胶体的电学性质.pptVIP

胶体的电学性质 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。 （3） 　不规则聚沉 胶体的电学性质 如图所示： 当ζ电位绝对值低于临界值（一般30mV左右），溶胶聚沉，高于此值，体系稳定。 解释： 电解质浓度超过聚沉值时溶胶聚沉，ζ电位降至零附近。 电解质浓度继续增大时，胶粒质点会吸附过量的高价或大离子而重新带电，溶胶重新又稳定，但此时所带电荷与原来相反。 再加入电解质，由于与新质点持相反电荷的离子作用，溶胶又聚沉。 胶体的电学性质 （4） 溶胶的相互聚沉 当两种电性相反的溶胶混合时可发生相互聚沉作用。 聚沉的程度与两种胶体的性质和比例有关，在等电点附近聚沉最完全，比例相差很大时，部分聚沉或不发生聚沉。 相互聚沉的原因可能有两种：一是异性电荷相互中和；二是两种胶体的稳定剂相互作用形成沉淀，从而破坏体系的稳定性，因此溶胶聚沉。 胶体的电学性质 （5） Burton-Bishop规则 溶胶的浓度影响着电解质的聚沉值。 溶胶稀释时，一价反离子电解质的聚沉值增加 二价反离子电解质的聚沉值不变 三价反离子电解质的聚沉值降低 这个规律称为Burton-Bishop规则 胶体的电学性质 二、 DLVO理论 胶体粒子之间存在着Van der Waals吸引作用，同时它们在相互靠近时又存在双电层之间的排斥作用，胶体的稳定性就取决于这种吸引与排斥作用的相对大小。 二十世纪四十年代，前苏联学者Derjaguin、Landau与荷兰学者Verwey、 Overbeek分别独立的提出了关于各种形状胶粒之间的吸引能与双电子层排斥能的计算方法，并据此对溶胶的稳定性进行了定量处理。这就是DLVO理论，它所涉及的是胶体稳定性问题。 胶体的电学性质 1 胶粒间的Van der Waals引力势能 分子间的Van der Waals引力包括： （a） Debye引力（诱导力）：永久偶极子与诱导偶极子间的相互作用 （ b） Keesom引力（偶极力）：两个永久偶极子之间的相互作用 （c） London引力（色散力）：两个诱导偶极子之间的相互作用 这三种引力的总和之大小与分子间的距离的六次方成反比。除了少数的极性分子之外，对于大多数分子，色散力占支配地位。 胶体的电学性质 双电子层的斥力势能 前面讲过，在带电胶粒的周围可形成双电子层。 两个等同球形粒子的Van der Waals引力势能： VA=-Aa/12H (1.65) a----球形半径, H----两球距离,A----Hamaker常数 Hamaker常数A与粒子性质有关，一般在10-19~10-20J之间 胶体的电学性质 当两个颗粒的双电层发生重叠时，扩散层中的反离子浓度增大，破坏了反离子的平衡分布，引起双电层之间的相互排斥作用，即所谓胶粒之间的静电排斥作用，这种静电斥力的大小与粒子形状有关。 两等同球形粒子间的斥力势能： (1.70) Κ-1---双电子层厚度,a---球半径,H---两球距离 k---Boltzmann常数，n0---体相离子浓度 (1.69) 胶体的电学性质 3 胶粒间的总相互作用势能 V是引力势能VA和斥力势能VR之和 V=VA+VR 当粒子间距很大时，V为零； 当粒子靠近时，VA起先作用，V为负值；随距离缩短，VR 逐渐大于VA，此时V为正值，形成第二极小值；但靠近到一定距离后，VA又大于VR。 当胶粒相距很近时，电子云相互作用产生Born斥力，V急剧上升，形成第一极小值。 势垒的大小是胶体稳定的关键点，一般势垒15KT时，稳定。（热运动无法克服这一势垒） 当粒子落入第一极小值时，聚沉，沉淀密实； 当粒子落入第二极小值时，沉淀结构疏松，外界条件稍有变化，即破坏结构，称: 触变形，剪切稀释性。 胶体的电学性质 势能曲线图： 胶体的电学性质 4 临界聚沉浓度 将势垒值变为零的电解质浓度称为临界聚沉浓度