普通化学无机化学2013分散系—气体和液体

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,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1.1,气体,什么是理想气体?,1.1.1,理想气体状态方程,分子本身不占有体积(点);,分子间没有相互作用力的气体。,在,低压、高温,条件下,气体分子自身的体积与气体体积相比可忽略;由于气体分子间的距离相当大,分子间的作用力也明显减小,而显得微不足道。因此,可把,低压、高温下,的实际气体近似地看作理想气体。,1,理想气体状态方程,R,:气体摩尔气体常数,,R=8.3145Pam,3,mol,-1,K,-1,=8.3145Jmol,-1,K,-1,;,p:,压力,单位,Pa,;(,要确定是谁的压力,),V:,气体体积;,n:,气体摩尔数;,T,:温度。,为什么,R=8.3145Pam,3,mol,-1,K,-1,=8.3145Jmol,-1,K,-1,?,2,实验测得,:在,273.15K, 101.325kPa,时,理想气体的摩尔体积,V,m,=0.02241410m,3,mol,-1,对一定气体来说(,状态函数,p,、,T,、,V,、,n,确定),可由实验测得,R,值。,3,某种碳氢化合物的蒸汽,在,100,及,101.325kPa,时,密度, =2.55gL,-1,;由化学分析结果知该化合物中碳原子数与氢原子数之比为,1,:,1,。试确定该化合物的分子式。,解,:,设该化合物的摩尔质量为,M,,质量为,m,依据理想气体状态方程:,4,因为该化合物中碳原子数与氢原子数之比为,1,:,1,,设该化合物分子式为(,CH,),x,,得:,M=xM(x)+M(H)=x(12.0gmol,-1,+1.01gmol,-1,),得:,x=6,故该化合物的分子式为,C,6,H,6,5,1.1.2,道尔顿理想气体分压定律,两种或多种气体组成的多组分系统,彼此间不发生化学反应,分子本身的体积和相互作用力均可忽略不计,理想气体状态方程适用于混合气体。,理想混合气体:,6,理想混合气体的特点:,任一组分气体分子对壁碰撞所产生的压力不会因为其它组分气体的存在而所有改变。,理想气体混合物中某组分气体分压力,简称分压,p,i,与该组分气体在相同温度下独占整个容器时所产生的压力相同。,理想混合气体的体积?,7,而理想混合气体的总压力,p,等于理想混合气体,中各组分气体压力之和。,1801,年由英国化学家道尔顿通过实验提出后经气体运动论证明,故常称为,道尔顿气体分压定律,。,8,所以,因为,为某组分气体的摩尔分数。,9,例,1.2,在,25,,,p=99.43kPa,压力下,利用排水法收集氢气,V=0.4000L,计算在同样,温度、压力,下,用分子筛除水分后所得干燥氢气的体积,V,(,H,2,)和氢气物质的量,n(H,2,),。已知,25 ,时水的,饱和蒸汽压,p(H,2,O)=3.17kPa,。,解:实验过程中所收集的气体是氢气和,水蒸汽,的混合物。根据分压定律可得混合称中氢气的分压力。,10,设在相同压力下,即,干燥后氢气的体积,那么,11,现在来求氢气的摩尔数,n(H,2,),12,1.2,液体,1.2.1,饱和蒸汽压,蒸发:液体分子脱离液体表面变为气体的过程,在一定温度下总有一部分分子具有较高的动能,这部分分子能够克服分子间的吸引而进入气相。,13,麦克斯韦,波尔滋曼分子动能分布规律:,动能大于某最小值,E,的分子个数与液体分子总,数的比值:,E,:分子脱离液体表面时所需要的最低能量;,T,:热力学温度;,R,:气体摩尔常数。