物理化學電子—PPT學習教案

1、會計學1物理化學電子物理化學電子10.1 概述10.2 溶膠的動力和光學性質(zhì)10.3 溶膠的電學性質(zhì) 10.4 溶膠的穩(wěn)定性和聚沉作用10.5 大分子溶液10.6 Donnan平衡10.7 凝膠10.8 納米技術第1頁/共76頁重點內(nèi)容：1. 溶膠膠團的結構2. 溶膠的動力，光學和電學性質(zhì)3. 溶膠的穩(wěn)定和聚沉4. Donnan平衡第2頁/共76頁 例如：云，牛奶，珍珠 把一種或幾種物質(zhì)分散在另一種物質(zhì)中就構成分散體系。被分散的物質(zhì)稱為分散相 (dispersed phase)，另一種物質(zhì)稱為分散介質(zhì) (dispersing medium)。 分散相和分散介質(zhì)第3頁/共76頁 什么是膠體分散系

2、統(tǒng)?按分散相粒子的大小，通常有三種分散系統(tǒng)1.分子分散系統(tǒng) 分散相與分散介質(zhì)以分子或離子形式彼此混溶，沒有界面，是均勻的單相，分子半徑在1 nm 以下 。2.膠體分散系統(tǒng) 分散相粒子的半徑在1 nm100 nm之間，目測是均勻的，但實際是多相不均勻系統(tǒng)。也有的將 1nm 1000 nm之間的粒子歸入膠體范疇。3.粗分散系統(tǒng) 當分散相粒子大于1000 nm，目測是混濁不均勻系統(tǒng)，放置后會沉淀或分層。第4頁/共76頁 所謂宏觀是指研究對象的尺寸很大，其下限是人的肉眼可以觀察到的最小物體（半徑大于1微米），而上限則是無限的。 所謂微觀是指上限為原子、分子，而下限則是一個無下限的時空。 在宏觀世界與微

3、觀世界之間，有一個介觀世界，在膠體和表面化學中所涉及的超細微粒，其大小、尺寸在1nm-100nm之間，基本上歸屬于介觀領域。第5頁/共76頁 根據(jù)膠體系統(tǒng)的性質(zhì)至少可分為兩大類：1 憎液溶膠 系統(tǒng)具有很大的相界面，很高的表面Gibbs自由能，很不穩(wěn)定，極易被破壞而聚沉 簡稱溶膠，由難溶物分散在分散介質(zhì)中所形成，粒子都是由很大數(shù)目的分子構成，大小不等 聚沉之后往往不能恢復原態(tài)，因而是熱力學中的不穩(wěn)定和不可逆系統(tǒng)。 本章主要討論憎液溶膠第6頁/共76頁（1）特有的分散程度 粒子的大小在1100 nm之間，因而擴散較慢，不能透過半透膜，滲透壓低但有較強的動力穩(wěn)定性 和乳光現(xiàn)象。（2）多相不均勻性 具

4、有納米級的粒子是由許多離子或分子聚結而成，結構復雜，有的保持了該難溶鹽的原有晶體結構，而且粒子大小不一，與介質(zhì)之間有明顯的相界面，比表面很大。（3）易聚結不穩(wěn)定性 因為粒子小，比表面大，表面自由能高，是熱力學不穩(wěn)定系統(tǒng)，有自發(fā)降低表面自由能的趨勢，即小粒子會自動聚結成大粒子。第7頁/共76頁 根據(jù)膠體系統(tǒng)的性質(zhì)至少可分為兩大類：2 親液溶膠大（高）分子化合物的溶液通常屬于親液溶膠。 它是分子溶液，但其分子的大小已經(jīng)到達膠體的范圍，因此具有膠體的一些特性（例如：擴散慢，不透過半透膜，有Tyndall效應等等） 若設法去除大分子溶液的溶劑使它沉淀，重新再加入溶劑后大分子化合物又可以自動再分散，因而

