第5章胶体分散体系的稳定与聚沉汇编.ppt

第5章 胶体分散体系的稳定与聚沉 导言 稳定与聚沉举例 雷雨交加 江河入海处三角洲的形成 化妆品、日用品分散体系的稳定 污水处理中胶体粒子的聚沉 豆浆失稳成豆腐 第5章 胶体分散体系的稳定与聚沉 胶体是热力学不稳定体系 原因：胶体是高分散多相体系，分散相的巨大的比表面和表面能。 降低表面能是其热力学自发的趋势。表现形式：表面吸附、聚集沉降等。 胶体分散体系是稳定和聚沉的矛盾统一体 稳定是相对、暂时、有条件的： 动力学分析 不稳定（聚沉）是绝对的： 热力学分析 第5章 胶体分散体系的稳定与聚沉 溶胶稳定因素 动力稳定作用 带电稳定作用 溶剂化稳定作用 第5章 胶体分散体系的稳定与聚沉 5-1 经典稳定理论—DLVO理论 带电胶体粒子稳定理论，由1941年苏联德查金(Derjaguin)和朗道(Landau)及1948年荷兰维韦(Verwey)和奥弗比克(Overbeek)分别独立提出。 带电胶粒间存在双电层重叠时的静电斥力和粒子间的长程范德华吸力，两种力的相互作用决定胶体的稳定性。 双电层：固定层和扩散层 第5章 胶体分散体系的稳定与聚沉 5-1 经典稳定理论—DLVO理论 DLVO理论要点： (1) 在胶团之间，既存在着斥力势能，又存在着引力势能。 (2) 胶体系统的相对稳定或聚沉取决于斥力势能和吸力势能的相对大小。 (3) 斥力势能、吸力势能以及总势能都随粒子间距离的变化而变化。 (4) 加入电解质对吸力势能影响不大，但对斥力势能的影响却十分明显。 第5章 胶体分散体系的稳定与聚沉 1 胶粒双电层重叠时的静电斥力 斥力位能UR （1）两平面粒子双电层重叠时的斥力位能 第5章 胶体分散体系的稳定与聚沉 第5章 胶体分散体系的稳定与聚沉 影响因素：1）电解质浓度 2）电解质溶液中反号离子价数 3）粒子间的距离 讨论: 如何影响? 第5章 胶体分散体系的稳定与聚沉 影响规律： 1）有一最佳电解质浓度使斥力位能达到最大，过高或过低都不利于胶体的稳定。 2）斥力位能随电解质溶液中反号离子价数的增加而减小。 3）粒子间的距离增大导致斥力位能迅速减少。 第5章 胶体分散体系的稳定与聚沉 （2）两球形粒子双电层重叠时的斥力位能 第5章 胶体分散体系的稳定与聚沉 （2）两球形粒子双电层重叠时的斥力位能 主要影响因素： 1） 球粒大小（大，稳定） 2）双电层厚度（厚，稳定） 第5章 胶体分散体系的稳定与聚沉 2 胶粒间长程范德华吸力 吸力位能UA （短程范德华力 ） 第5章 胶体分散体系的稳定与聚沉 (1)两平面粒子的范德华吸力位能 第5章 胶体分散体系的稳定与聚沉 (1)两平面粒子的范德华吸力位能 第5章 胶体分散体系的稳定与聚沉 第5章 胶体分散体系的稳定与聚沉 （2）两球形粒子的范德华吸力位能 第5章 胶体分散体系的稳定与聚沉 （2）两球形粒子的范德华吸力位能 第5章 胶体分散体系的稳定与聚沉 第5章 胶体分散体系的稳定与聚沉 （3）分散介质对吸力位能的影响 通过Hamaker常数描述 第5章 胶体分散体系的稳定与聚沉 （3）分散介质对吸力位能的影响 讨论： 吸力位能的相互关系 (参看112页 1）2）3）4）5）) 第5章 胶体分散体系的稳定与聚沉 第5章 胶体分散体系的稳定与聚沉 第5章 胶体分散体系的稳定与聚沉 第5章 胶体分散体系的稳定与聚沉 第5章 胶体分散体系的稳定与聚沉 第5章 胶体分散体系的稳定与聚沉 3 DLVO理论及其应用 （1） DLVO理论要点 在胶团之间，既存在着斥力势能，又存在着引力势能。 胶体系统的相对稳定或聚沉取决于斥力势能和吸力势能的相对大小。 斥力势能、吸力势能以及总势能都随粒子间距离的变化而变化。 加入电解质对吸力势能影响不大，但对斥力势能的影响却十分明显。 第5章 胶体分散体系的稳定与聚沉 问题： 通常“位垒”高度多大，可以阻止粒子由于热运动碰撞而聚沉？ 15κT” 落在第二最小值的粒子会发生聚沉吗？ 理论上聚沉，实际上稳定，“可逆聚沉”，“聚集” 落在第一最小值的粒子会发生聚沉吗？ “不可逆聚沉”“永久聚沉” （2）影响位能的因素 A值的影响 （2）影响位能的因素