,14,一定温度下,由于,f,恒定,所以在,敞口的容器,中,液体的蒸发过程将不断地进行下去,直至,没有液体留下。,15,一定温度下,,若将液体置于密闭容器中,并将,液体上方空间抽成真空,则随蒸发的进行,液,体上方分子数目逐渐增多,蒸气压力逐渐升,高,气体分子中动能较低的分子重新凝结为,液体的速率逐渐增快,最终达到,液体蒸发速率,与气体凝结速率,相等的状态,此时液面上方单,位体积空间中气体分子数目不再变化,蒸气压,力不再改变,液相物质与气相物质之间达到平,衡。,测定饱和蒸气压的方法。,16,蒸气压是液体的重要性质,它与液体的本质与,温度有关。是温度的函数。,其实不管液体是否放置于密闭的真空容器中或,是敞口的放置于空气中,只要温度确定,液体,确定,该液体的,饱和蒸气压是确定的,它是液体本身所具有的物理性质(物理参数)。,17,对不同种液体,若液体分子间引力较强,分子,脱离液体表面时所需要的动能,E,较高,在相同的温度下,该液体的蒸气压必然较低。,饱和蒸气压可以表述成:在一定的温度下,某液体所具有的挥发能力,.,18,对同种液体,温度越高,,f,值起大,蒸气压必,然越高,见表。,水在不同温度下的蒸气压,19,几种液体的蒸气压曲线,20,固体中动能较高的分子也有脱离固体表面蒸发,的倾向。,一定温度下,固体与其蒸气的平衡时的蒸气的,压力称为固体的饱和蒸气压。,温度,/,0,-10,-20,-30,-40,蒸气压,Pa,611,259.9,103.26,38.01,12.84,温度,/,-50,-60,-70,-80,-90,蒸气压,Pa,3.3906,1.08,0.261,0.055,0.0093,冰在不同温度下的蒸气压,21,图,1,2,水和冰的蒸气压曲线,273.15,373.15,T/K,0.611,101.325,P/kPa,22,两曲线相交处,T=273.15K,,固态物质冰的蒸气压与水的蒸气压相等。(水的最低蒸气压和冰的最高蒸气压相等),在,T=273.15K,时,冰与蒸气达到平衡,水与蒸气也达到平衡,所以,固态物质冰与液态水,之间必然也达平衡。,在这个温度下,冰和水的挥发能力是相等的。,在其它温度下,冰和水的挥发能力会如何?,23,凝固点:固态物质与液体物质达平衡时的温度称为液体的凝固点或固体的熔点。,暴露于,P=101.325kPa,压力的空气条件下,自然条件下的?如果变换条件,凝固点会不会变?,24,图,1-2,中,在,T=273.15k,时,,P=0.611kPa,这是水的在此时温度时的饱和蒸气压,也是固体冰在些时温度时的饱和蒸气压。,这个,P=0.611kPa,是二者本身的物理性质,与凝固点定义中的外压,(空气压力,P=101.325kPa,)是两回事。,25,当,液体的,蒸气压等于外压时,而此时液体必将是一定的温度。这时液体的气化不仅发生在生于液体表面也同时发生液体的内部,这种气化过程叫沸腾。而此时的温度称为液体的沸点。,沸点受外压控制,蒸气压等于外压时才能沸腾。,26,液体的,沸腾和,固体,的,熔点,以及,液体,的,凝固点,是与外界条件有关的现象,是我们能用肉眼观察到的现象。,27,1.3,分散系,分散系:一种或多种物质分散在其它一种物质中所构成的系统。,分散系由,分散质,和,分散剂,构成。,分散质:,被分散的物质。处于分割成粒子的不连续状态。,分散剂:,分散其它物质的物质。处于连续状态。,28,表,1-3,按聚集状态分类的各种分散系,在分散系内:分散质和分散剂可以是固体、液体或气体。