)管或毛細(xì)管時會產(chǎn)時會產(chǎn)生電勢差，這種生電勢差，這種因液體流動而產(chǎn)因液體流動而產(chǎn)生的電勢稱為生的電勢稱為流流動電勢動電勢。氣體氣體V V壓力壓力毛細(xì)管毛細(xì)管 流動電勢流動電勢55 由于膠粒帶電，而溶膠是電中性的，則介質(zhì)帶與由于膠粒帶電，而溶膠是電中性的，則介質(zhì)帶與膠粒相反的電荷。在外電場作用下，膠粒和介質(zhì)分別膠粒相反的電荷。在外電場作用下，膠粒和介質(zhì)分別向帶相反電荷的電極移動，就產(chǎn)生了向帶相反電荷的電極移動，就產(chǎn)生了電泳電泳和和電滲電滲的電的電動現(xiàn)象，這是因電而動。動現(xiàn)象，這是因電而動。 膠粒在重力場作用下發(fā)生沉降，而產(chǎn)生膠粒在重力場作用下發(fā)生沉降，而產(chǎn)生沉降電勢沉降電勢

34、；帶電的介質(zhì)發(fā)生流動，則產(chǎn)生帶電的介質(zhì)發(fā)生流動，則產(chǎn)生流動電勢流動電勢。這是因動而。這是因動而產(chǎn)生電。產(chǎn)生電。 以上四種現(xiàn)象都稱為電動現(xiàn)象。56外加電外加電場引起場引起運(yùn)動運(yùn)動電泳電泳質(zhì)點移動，介質(zhì)靜止質(zhì)點移動，介質(zhì)靜止沉降電勢沉降電勢電滲電滲質(zhì)點靜止，液體移動質(zhì)點靜止，液體移動流動電勢流動電勢相對運(yùn)相對運(yùn)動產(chǎn)生動產(chǎn)生電位差電位差四種電現(xiàn)象的相互關(guān)系：四種電現(xiàn)象的相互關(guān)系：57 當(dāng)固體與液體接觸時，可以是固體從溶液中選擇性當(dāng)固體與液體接觸時，可以是固體從溶液中選擇性吸附某種離子，也可以是固體分子本身發(fā)生電離作用吸附某種離子，也可以是固體分子本身發(fā)生電離作用而使離子進(jìn)入溶液，以致使固液兩相分別帶

35、有不同符而使離子進(jìn)入溶液，以致使固液兩相分別帶有不同符號的電荷，號的電荷，在界面上形成了雙電層的結(jié)構(gòu)。在界面上形成了雙電層的結(jié)構(gòu)。 對于雙電層的具體結(jié)構(gòu)，一百多年來不同學(xué)者提出了對于雙電層的具體結(jié)構(gòu)，一百多年來不同學(xué)者提出了不同的看法。最早于不同的看法。最早于18791879年年HelmholzHelmholz提出提出平板型模型平板型模型； 1910 1910年年GouyGouy和和19131913年年ChapmanChapman修正了平板型模型，修正了平板型模型，提出了提出了擴(kuò)散雙電層模型擴(kuò)散雙電層模型；后來后來SternStern又提出了又提出了SternStern模型模型。58 表面電勢

36、與表面電荷密度表面電勢與表面電荷密度 及介質(zhì)及介質(zhì)介電常數(shù)介電常數(shù) 間的關(guān)系：間的關(guān)系：0 亥姆霍茲認(rèn)為固體的表面電荷與溶液中帶相反電荷亥姆霍茲認(rèn)為固體的表面電荷與溶液中帶相反電荷的（即反離子）構(gòu)成平行的兩層，如同一個平板電容器。的（即反離子）構(gòu)成平行的兩層，如同一個平板電容器。 在電場作用下，帶電質(zhì)點和在電場作用下，帶電質(zhì)點和溶液中的反離子分別向相反溶液中的反離子分別向相反方向運(yùn)動。方向運(yùn)動。 這模型過于簡單，由于離這模型過于簡單，由于離子熱運(yùn)動，不可能形成平板電子熱運(yùn)動，不可能形成平板電容器。容器。59緊密層與擴(kuò)散層的界面叫切動面緊密層與擴(kuò)散層的界面叫切動面( (滑動面滑動面) )?；瑒用?/p>

