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第五节 溶胶的电学性质,一电动现象,1. 电冰:胶粒在电场中运动,胶粒带负电,介质带正电,2. 电渗:介质在电场中运动,一电动现象,1. 电冰:胶粒在电场中运动,2. 电渗:介质在电场中运动,3. 流电动电势:使介质移动,产生电场,4. 沉降电势:使胶粒移动,产生电场,电动现象说明:溶胶质点与介质分别带电,在电场中发生移动,或移动时产生电场,二. 带电原因,2. 电离带电,如硅酸溶胶H2SiO3 (不同pH时),3. 同晶置换,如晶格中高价离子被低价离子置换而带负电,1. 吸附带电,非选择性吸附:,选择性优先吸附Fajans规则:,难溶盐晶体的溶胶,优先吸附与其成分相同的离子,吸附介质中H+,OH 或其它 一般阳离子水化能力强,不易吸附 悬浮粒子往往吸附阴离子而带负电,4. 摩擦带电,非水介质中无电离,质点与介质摩擦带电,三. 溶胶表面双电层理论,1. 平板双电层(Helmholtz模型),模型过于简单 不能区别表面电势与电动电势,三. 溶胶表面双电层理论,反离子排布,形成内多外少的扩散状分布 (符合Boltzman分布 ),两者分界面称滑动面,电动电势 滑动面处电势,0,滑动面,2. 扩散双电层(Gowy-Chanman模型),演示,三. 溶胶表面双电层理论,3. 吸附扩散双电层(Stern模型),是前二种模型的结合,定位离子0,0,滑动面内离子 滑动面外离子 0,电解质对双电层影响,三. 溶胶表面双电层理论,电解质对双电层影响,(1) 外加电解质,反离子进入stern层和扩散层 结果:d,双电层厚度,(2) 过量反离子可使 d电势反转,(3) 同号大离子(如表面活性剂)吸附,可使 d,Stern模型在数学定量处理上还有困难,一般仍用扩散双电层模型处理,只是用d代替0,胶团结构式:(胶核)m n定位离子(nx)内反离子 x外反离子,四. 胶团结构,定位离子按Fajans规则确定,四. 胶团结构,例1 Fe (OH)3溶胶,结构式:,例2 AgI 溶胶,制备1:AgNO3 + KI (过量) AgI + KNO3,结构式:(AgI)m,制备2:AgNO3 (过量) + KI AgI + KNO3,结构式:(AgI)m,制备:FeCl3 + H2O Fe (OH)3 + H+ + Cl,Fe (OH)3 (部分) + H+ FeO+ +H2O,( Fe (OH)3 )m,n FeO+ ,(n-x) Cl , xCl,n I ,(n-x) K+ ,x K+,(负溶胶),n Ag+, (n-x) NO3 ,x NO3,(正溶胶),五. 电泳的测定,溶胶电动电势的大小决定其在电场中运动速度,因而可通过测定电泳速度求得,平衡力:,F阻= F电 F电= qE (电量电场强度) F阻= 6rv qE= 6rv,球形带电体表面电势 与电量 q 关系:,0真空介电常数= 8.821012 C2m2N1,r相对介电常数(无单位),水r=81,1. 电泳速度求算电动电势,五. 电泳的测定,球形带电体表面电势 与电量 q 关系:,电动电势计算式:, 受粒子大小和形状的影响,球形较大,或平板形,或棒形作校正,v:电泳速度(m/s) E:电场强度(V/m),五. 电泳的测定,2. 电泳实验方法,界面移动电泳: 观测溶胶界面在电场中的移动,显微电泳: 显微镜下直接对粒子的运动进行测定,+,转下节,
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