5、它是熱力學中穩(wěn)定、可逆的系統(tǒng)。 10.1.1 分散系統(tǒng)的分類分散系統(tǒng)的分類第8頁/共76頁若根據(jù)分散相和分散介質(zhì)的聚集狀態(tài)進行分類 1. 液溶膠 將液體作為分散介質(zhì)所形成的溶膠。當分散相為不同狀態(tài)時，則形成不同的液溶膠：A. 液-固溶膠 如油漆，AgI溶膠B. 液-液溶膠 如牛奶，石油原油等乳狀液C. 液-氣溶膠 如泡沫10.1.1 分散系統(tǒng)的分類分散系統(tǒng)的分類第9頁/共76頁 若根據(jù)分散相和分散介質(zhì)的聚集狀態(tài)進行分類 2. 固溶膠 將固體作為分散介質(zhì)所形成的溶膠。當分散相為不同狀態(tài)時，則形成不同的固溶膠：A. 固-固溶膠 如有色玻璃，不完全互溶的合金B(yǎng). 固-液溶膠 如珍珠，某些寶石C. 固

6、-氣溶膠 如泡沫塑料，沸石分子篩10.1.1 分散系統(tǒng)的分類分散系統(tǒng)的分類第10頁/共76頁 若根據(jù)分散相和分散介質(zhì)的聚集狀態(tài)進行分類 3. 氣溶膠 將氣體作為分散介質(zhì)所形成的溶膠。當分散相為固體或液體時，形成氣-固或氣-液溶膠，但沒有氣-氣溶膠，因為不同的氣體混合后是單相均一系統(tǒng)，不屬于膠體范圍。A. 氣-固溶膠 如煙，含塵的空氣B. 氣-液溶膠 如霧，云10.1.1 分散系統(tǒng)的分類分散系統(tǒng)的分類第11頁/共76頁 制備溶膠必須使分散相粒子的大小落在膠體分散系統(tǒng)的范圍之內(nèi)，并加入適當?shù)姆€(wěn)定劑。制備方法大致可分為兩類： （1）分散法 用機械、化學等方法使固體的粒子變小 （2）凝聚法 使分子或離

7、子聚結成膠粒溶膠的制備第12頁/共76頁用這兩種方法直接制出的粒子稱為原級粒子。 視具體制備條件不同，這些粒子又可以聚集成較大的次級粒子。 通常所制備的溶膠中粒子的大小不是均一的，是一個多級分散系統(tǒng)。第13頁/共76頁例如：333FeClFe(OH) ()Fe(OH) () 加新鮮沉淀溶膠3AgNOKIAgCl()AgCl() 或加新鮮沉淀溶膠42226K Sn(OH)SnClSnO ()SnO () 加水解新鮮沉淀溶膠若沉淀放置時間較長，則沉淀老化就得不到溶膠 第14頁/共76頁 在制備溶膠的過程中，常生成一些多余的電解質(zhì)，如制備 Fe(OH)3溶膠時生成的HCl。 少量電解質(zhì)可以作為溶膠的

8、穩(wěn)定劑，但是過多的電解質(zhì)存在會使溶膠不穩(wěn)定，容易聚沉，所以必須除去。 凈化的方法主要有滲析法和超過濾法。 第15頁/共76頁 （1）滲析法簡單滲析 利用濃差因素，多余的電解質(zhì)離子不斷向膜外滲透，經(jīng)常更換溶劑，就可以凈化半透膜容器內(nèi)的溶膠 如將裝有溶膠的半透膜容器不斷旋轉，可以加快滲析速度。 將需要凈化的溶膠放在羊皮紙或動物膀胱等半透膜制成的容器內(nèi)，膜外放純?nèi)軇?。?6頁/共76頁 （1）滲析法電滲析 為了加快滲析速度，在裝有溶膠的半透膜兩側外加一個電場，使多余的電解質(zhì)離子向相應的電極作定向移動。 溶劑不斷自動更換，可以提高凈化速度第17頁/共76頁 用半透膜作過濾膜，利用吸濾或加壓的方法使膠粒