37、滑動面 由于正、負(fù)離子由于正、負(fù)離子靜電吸靜電吸引引和和熱運(yùn)動熱運(yùn)動兩種效應(yīng)的結(jié)果，兩種效應(yīng)的結(jié)果，溶液中的反離子只有一部溶液中的反離子只有一部分緊密地排在固體表面附近，分緊密地排在固體表面附近，相距約一、二個離子厚相距約一、二個離子厚度稱為度稱為緊密層緊密層； 另一部分離子按一定的濃度梯度擴(kuò)散到本體溶液另一部分離子按一定的濃度梯度擴(kuò)散到本體溶液中，離子的分布可用玻茲曼公式表示，稱為中，離子的分布可用玻茲曼公式表示，稱為擴(kuò)散層擴(kuò)散層。60 溶膠相對靜止時，整個溶膠體系是電中性的。當(dāng)分散相粒溶膠相對靜止時，整個溶膠體系是電中性的。當(dāng)分散相粒子和液體介質(zhì)相對運(yùn)動時，就會產(chǎn)生電位差，這種電位差叫子和

38、液體介質(zhì)相對運(yùn)動時，就會產(chǎn)生電位差，這種電位差叫電電動電勢動電勢。電勢（電動電勢）電勢（電動電勢） -滑動面與溶液本體間的電勢差可滑動面與溶液本體間的電勢差可由電泳或電滲實驗測定由電泳或電滲實驗測定0 0表面熱力學(xué)電勢表面熱力學(xué)電勢， 固體表面與溶液本體間的電勢差固體表面與溶液本體間的電勢差區(qū)分了區(qū)分了0 0和和。解釋了動電現(xiàn)象。解釋了動電現(xiàn)象擴(kuò)散雙電層模型擴(kuò)散雙電層模型61數(shù)數(shù)學(xué)學(xué)關(guān)關(guān)系系基本假定：基本假定：質(zhì)點表面是無限大平面，表面電荷均勻分布質(zhì)點表面是無限大平面，表面電荷均勻分布擴(kuò)散層內(nèi)反離子是服從擴(kuò)散層內(nèi)反離子是服從BoltzmannBoltzmann分布的點電荷分布的點電荷溶劑介電常

39、數(shù)各處相同溶劑介電常數(shù)各處相同電勢很小時：電勢很小時：xe021022kTINe波爾茲曼常數(shù)波爾茲曼常數(shù)BBCZI221離子強(qiáng)度離子強(qiáng)度表面電荷密度：表面電荷密度：00對比：對比：1擴(kuò)散雙電層厚度擴(kuò)散雙電層厚度62缺陷：缺陷： 很大很大, , 很小時很小時, ,計算結(jié)果不合理。計算結(jié)果不合理。0 x不能解釋不能解釋大于大于0 0或二者不同號現(xiàn)象或二者不同號現(xiàn)象63雙電層模型雙電層模型a a斯特恩（斯特恩（Stern)Stern)模型模型對古依對古依查普曼模型的修正：查普曼模型的修正：模模型型緊密層分為兩部分：部分反緊密層分為兩部分：部分反離子由靜電引力和范德華力離子由靜電引力和范德華力共同作用

40、下緊密吸附在固體共同作用下緊密吸附在固體表面，約有一、二個分子層表面，約有一、二個分子層的厚度，稱為的厚度，稱為“特性吸附離特性吸附離子子”，構(gòu)成，構(gòu)成SternStern層；由反層；由反離子電性中心構(gòu)成的平面稱離子電性中心構(gòu)成的平面稱為為SternStern平面。平面。64滑動面滑動面由于離子的溶劑化作用，膠粒在移動由于離子的溶劑化作用，膠粒在移動時，緊密層會結(jié)合一定數(shù)量的溶劑分時，緊密層會結(jié)合一定數(shù)量的溶劑分子一起移動，所以滑動面由比子一起移動，所以滑動面由比SternStern層層略右的曲線表示。略右的曲線表示。熱力學(xué)電勢熱力學(xué)電勢由固體表面至溶液本體間的電勢差由固體表面至溶液本體間的電

