胶体化学(2015.8)课件.ppt

一、聚沉动力学 胶体稳定是指聚沉速度的相对快慢，聚沉速度是胶体稳定性的定量反映。 快聚沉：势垒Vm为零，胶粒凡碰即聚； 慢聚沉：势垒存在，只有其中一部分胶粒碰撞导致聚沉。 势垒Vm 使聚沉速度常数Ks 比快聚沉小： 2．慢聚沉 三、影响溶胶稳定性的因素 1．(外加)电解质影响 溶胶的稳定性受电解质的影响非常敏感。 使一定量的溶胶在一定时间内完全聚沉所需要的电解质的最低浓度（mol / m3，mmol /dm3）。 显然，聚沉值大小与实验条件有关，通常作相同条件下的比较。 聚沉值： 1）舒尔茨 - 哈代（S-H）规则： 起聚沉作用的主要是反离子，反离子价数越高，聚沉效率越高，聚沉值就越小。 一、二、三价反离子的聚沉值的比例大致符合： 注意： “S-H”规则只适用于“不相干”（不与胶粒反应）的外加电解质。 在 AgI 负溶胶中，若外加AgNO3，则反离子 Ag+ 能与 AgI 上吸附的 I? 形成 AgI 而使胶粒表面电荷大大减少，容易聚沉。因此，相干离子 (Ag+) 的聚沉值比一般不相干离子要小得多 2）同价数反离子聚沉能力 反离子半径对 AgI 负溶胶聚沉值的影响 外电解质 反离子半径（?） （水化前） 反离子半径（?） （水化后） 聚沉值 mmol / L LiNO3 NaNO3 KNO3 0.78 1.00 1.33 2.31 1.76 1.19 165 140 136 Ca(NO)3 Mg(NO3)2 1.05 0.75 3.00 3.32 2.40 2.60 离子的水化半径可由极限电导及Stokes定律算出（绝对值大小可能有出入，但相 对大小次序是正确的）。 离子水化后半径越小，聚沉能力越强，聚沉值越小。 3）同价反离子聚沉能力 (1)异号离子的大小。同价离子的聚沉效率虽然相近，但仍有差别，特别是一价离子的差别比较明显，若将各离子按其聚沉能力的顺序排列，则一价正离子可排列为: 一价负离子可排列为: 4）大的有机反离子 因大的有机反离子与胶粒之间有很强的范德华引力，易被吸附。 与同价小离子比，大的有机反离子聚沉能力大得多，聚沉值小。 5）同号离子的影响 在反离子相同情形下，有些同号离子由于和质点的范德华吸引而被吸附，改变了胶粒的表 面性质（?变大)，增加了稳定性，聚沉能力降低，聚沉值增加。 一般地： 大的或高价的负离子对负溶胶有稳定作用； 大的或高价的正离子对正溶胶有稳定作用。 例如: 下表为不同电解质对亚铁氰化铜负溶胶的聚沉值。 电解质 聚沉值/(mol?m-3) 电解质 聚沉值/(mol?m-3) KBr 27.5 KNO3 28.7 K2SO4 47.5 K2CrO4 80.0 K2C4H4O6 95.0 K4[Fe(CN)6] 260.0 对比左右列，高价负离子的聚沉值的明显大于低价负离子（稳定）。 对比上下行，由 rNO3? rBr? (水化后)，稳定作用强，所以聚沉值： KNO3 ? KBr（其他各行数据同理）。 2．胶体体系的相互作用 电性相反的溶胶互相混合，发生聚沉 — 互沉现象。 聚沉的程度与两溶胶的比例有关，在等电点附近的聚沉才完全（使胶粒上的电荷中和）。 例如，用明矾净水 水中的悬浮物通常带负电（粘土负电性），明矾的水解产物 Al(OH)3 溶胶带 电，混合后发生聚沉，起到净水作用。 一般来说，电性相同的溶胶混合后没有变化。但也有例外，若两种胶体上的稳定 剂相互作用形成沉淀而破坏胶体的稳定性，则发生聚沉。 例如： 负电性的 As2S3（以 S 2? 为稳定剂）溶胶与负电性的 S 溶胶（以 S5O62? 为稳定剂，Raffo 法制得）? 混合 ? S ? ? 聚沉 原因是稳定剂的相互作用导致聚沉： 1.有一种溶胶A，分别加入B、C两种电解质，B加入量为0.1%时，A溶胶被测底破坏；C加入量为0.2%时，A溶胶被测底破坏，请判断B、C两种电解质哪一种对溶胶A影响大？B、C两种电解质的聚沉率哪一个大？若分别加入同浓度的B、C两种电解质，加入B对A的破坏比加入C破坏效果好，请判断B、C两种电解质哪一种带电荷更高？ 2.电解质的聚沉值越高，破坏稳定胶体体系能力越强或越弱？为什么 3.硅酸钠在酸性介质要形成凝胶，若硅酸钠加入到过量的盐酸溶液中，请判断形成的胶体带正电荷或带负电和？化学胶团的结构并标明其结构名称。 硅酸 硅酸 H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ Cl- Cl- Cl- Cl