9、與含有雜質(zhì)的介質(zhì)在壓差作用下迅速分離。（2）超過濾法 將半透膜上的膠粒迅速用含有穩(wěn)定劑的介質(zhì)再次分散。第18頁/共76頁 形成憎液溶膠的必要條件是： （1）分散相的溶解度要小； （2）還必須有穩(wěn)定劑存在，否則膠粒易聚結而 聚沉。 第19頁/共76頁 膠粒的結構比較復雜，先有一定量的難溶物分子聚結形成膠粒的中心，稱為膠核； 然后膠核選擇性的吸附穩(wěn)定劑中的一種離子，形成緊密吸附層；由于正、負電荷相吸，在緊密層外形成反號離子的包圍圈，從而形成了帶與緊密層相同電荷的膠粒； 膠粒與擴散層中的反號離子，形成一個電中性的膠團。 膠核吸附離子是有選擇性的，首先吸附與膠核中相同的某種離子，用同離子效應使膠核不易

10、溶解第20頁/共76頁例1：AgNO3 + KIKNO3 + AgI (AgI)m n I (n-x)K+x xK+ 膠核膠粒膠團膠團的圖示式： 膠核 膠粒(帶負電) 膠團(電中性)膠團的結構表達式 ： 過量的 KI 作穩(wěn)定劑 第21頁/共76頁例2：AgNO3 + KI KNO3 + AgI (AgI)m n Ag+ (n-x)NO3x+ x NO3 膠核膠粒膠團 膠團的圖示式：過量的 AgNO3 作穩(wěn)定劑 膠團的結構表達式： 膠核 膠粒(帶正電) 膠團(電中性)第22頁/共76頁 作為憎液溶膠基本質(zhì)點的膠粒并非都是球形，而膠粒的形狀對膠體性質(zhì)有重要影響。 質(zhì)點為球形的，流動性較好；若為帶狀

11、的，則流動性較差，易產(chǎn)生觸變現(xiàn)象。 在溶膠中膠粒是獨立運動單位，通常所說溶膠帶電系指膠粒而言 膠團沒有固定的直徑和質(zhì)量，同一種溶膠的值也不是一個固定的數(shù)值 第23頁/共76頁例如：（1）聚苯乙烯膠乳是球形質(zhì)點（2） V2O5 溶膠是帶狀的質(zhì)點（3） Fe(OH)3 溶膠是絲狀的質(zhì)點第24頁/共76頁 Brown 運動 擴散和滲透壓 沉降和沉降平衡 動力性質(zhì)動力性質(zhì)第25頁/共76頁Tyndall 效應和 Rayleigh 公式 超顯微鏡的基本原理和粒子大小的測定第26頁/共76頁 1827 年植物學家 Brown 用顯微鏡觀察到懸浮在液面上的花粉粉末不斷地作不規(guī)則的運動。 后來又發(fā)現(xiàn)許多其它物

12、質(zhì)如煤、 化石、金屬等的粉末也都有類似的現(xiàn)象。人們稱微粒的這種運動為Brown運動。 但在很長的一段時間里，這種現(xiàn)象的本質(zhì)沒有得到闡明。 第27頁/共76頁 1903年發(fā)明了超顯微鏡，為研究Brown運動提供了物質(zhì)條件。 用超顯微鏡可以觀察到溶膠粒子不斷地作不規(guī)則“之”字形的運動，從而能夠測出在一定時間內(nèi)粒子的平均位移。 通過大量觀察，得出結論：粒子越小，Brown運動越激烈。其運動激烈的程度不隨時間而改變，但隨溫度的升高而增加。第28頁/共76頁 1905年和1906年Einstein和Smoluchowski分別闡述了Brown運動的本質(zhì)。 認為Brown運動是分散介質(zhì)分子以不同大小和方向

13、的力對膠體粒子不斷撞擊而產(chǎn)生的。當半徑大于5 m，Brown運動消失。 由于受到的力不平衡，所以連續(xù)以不同方向、不同速度作不規(guī)則運動。隨著粒子增大，撞擊的次數(shù)增多，而作用力抵消的可能性亦大。第29頁/共76頁 膠粒也有熱運動，因此也具有擴散和滲透壓。只是溶膠的濃度較稀，這種現(xiàn)象很不顯著。 如圖所示，在CDFE的桶內(nèi)盛溶膠，在某一截面AB的兩側溶膠的濃度不同，c1c2 由于分子的熱運動和膠粒的Brown運動，可以觀察到膠粒從c1區(qū)向c2區(qū)遷移的現(xiàn)象，這就是膠粒的擴散作用。第30頁/共76頁 設通過AB面的擴散質(zhì)量為m，則擴散速度為 ，它與濃度梯度和AB截面積A成正比。ddmt 如圖所示，設任一平