41、勢差e e；斯特恩電勢斯特恩電勢由緊密層與擴(kuò)散層之間的分界處至溶由緊密層與擴(kuò)散層之間的分界處至溶液本體間的電勢差液本體間的電勢差 ； 電勢電勢( (動電電勢動電電勢)由滑動面至溶液本體間的電勢差。由滑動面至溶液本體間的電勢差。65離子有體積，表面附近反離子數(shù)不能超過最大吸附量。離子有體積，表面附近反離子數(shù)不能超過最大吸附量。反離子進(jìn)入斯特恩層，可使反離子進(jìn)入斯特恩層，可使SternStern電勢下降。某些高價電勢下降。某些高價反離子或大反離子（如表面活性劑離子），由于高吸附反離子或大反離子（如表面活性劑離子），由于高吸附能而大量進(jìn)入斯特恩層，可使能而大量進(jìn)入斯特恩層，可使SternStern電

42、勢反號。電勢反號。同號大離子因強(qiáng)烈的范德華吸引可克服靜電斥力而進(jìn)同號大離子因強(qiáng)烈的范德華吸引可克服靜電斥力而進(jìn)入入SternStern層，使層，使SternStern電勢高于表面電勢電勢高于表面電勢。66SternStern層內(nèi)按層內(nèi)按HelmholzHelmholz平行板模型計算。平行板模型計算。擴(kuò)散層可按古依擴(kuò)散層可按古依查普曼模型計算。查普曼模型計算。雙電層模型雙電層模型b b博克里斯模型博克里斯模型IHPIHP 由特性吸附離子構(gòu)成的由特性吸附離子構(gòu)成的內(nèi)緊密層。內(nèi)緊密層。OHPOHP 由水化離子構(gòu)成的緊密由水化離子構(gòu)成的緊密層。層。674 4、溶膠的穩(wěn)定性質(zhì)、溶膠的穩(wěn)定性質(zhì)68溶膠是高

43、度分散的、多相的、熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，溶膠是高度分散的、多相的、熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，但在一定條件下又能相對穩(wěn)定地存在相當(dāng)長的時間，但在一定條件下又能相對穩(wěn)定地存在相當(dāng)長的時間，如：如：半徑為半徑為1.51.51010-9 -9m m的金質(zhì)點下降的金質(zhì)點下降0.01m0.01m需需3.53.5年。年。 溶膠的穩(wěn)定性實指某種性質(zhì)（如分散相濃度、顆粒溶膠的穩(wěn)定性實指某種性質(zhì)（如分散相濃度、顆粒大小、體系黏度和密度等）有一定程度的不變性。大小、體系黏度和密度等）有一定程度的不變性。 主要是用主要是用熱力學(xué)穩(wěn)定性、動力學(xué)穩(wěn)定性和聚集穩(wěn)定熱力學(xué)穩(wěn)定性、動力學(xué)穩(wěn)定性和聚集穩(wěn)定性性三者來表征。三者來表征。69 溶

44、膠有動力學(xué)的穩(wěn)定性質(zhì)。溶膠有動力學(xué)的穩(wěn)定性質(zhì)。原因：原因：Brown Brown 運(yùn)動運(yùn)動 雙電層結(jié)構(gòu)雙電層結(jié)構(gòu)水化層，水化膜的存在。水化層，水化膜的存在。某些物質(zhì)某些物質(zhì)的存在改變了膠粒的表面性能。的存在改變了膠粒的表面性能。溶膠的聚集穩(wěn)定性質(zhì)。溶膠的聚集穩(wěn)定性質(zhì)。 聚集穩(wěn)定性差；聚集穩(wěn)定性差； 聚集穩(wěn)聚集穩(wěn)定性高。定性高。溶膠的熱力學(xué)穩(wěn)定性溶膠的熱力學(xué)穩(wěn)定性 溶膠有巨大的比表面，是熱力學(xué)不穩(wěn)定系統(tǒng)，膠粒遲溶膠有巨大的比表面，是熱力學(xué)不穩(wěn)定系統(tǒng)，膠粒遲早要發(fā)生聚沉。早要發(fā)生聚沉。70膠體電解質(zhì)穩(wěn)定理論膠體電解質(zhì)穩(wěn)定理論DLVODLVO理論理論由由D Darjaguin(arjaguin(德查

