溶胶的物理化学性质.ppt

溶胶的电学性质*电动现象电泳在外加电场作用下，带电的分散相粒子在分散介质中向相反符号电极移动的现象叫电泳。外加电势梯度越大，胶粒带电越多，胶粒越小，介质的粘度越小，则电泳速度越大。通过电泳试验可以确定胶粒的电荷符号。溶胶的电泳现象证明了胶粒是带电的，实验证明，若在溶胶中加入电解质，则对电泳会有显著影响。随溶胶中外加电解质的增加，电泳速度常会降低以致变为零(等电点)，甚至改变胶粒的电泳方向，外加电解质可以改变胶粒带电的符号。研究胶粒电泳的仪器称为电泳仪。电渗*在外电场作用下，液体介质通过固定的多孔固体或毛细管束作定向运动的现象（此时带电的固相不动）叫电渗。01和电泳一样，溶胶中外加电解质对电渗速度的影响也很显著，随电解质的增加，电渗速度降低，甚而会改变液体流动的方向。02通过测定液体的电渗速度可求算溶胶胶粒与介质之间的总电势。03流动电势：在外力作用下，使溶胶中固、液两相发生相对运动，则可能形成电场。若用压力将液体挤过粉末压成的多孔塞，则在塞的两侧产生电位差，即所谓流动电势，是电渗的反过程。流动电势的大小与介质的电导率成反比。碳氢化合物的电导通常比水溶液要小好几个数量级，这样在泵送此类液体时，产生的流动电势相当可观，高压下极易产生火花，加上这类液体易燃，因此必须采取相应的防护措施，以消除由于流动电势的存在而造成的危险。例如，在泵送汽油时规定必须接地，而且常加入油溶性电解质，以增加介质的电导，降低或消除流动电势。沉降电势：*(4)沉降电势：胶体粉末在液相中下沉时在液体中产生电位降，称为沉降电势。它是电泳的逆现象。例如，贮油罐中的油中常含有水滴，由于油的电导率很小，水滴的沉降常形成很高的沉降电势，甚至达到危险的程度。常采用加入有机电解质的办法增加介质的电导，从而降低或消除沉降电势。电泳、电渗、流动电势和沉降电势统称为电动现象。它们或是因电而动（电泳和电渗），或是因动而电（流动电势和沉降电势），都是胶粒带电的必然结果。溶胶的电学性质*(二)质点表面电荷的来源(1)电离粘土颗粒、玻璃等硅酸盐在水中能电离，故其表面荷负电，而与其接触的液相荷正电。硅溶胶在弱酸性和碱性介质中荷负电，也是因为质点表面上硅酸电离的结果。(2)离子吸附在水或水溶胶中吸附H＋、OH－或其它离子，从而使质点带电，许多溶胶的带电常属于此类。能和组成质点的离子形成不溶物的离子，最易被质点表面吸附（“Fajans规则”）。晶格取代晶格取代是造成粘土颗粒带电的主要原因。非水介质中质点荷电的原因没有公认的理论。以前说法：质点和介质间因摩擦而引起带电。目前许多人认为：非水介质中质点荷电也起源于离子选择性吸附。(三)扩散双电层理论溶胶的电学性质*溶胶粒子带电，这些电荷的主要来源是从水溶液中选择性地吸附某种离子：吸附正离子胶粒带正电，吸附负离子带负电，但整个溶液是电中性的，故还应有等量的反离子存在。固粒表面吸附的离子和溶液中的反离子构成双电层。双电层的厚度随溶液中离子浓度和电荷数而不同。01021.Helmholtz模型(1879)胶粒的双电层结构类似于简单的平行板电容器，双电层的里层在质点表面上，相反符号的外层则在液体中，两层间的距离很小，约为离子半径的数量级。表面电荷密度σ、两层间距离δ和表面电位ψ0（由固体表面至溶液本体间的电势差，也叫热力学电位）之间的关系如下：缺限：不能解释电动现象，不代表实验事实。2.Gouy-Chapman模型(1910~1913)溶液中的反离子扩散地分布在质点周围的空间里，由于静电吸引，质点附近处反离子浓度要大一些，离质点越远反离子浓度越小，到距表面很远处(1nm～10nm)过剩的反离子浓度为零。北京·中国地质大学化学教研室*溶胶的物理化学性质一、溶胶的运动性质二、溶胶的光学性质三、溶胶的电学性质溶胶的运动性质扩散由于溶胶中体积粒子数梯度的存在引起的粒子从体积粒子数高区域向低区域的定向迁移现象叫扩散。扩散属于物质在无外力场时的传质过程，即自发过程。溶胶的运动性质*溶胶中的分散相粒子的扩散遵守费克定律。1(dm/dt)为单位时间内通过截面积A扩散的粒子数。2溶胶的运动性质*应用：(1)应用Einstein第一扩散公式，可以求出扩散系数D(m2/s)。反之，若有了D和η，则可算出r（r为胶粒的流体力学半径，r为平均值）。(2)计算非球形胶粒的轴比值(a/b)NA为Avogadro常数6.022×1023mol-1；η为介质粘度；r为球形胶粒半径。阻力系数：f＝6πηr2.布朗运动溶胶的运动性质*1827年