14、行于AB面的截面上濃度是均勻的，但水平方向自左至右濃度變稀，梯度為 。ddcx第31頁/共76頁這就是斐克第一定律。 式中負號表示擴散發(fā)生在濃度降低的方向， 0。ddcxddmtddddmcDAtx 用公式表示為： 式中D為擴散系數(shù)，其物理意義為：單位濃度梯度、單位時間內(nèi)通過單位截面積的質(zhì)量。第32頁/共76頁 由于膠粒不能透過半透膜，而介質(zhì)分子或外加的電解質(zhì)離子可以透過半透膜，所以有從化學勢高的一方向化學勢低的一方自發(fā)滲透的趨勢。 溶膠的滲透壓可以借用稀溶液滲透壓公式計算：nRTV 由于憎液溶膠不穩(wěn)定，濃度不能太大，所以測出的滲透壓及其它依數(shù)性質(zhì)都很小。 但是親液溶膠或膠體的電解質(zhì)溶液，可以

15、配制高濃度溶液，用滲透壓法可以求它們的摩爾質(zhì)量。第33頁/共76頁 溶膠是高度分散系統(tǒng)，膠粒一方面受到重力吸引而下降，另一方面由于Brown運動促使?jié)舛融呌诰弧?當這兩種效應相反的力相等時，粒子的分布達到平衡，粒子的濃度隨高度不同有一定的梯度，如圖所示。 這種平衡稱為沉降平衡。第34頁/共76頁 達沉降平衡時，粒子隨高度分布的情況與氣體類似，可用高度分布定律 如圖所示，設容器截面積為A，粒子為球型，半徑為 r，粒子與介質(zhì)的密度分別為 和 ，在 x1和x2處單位體積的粒子數(shù)分別N1，N2， 為滲透壓，g為重力加速度。 粒子介質(zhì)34d()3NA xrg粒子介質(zhì) 在高度為dx的這層溶膠中，使N個粒

16、子下降的重力為：第35頁/共76頁 Tyndall效應已成為判別溶膠與分子溶液最簡便的方法。效應已成為判別溶膠與分子溶液最簡便的方法。 1869年Tyndall發(fā)現(xiàn)，若令一束會聚光通過溶膠，從側面可以看到一個發(fā)光的圓錐體，這就是Tyndall效應。 其他分散體系也會產(chǎn)生一點散射光，但遠不如溶膠顯著。 Tyndall效應的另一特點是，不同方向觀察到的光柱有不同的顏色第36頁/共76頁Tyndall效應效應4CuSO 溶溶液液光源光源Fe(OH)3溶膠第37頁/共76頁 當光束通過分散系統(tǒng)時，一部分自由地通過，一部分被吸收、反射或散射?？梢姽獾牟ㄩL約在400700 nm之間。 （1）當光束通過粗分

17、散系統(tǒng)，由于粒子大于入射光的波長，主要發(fā)生反射，使系統(tǒng)呈現(xiàn)混濁。 （2）當光束通過膠體溶液，由于膠粒直徑小于可見光波長，主要發(fā)生散射，可以看見乳白色的光柱。 （3）當光束通過分子溶液，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。第38頁/共76頁 光是一種電磁波，照射溶膠時，分子中的電子分布發(fā)生位移而產(chǎn)生偶極子，這種偶極子向各個方向發(fā)射與入射光頻率相同的光，這就是散射光。 分子溶液十分均勻，這種散射光因相互干涉而完全抵消，看不到散射光。 溶膠是多相不均勻系統(tǒng)，在膠粒和介質(zhì)分子上產(chǎn)生的散射光不能完全抵消，因而能觀察到散射現(xiàn)象。 如果溶膠對可見光中某一波長的光有較強的選擇性吸收，則