45、金德查金) )、 L Landau(andau(朗道朗道) )和和 V Verweyerwey( (維韋維韋) )、 O Overbeek(verbeek(奧弗比可奧弗比可) )提出，要點如下：提出，要點如下： 溶膠在一定條件下是穩(wěn)定存在還是聚沉，取決于溶膠在一定條件下是穩(wěn)定存在還是聚沉，取決于粒子間的粒子間的。在膠粒之間，存在。在膠粒之間，存在著兩種相反作用力所產(chǎn)生的勢能。著兩種相反作用力所產(chǎn)生的勢能。斥力勢能斥力勢能U UR R 由擴(kuò)散雙電層由擴(kuò)散雙電層相互重疊相互重疊時而產(chǎn)生。時而產(chǎn)生。吸力勢能吸力勢能U UA A 由分子存在的由分子存在的遠(yuǎn)程范德華力遠(yuǎn)程范德華力而產(chǎn)生。而產(chǎn)生。71 膠

46、粒間的引力是膠粒中所有分子引力的總和。膠粒間的引力是膠粒中所有分子引力的總和。 一般分子間的引力與分子間距離的一般分子間的引力與分子間距離的6 6次方成反次方成反比，而膠粒間的吸引力與膠粒的距離的比，而膠粒間的吸引力與膠粒的距離的3 3次方次方成反比，這說明膠粒間的遠(yuǎn)距離的范德華力。成反比，這說明膠粒間的遠(yuǎn)距離的范德華力。 介質(zhì)的存在使粒子彼此間的吸引力減弱，且介介質(zhì)的存在使粒子彼此間的吸引力減弱，且介質(zhì)的性質(zhì)與質(zhì)點的越接近，粒子間的吸引力越質(zhì)的性質(zhì)與質(zhì)點的越接近，粒子間的吸引力越弱，越有利于該膠體的穩(wěn)定。弱，越有利于該膠體的穩(wěn)定。72 根據(jù)擴(kuò)散雙層模型，膠粒是帶電的，其周圍為離子根據(jù)擴(kuò)散雙層

47、模型，膠粒是帶電的，其周圍為離子氛所包圍。氛所包圍。 當(dāng)兩個膠粒趨近而離子氛尚未接觸時，膠粒間并無排當(dāng)兩個膠粒趨近而離子氛尚未接觸時，膠粒間并無排斥作用。斥作用。 當(dāng)膠粒相互接近到離子氛重疊時，處于重疊區(qū)中的離當(dāng)膠粒相互接近到離子氛重疊時，處于重疊區(qū)中的離子濃度顯然較大，破壞了原來電荷分布的對稱性，引子濃度顯然較大，破壞了原來電荷分布的對稱性，引起了離子氛的電荷重新分起了離子氛的電荷重新分布，使帶正電的膠粒受到斥力布，使帶正電的膠粒受到斥力而相互脫離。而相互脫離。73影響溶膠穩(wěn)定性的因素影響溶膠穩(wěn)定性的因素2. 2.濃度的影響。濃度的影響。濃度增加，粒子碰撞機(jī)會增多。濃度增加，粒子碰撞機(jī)會增多

48、。3. 3.溫度的影響。溫度的影響。溫度升高，粒子碰撞機(jī)會增多，碰撞強(qiáng)度增加。溫度升高，粒子碰撞機(jī)會增多，碰撞強(qiáng)度增加。4. 4.膠體體系的相互作用。膠體體系的相互作用。帶不同電荷的膠?；ノ鄢?。帶不同電荷的膠粒互吸而聚沉。1. 1.外加電解質(zhì)的影響。外加電解質(zhì)的影響。這影響最大，主要影響膠粒的帶電情況，使這影響最大，主要影響膠粒的帶電情況，使 電電 位下降，促使膠粒聚結(jié)。位下降，促使膠粒聚結(jié)。74電解質(zhì)的聚沉作用電解質(zhì)的聚沉作用1 1、沉淀、老化與聚沉、沉淀、老化與聚沉沉淀沉淀不溶物形成大顆粒，因密度差而沉降。不溶物形成大顆粒，因密度差而沉降。老化老化小顆粒溶解，大顆粒長大的過程。小顆粒溶

