复旦物理化学溶胶的电学性质.ppt

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,