18、透過光中該波長段將變?nèi)?，這時透射光將呈該波長光的補色光。 第39頁/共76頁 Rayleigh研究了大量的光散射現(xiàn)象，對于粒子半徑在47 nm以下的溶膠，導出了散射光總能量的計算公式，稱為Rayleigh公式：222222122212424()2A VnnInn式中：A 入射光振幅， 單位體積中粒子數(shù) 入射光波長， 每個粒子的體積 分散相折射率， 分散介質(zhì)的折射率1n2nV第40頁/共76頁 從Rayleigh公式可得出如下結論：1. 散射光總能量與入射光波長的四次方成反比。入 射光波長愈短，散射愈顯著。所以可見光中，藍、 紫色光散射作用強。2.分散相與分散介質(zhì)的折射率相差愈顯著，則散射作 用

19、亦愈顯著。3.散射光強度與單位體積中的粒子數(shù)成正比。第41頁/共76頁 當分散相和分散介質(zhì)等條件都相同時，Rayleigh公式可改寫成：24VIK當入射光波長不變，cV34 3Vr311322IrIr 若有兩個濃度相同的溶膠3IKcr設粒子為球形，代入上式可得：第42頁/共76頁1122IcIc 若膠體粒子大小相同，而濃度不同 如果已知一種溶液的散射光強度和粒子半徑(或濃度)，測定未知溶液的散射光強度，就可以知道其粒徑(或濃度)，這就是乳光計。 乳光計的原理與比色計相似，所不同者在于乳光計中光源是從側面照射溶膠，因此觀察到的是散射光的強度。 第43頁/共76頁濁度的物理意義：l1濁度計的用處：

20、 當光源、波長、粒子大小相同時，溶膠的濃度不同，其透射光的強度亦不同，由濁度計算濃度。 濁度的定義為： 0ltI /IetI0Il 透射光強度 入射光強度 樣品池長度 濁度/e/IIt10當?shù)?4頁/共76頁電滲沉降電勢流動電勢 電泳第45頁/共76頁 影響電泳的因素有：帶電粒子的大小、形狀；粒子表面電荷的數(shù)目；介質(zhì)中電解質(zhì)的種類、離子強度，pH值和黏度；電泳的溫度和外加電壓等。 帶電膠?；虼蠓肿釉谕饧与妶龅淖饔孟孪驇喾措姾傻碾姌O作定向移動的現(xiàn)象稱為電泳。 從電泳現(xiàn)象可以獲得膠?；虼蠓肿拥慕Y構、大小和形狀等有關信息。 測定電泳的儀器和方法很多，主要有三類，即顯微電泳、界面移動電泳和區(qū)域電泳。

21、 第46頁/共76頁 首先在漏斗中裝上待測溶膠，U型管下部活塞內(nèi)徑與管徑相同。 實驗開始時，打開底部活塞，使溶膠進入U型管，當液面略高于左、右兩活塞時即關上，并把多余溶膠吸走。在管中加入分散介質(zhì)，使兩臂液面等高。第47頁/共76頁 小心打開活塞 ，接通電源，觀察液面的變化。若是無色溶膠，必須用紫外吸收等光學方法讀出液面的變化。 根據(jù)通電時間和液面升高或下降的刻度計算電泳速度。 另外要選擇合適的介質(zhì)，使電泳過程中保持液面清晰。 第48頁/共76頁 該方法簡單、快速，膠體用量少，可以在膠粒所處的環(huán)境中測定電泳速度和電動電位。但只能測定顯微鏡可分辨的膠粒，一般在200 nm以上。 裝置中用鉑黑電極，