49、解，大顆粒長大的過程。聚沉聚沉使用試劑或其它方法使小顆粒聚并以至沉降的過程使用試劑或其它方法使小顆粒聚并以至沉降的過程 聚沉過程中質(zhì)點形成附聚體，其中聚沉過程中質(zhì)點形成附聚體，其中原來各質(zhì)點仍保持獨立性，加入溶劑或原來各質(zhì)點仍保持獨立性，加入溶劑或除去聚沉劑可重新將其分散。除去聚沉劑可重新將其分散。752 2、電解質(zhì)的聚沉作用、電解質(zhì)的聚沉作用實驗現(xiàn)象：實驗現(xiàn)象：電解質(zhì)濃度小時體系無變化；濃度達(dá)到一電解質(zhì)濃度小時體系無變化；濃度達(dá)到一定值時，發(fā)生完全聚沉。定值時，發(fā)生完全聚沉。聚沉值聚沉值使一定量的溶膠在一定時間內(nèi)完全聚沉使一定量的溶膠在一定時間內(nèi)完全聚沉所需電所需電解質(zhì)的最小濃度解質(zhì)的最小濃

50、度。從已知的表值可見，對同一。從已知的表值可見，對同一溶膠，外加電解質(zhì)的離子價數(shù)越低，其聚沉值溶膠，外加電解質(zhì)的離子價數(shù)越低，其聚沉值越大。越大。聚沉能力聚沉能力是是聚沉值的倒數(shù)聚沉值的倒數(shù)。聚沉值越大的電解質(zhì)，。聚沉值越大的電解質(zhì)，聚沉能力越?。环粗鄢林翟叫〉碾娊饩鄢聊芰υ叫?；反之，聚沉值越小的電解質(zhì)，其聚沉能力越強(qiáng)。質(zhì)，其聚沉能力越強(qiáng)。76 等術(shù)語在物理意義上沒等術(shù)語在物理意義上沒有嚴(yán)格明確的區(qū)別。有嚴(yán)格明確的區(qū)別。 習(xí)慣上一般認(rèn)為習(xí)慣上一般認(rèn)為形成的聚集體較為緊密，易分形成的聚集體較為緊密，易分離，不易重新分散；離，不易重新分散； 形成的聚集體較松散，不易分離，易重新分散。形成的聚集

51、體較松散，不易分離，易重新分散。在一定時間內(nèi)引起疏液膠體有明顯變化（如在一定時間內(nèi)引起疏液膠體有明顯變化（如等）所需加入的惰性電解質(zhì)的最小等）所需加入的惰性電解質(zhì)的最小濃度稱為該膠體的臨界聚沉濃度或聚沉值，單位常用濃度稱為該膠體的臨界聚沉濃度或聚沉值，單位常用mmol/L表示。表示。773 3、電解質(zhì)聚沉的實驗規(guī)律、電解質(zhì)聚沉的實驗規(guī)律（1 1）叔爾采）叔爾采哈迪（哈迪（Schulze-HardySchulze-Hardy）規(guī)則）規(guī)則 （符號與價數(shù)法則）（符號與價數(shù)法則）a.a.符號法則：引起溶膠聚沉的是異電荷離子符號法則：引起溶膠聚沉的是異電荷離子b.b.價數(shù)規(guī)則：反離子價數(shù)越高，聚沉能力越

52、強(qiáng)價數(shù)規(guī)則：反離子價數(shù)越高，聚沉能力越強(qiáng)如如AgIAgI負(fù)溶膠負(fù)溶膠聚沉能力順序聚沉能力順序 NaClMgClNaClMgCl2 2FeClCs+Rb+K+Na+Li+具有相同陽離子的陰離子對正溶膠的聚沉能力為：具有相同陽離子的陰離子對正溶膠的聚沉能力為：F -Cl-Br-NO3 -I -原原因因 離子水化半徑越小，越容易進(jìn)入斯特恩離子水化半徑越小，越容易進(jìn)入斯特恩層，聚沉能力越大。正離子半徑小的水化層，聚沉能力越大。正離子半徑小的水化能力強(qiáng)，水化半徑大。負(fù)離子反之。能力強(qiáng)，水化半徑大。負(fù)離子反之。79（3 3）法揚(yáng)斯（）法揚(yáng)斯（Fajans)Fajans)規(guī)則規(guī)則 能與晶體的組成離子形成不溶

53、物或難電離化合物的異電能與晶體的組成離子形成不溶物或難電離化合物的異電離子優(yōu)先被吸附，具有強(qiáng)的聚沉能力。離子優(yōu)先被吸附，具有強(qiáng)的聚沉能力。（4 4）不規(guī)則聚沉）不規(guī)則聚沉 有時，少量電解質(zhì)使溶膠聚沉，電解質(zhì)濃度高時，又重有時，少量電解質(zhì)使溶膠聚沉，電解質(zhì)濃度高時，又重新分散，濃度再高又聚沉，此為不規(guī)則聚沉，多發(fā)生在以大新分散，濃度再高又聚沉，此為不規(guī)則聚沉，多發(fā)生在以大離子或高價離子為聚沉劑的情況離子或高價離子為聚沉劑的情況大離子或高價離子引起大離子或高價離子引起電動電位反號。電動電位反號。（5 5）有機(jī)離子一般具有較強(qiáng)聚沉能力）有機(jī)離子一般具有較強(qiáng)聚沉能力特殊吸附力特殊吸附力（6 6）同號離

54、子的影響）同號離子的影響 大的同號有機(jī)離子因與質(zhì)點強(qiáng)烈的大的同號有機(jī)離子因與質(zhì)點強(qiáng)烈的van der Waalsvan der Waals引力而被吸附，引力而被吸附，從而改變質(zhì)點的表面性質(zhì)。一般說來，大的或高價的負(fù)離子對于負(fù)溶從而改變質(zhì)點的表面性質(zhì)。一般說來，大的或高價的負(fù)離子對于負(fù)溶膠有一定穩(wěn)定作用，大的或高價正離子對于正溶膠有一定穩(wěn)定作用。膠有一定穩(wěn)定作用，大的或高價正離子對于正溶膠有一定穩(wěn)定作用。80實實例例鹵水點豆腐：鹵水點豆腐：鹵水中鹵水中CaCa2+2+、MgMg2+2+等離子使帶負(fù)電的大豆蛋白膠體聚沉。等離子使帶負(fù)電的大豆蛋白膠體聚沉。黃河三角洲的形成：黃河三角洲的形成：海水中的

55、鹽類使江河中帶負(fù)電的土壤膠體聚沉。海水中的鹽類使江河中帶負(fù)電的土壤膠體聚沉。流速減慢利于顆粒沉降。流速減慢利于顆粒沉降。3 3、膠體的相互聚沉、膠體的相互聚沉 兩種電性不同的溶膠混合，可以發(fā)生相互聚沉作用。電兩種電性不同的溶膠混合，可以發(fā)生相互聚沉作用。電荷完全中和時達(dá)到荷完全中和時達(dá)到等電態(tài)等電態(tài)，完全聚沉。，完全聚沉。如明礬如明礬KAl(SO4)212H2O凈水：凈水：明礬在水中水解成明礬在水中水解成帶正電的帶正電的Al(OH)3溶膠，使帶負(fù)電的膠體污物溶膠，使帶負(fù)電的膠體污物(土壤土壤膠體膠體)聚沉。聚沉。81 一般來說，聚合物一般來說，聚合物，穩(wěn)定效果越好。這種因聚合物吸附，穩(wěn)定效果越

56、好。這種因聚合物吸附而使疏液膠體穩(wěn)定性提高的作用稱為而使疏液膠體穩(wěn)定性提高的作用稱為。吸附聚合物的粒子相互碰撞，吸附吸附聚合物的粒子相互碰撞，吸附層被壓縮。若各粒子吸附層中的分子互不交叉。只是層被壓縮。若各粒子吸附層中的分子互不交叉。只是接觸處分子發(fā)生變形，聚合物構(gòu)型數(shù)減少，構(gòu)型熵降接觸處分子發(fā)生變形，聚合物構(gòu)型數(shù)減少，構(gòu)型熵降低，體系自由能增加，粒子間排斥作用增強(qiáng)。低，體系自由能增加，粒子間排斥作用增強(qiáng)。82當(dāng)向疏液膠體中加入低于能使其穩(wěn)定所需的聚合物當(dāng)向疏液膠體中加入低于能使其穩(wěn)定所需的聚合物數(shù)量時，聚合物不僅不能使膠體穩(wěn)定，而且能使體系數(shù)量時，聚合物不僅不能使膠體穩(wěn)定，而且能使體系的臨界