22、觀察管用玻璃毛細管。電泳池是封閉的，電泳和電滲同時進行 物鏡觀察位置選在靜止層處（即電滲流動與反流動剛好相消），這時觀察到的膠粒運動速度可以代表真正的電泳速度。第49頁/共76頁 Helmholtz認為固體的表面電荷與溶液中的反號離子構成平行的兩層，如同一個平板電容器。整個雙電層厚度為 固體與液體總的電位差即等于熱力學電勢0 ，在雙電層內(nèi)，熱力學電勢呈直線下降。 在電場作用下，帶電質(zhì)點和反離子分別向相反方向運動。 這模型過于簡單，由于離子熱運動，不可能形成平板電容器+ + + + + + + + + + +Helmholtz雙電層模型雙電層模型0-第50頁/共76頁 當固體與液體接觸時，可以是

23、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)生電離作用而使離子進入溶液，以致使固液兩相分別帶有不同符號的電荷，在界面上形成了雙電層的結構。 早在1879年，Helmholz提出了平板型模型； 1910年Gouy和1913年Chapman修正了平板型模型，提出了擴散雙電層模型；后來Stern又提出了Stern模型。第51頁/共76頁 Gouy和Chapman認為，由于正、負離子靜電吸引和熱運動兩種效應的結果，溶液中的反離子只有一部分緊密地排在固體表面附近，相距約一、二個離子厚度稱為緊密層； 另一部分離子按一定的濃度梯度擴散到本體溶液中，離子的分布可用Boltzmann公式表示，稱為擴散

24、層。雙電層由緊密層和擴散層構成。移動的切動面為AB面第52頁/共76頁 Stern對擴散雙電層模型作進一步修正。 他認為吸附在固體表面的緊密層約有一、二個分子層的厚度，后被稱為Stern層； 由反號離子電性中心構成的平面稱為Stern平面。第53頁/共76頁 由于離子的溶劑化作用，膠粒在移動時，緊密層會結合一定數(shù)量的溶劑分子一起移動，所以滑移的切動面由比Stern層略右的曲線表示。 從固體表面到Stern平面，電位從0直線下降為 。第54頁/共76頁 帶電的固體或膠粒在移動時，移動的切動面與液體本體之間的電位差稱為 電勢。 在擴散雙電層模型中，切動面AB與溶液本體之間的電位差為 電勢； 在St

25、ern模型中，帶有溶劑化層的滑移界面與溶液之間的電位差稱為 電勢。 只有在帶電質(zhì)點移動時才顯示出 電勢，所以它又被稱為電動電勢。 電勢總是比熱力學電勢低，外加電解質(zhì)會使 電勢變小甚至改變符號。第55頁/共76頁 在外加電場作用下，帶電的介質(zhì)通過多孔性物質(zhì)或半徑為110 nm的毛細管作定向移動，這種現(xiàn)象稱為電滲。 外加電解質(zhì)對電滲速度影響顯著，隨著電解質(zhì)濃度的增加，電滲速度降低，甚至會改變電滲的方向。 電滲方法有許多實際應用，如溶膠凈化、海水淡化、泥炭和染料的干燥等。第56頁/共76頁 在U型管1,2中盛電解質(zhì)溶液，將電極5,6接通直流電后，可從有刻度的毛細管 4中，準確地讀出液面的變化。 圖中

26、，3為多孔膜，可以用濾紙、玻璃或棉花等構成；也可以用氧化鋁、碳酸鋇、AgI等物質(zhì)構成。 如果多孔膜吸附陰離子，則介質(zhì)帶正電，通電時向陰極移動；反之，多孔膜吸附陽離子，帶負電的介質(zhì)向陽極移動。第57頁/共76頁 在重力場的作用下，帶電的分散相粒子，在分散介質(zhì)中迅速沉降時，使底層與表面層的粒子濃度懸殊，從而產(chǎn)生電勢差，這就是沉降電勢。 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差，有時會引發(fā)事故。通常在油中加入有機電解質(zhì)，增加介質(zhì)電導，降低沉降電勢。 第58頁/共76頁 含有離子的液體在加壓或重力等外力的作用下，流經(jīng)多孔膜或毛細管時會產(chǎn)生電勢差。 這種因液體流動而產(chǎn)生的電勢稱為流動電勢。