57、聚沉濃度降低。這種作用稱為的臨界聚沉濃度降低。這種作用稱為。有時。有時少量聚合物的加入直接引起疏液膠體的聚沉（稱為少量聚合物的加入直接引起疏液膠體的聚沉（稱為）。）。 若帶有吸附層的粒子接觸時，聚合物分子互相滲若帶有吸附層的粒子接觸時，聚合物分子互相滲透、交叉，類似于不同濃度聚合物的混合。如果這一過程透、交叉，類似于不同濃度聚合物的混合。如果這一過程、引起的自由能增大，粒子將互相排斥，使體系穩(wěn)定，聚合引起的自由能增大，粒子將互相排斥，使體系穩(wěn)定，聚合物吸附層起保護(hù)作用；若自由能減少，粒子相互吸引，穩(wěn)定性物吸附層起保護(hù)作用；若自由能減少，粒子相互吸引，穩(wěn)定性破壞，發(fā)生破壞，發(fā)生。83 能使固體易

58、于分散成小粒子，或使粒子易于分散能使固體易于分散成小粒子，或使粒子易于分散于液體（主要是水）介質(zhì)中形成有一定穩(wěn)定性的于液體（主要是水）介質(zhì)中形成有一定穩(wěn)定性的的外加物質(zhì)稱為分散劑。的外加物質(zhì)稱為分散劑。u有助于固體粒子表面被分散介質(zhì)潤濕，都是良好的有助于固體粒子表面被分散介質(zhì)潤濕，都是良好的潤濕劑。潤濕劑。u在固體表面形成阻止粒子聚集、絮凝的表面結(jié)構(gòu)在固體表面形成阻止粒子聚集、絮凝的表面結(jié)構(gòu)（吸附層）。（吸附層）。84 在較低的濃度能使分散體系失去穩(wěn)定性形成絮凝在較低的濃度能使分散體系失去穩(wěn)定性形成絮凝體或沉淀物的外加物質(zhì)稱為體或沉淀物的外加物質(zhì)稱為。l電性中和作用電性中和作用l橋連絮凝作用橋

59、連絮凝作用855 5、溶膠的流變性質(zhì)、溶膠的流變性質(zhì)86膠體體系的流變性質(zhì)膠體體系的流變性質(zhì)是指在外力作用下該體系的是指在外力作用下該體系的流動與變形的性質(zhì)。流動與變形的性質(zhì)。 液體流動時表現(xiàn)出液體流動時表現(xiàn)出粘性粘性；固體變形時顯示；固體變形時顯示彈性彈性。原油的儲運(yùn)及加工，鉆井泥漿、橡膠塑料、原油的儲運(yùn)及加工，鉆井泥漿、橡膠塑料、油漆、涂料等的生產(chǎn)工藝設(shè)計、產(chǎn)品控制、油漆、涂料等的生產(chǎn)工藝設(shè)計、產(chǎn)品控制、使用等。使用等。意意 義義方方 法法1 1、數(shù)學(xué)描述，不追究其內(nèi)在原因；、數(shù)學(xué)描述，不追究其內(nèi)在原因；2 2、從物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和實驗現(xiàn)象研究流變、從物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和實驗現(xiàn)象研究流變性質(zhì)。性

60、質(zhì)。87一一 粘粘 度度粘度是物質(zhì)流動時分子間內(nèi)摩擦力大小的反映粘度是物質(zhì)流動時分子間內(nèi)摩擦力大小的反映定義定義設(shè)：平行板面積設(shè)：平行板面積 A A 作用力作用力 F F 運(yùn)動速度運(yùn)動速度 切變速率切變速率dydD切應(yīng)力切應(yīng)力AFAFdydD牛頓公式牛頓公式粘度，單位粘度，單位Pa.sPa.sD和是表征液體體系的基本力學(xué)性質(zhì)是表征液體體系的基本力學(xué)性質(zhì)88 說說 明明符合牛頓公式者為牛頓流體符合牛頓公式者為牛頓流體 粘度只與溫度有關(guān)，不受切變速度的影響。粘度只與溫度有關(guān)，不受切變速度的影響。不符合此式者為非牛頓流體，粘度隨速度梯度而不符合此式者為非牛頓流體，粘度隨速度梯度而變。變。牛頓流體層流