27、第59頁/共76頁 因為管壁會吸附某種離子，使固體表面帶電，電荷從固體到液體有個分布梯度。 在用泵輸送原油或易燃化工原料時，要使管道接地或加入油溶性電解質(zhì)，增加介質(zhì)電導，防止流動電勢可能引發(fā)的事故。 當外力迫使擴散層移動時，流動層與固體表面之間會產(chǎn)生電勢差，當流速很快時，有時會產(chǎn)生電火花。 第60頁/共76頁 在四種電動現(xiàn)象中，以電泳和電滲最為重要。通過電動現(xiàn)象的研究，可以進一步了解膠體粒子的結構以及外加電解質(zhì)對溶膠穩(wěn)定性的影響。 還有電泳涂漆、高嶺土的精煉、天然石油乳狀液中油水的分離以及不同蛋白質(zhì)的分離等。當前工業(yè)上的靜電除塵，實際上就是煙塵氣溶膠的電泳現(xiàn)象。 電泳的應用：使橡膠的乳狀液汁凝

28、結而使其濃縮，可以使橡膠電鍍在金屬、布匹或木材上，這樣鍍出的橡膠容易硫化，可以得到拉力很強的產(chǎn)品。 第61頁/共76頁 溶膠的穩(wěn)定性 影響聚沉作用的一些因素 膠體穩(wěn)定性的DLVO理論大意 高分子化合物對溶膠的絮凝和穩(wěn)定作用第62頁/共76頁抗聚結穩(wěn)定性 膠粒之間有相互吸引的能量Va和相互排斥的能量Vr，總作用能 為Va+Vr。如圖所示：動力學穩(wěn)定性 由于溶膠粒子小，Brown運動激烈，在重力場中不易沉降，使溶膠具有動力穩(wěn)定性 當粒子相距較大時，主要為吸力，總勢能為負值；當靠近到一定距離，雙電層重疊，排斥力起主要作用，勢能升高。要使粒子聚結必須克服這個勢壘。darVV0粒子間相互作用與其距離的關

29、系曲線第63頁/共76頁d0粒子間相互作用與其距離的關系曲線Va+Vr第64頁/共76頁1. 電解質(zhì)對于溶膠聚沉作用的影響聚沉值 使一定量的溶膠在一定時間內(nèi)完全聚沉 所需電解質(zhì)的最小濃度。從已知的表值 可見，對同一溶膠，外加電解質(zhì)的反號 離子的價數(shù)越低，其聚沉值越大。聚沉能力是聚沉值的倒數(shù)。聚沉值越大的電解質(zhì)其聚沉能力越??；反之，聚沉值越小的電解質(zhì)，其聚沉能力越強。第65頁/共76頁電解質(zhì)的影響有如下一些規(guī)律：（1）聚沉能力主要決定于與膠粒帶相反電荷的離子的價數(shù) 異電性離子為一、二、三價的電解質(zhì)，其聚沉值的比例約為：相當于100 1.614:0.這表示聚沉值與異電性離子價數(shù)的六次方成反比 66

30、6111123 :這一結論稱為Schulze-Hardy規(guī)則 第66頁/共76頁（2）價數(shù)相同的離子聚沉能力也有所不同。例如不同的堿金屬的一價陽離子所生成的硝酸鹽對負電性膠粒的聚沉能力可以排成如下次序： 不同的一價陰離子所形成的鉀鹽，對帶正電的溶膠的聚沉能力則有如下次序：+4HCsRbHKNaLi N3FClBrNOI 同價離子聚沉能力的這一次序稱為感膠離子序。它與水合離子半徑從小到大的次序大致相同。 第67頁/共76頁（3） 有機化合物的離子都有很強的聚沉能力，這可能與其具有強吸附能力有關。（4）電解質(zhì)的聚沉作用是正負離子作用的總和 通常相同電性離子的價數(shù)愈高，則該電解質(zhì)的聚沉能力愈低，這可能與這些相同電性離子的吸附作用有關 第68頁/共76頁（5）不規(guī)則聚沉 在溶膠中加入少量的電解質(zhì)可以使溶膠聚沉，電解質(zhì)濃度稍高，沉淀又重新分散而成溶膠，并使膠粒所帶電荷改變符號。 如