,分散质,分散剂,实例,气,气,空气、家用煤气,(,气态分散系,),液,气,云、雾,(,气态分散系,),固,气,烟,(,气态分散系,),气,液,泡沫,(,液态分散系,),液,液,牛奶,(,液态分散系,),固,液,泥浆,(,液态分散系,),气,固,泡沫塑料、木碳,(,固态分散系,),液,固,肉冻、硅胶,(,固态分散系,),固,固,红宝石,(,固态分散系,),29,按分散粒子大小,把液态分散系分为三类,,什么是液态分散系?一般指分散剂是液体。,表,1-4,按分散粒子大小分类的各种分散系,均相掺和物,分子或离子分散系(粒子直径小于,1nm,),胶体分散系(粒子直径,1,100nm,),粗相分散系(粒子直径大于,100nm,),高分子,溶液,溶胶,最稳定,很稳定,稳定,不稳定,电子显微镜也不可见,超显微镜下可觉察其存在,一般显微镜可见,能通过半透膜,能透过滤纸,不能透过半透膜,不能透过紧密滤纸,单,相,系统,多,相,系统,30,1.4,溶液的组成标度,1.4.1,物质的量浓度,物质的量浓度是指物质的量除以混合物的体积,用符号,:,单位是,molL,-1,。,1.4.2,溶质,B,的质量摩尔浓度,溶液中溶质,B,的物质的量除以溶剂,A,的质量,单位是,molkg,-1,质量摩尔浓度与温度无关。,31,1.4.3,B,的摩尔分数,B,的物质的量与混合物的物质的量之比。,摩尔分数单位是,1,。,1.4.4,溶质,B,的质量分数,溶液中溶质,B,的质量与混合物的质量之比。,单位是,1,。,32,1.4.5 B,的,质量浓度,B,的质量与混合物的体积之比。,质量浓度单位是,gL,-1,33,1.4.6,几种溶液组成标度之间的关系,(,1,),物质的量浓度与质量分数,(,欧米格),34,(,2,),物质的量浓度与质量摩尔浓度,35,例,1.4,已知,(H,2,SO,4,)=96.0%,的浓硫酸,密度,=1.84gml,-1,计算,c(H,2,SO,4,),及,c(1/2H,2,SO,4,),。,质量分数,物质的量的浓度,36,37,例,1.5(HAc)=4.64%,的醋酸水溶液,在,20,时,=1.005kgL,-1,计算,c(HAc),及,b(HAc),。,质量摩尔浓度,物质的量的浓度,38,39,例,1.5(HAc)=4.64%,的醋酸水溶液,在,20,时,=1.005kgL,-1,计算,c(HAc),及,b(HAc),。,40,1.5,稀溶液的依数性,稀溶液是溶液中溶质与溶剂间,没有相互作用力,的溶液。是一种,理想的溶液,模型。,溶剂不受溶质的作用。,稀溶液中的溶剂与纯溶剂相比差异仅仅在于稀溶液中的溶剂的摩尔分数较,(稍?),小。纯溶剂的摩尔分数为,1,。,不以溶质为研究对象,41,因此相同溶剂,不同溶质,但溶质的摩尔分数相同的稀溶液会有一系列共同的性质:,稀溶液的,蒸气压下降、凝固点降低、沸点升高等,有一定的渗透压。,这些性质,只与,溶质的摩尔分数有关,而与溶质的本性无关。所以我们把这一类性质称为稀溶液的通性,或称为稀溶液的依数性。,42,1.5.1,稀溶液蒸气压下降,在一定温度下,任何纯溶剂都有一定的饱和蒸气压,P,*,。,43,溶液的蒸发与纯水蒸发相比,,速率要慢得多,因为:,溶液表面被溶质微粒所占据,使,(溶液表面动能较高,足以克服分子间引力而进入气相的),溶剂分子相对含量降低,,减少溶剂分子蒸发的机会,使得溶液的蒸气压比相同温度下纯溶剂的饱和蒸气压低,而且降低的程度与溶剂的摩尔分数有关。,44,稀溶液的蒸汽压下降,pressure lowering,45,法国物理学家拉乌尔在,1887,年总结出一条关于溶液蒸气压的规律:,在一定温度下,,难挥发,非电解质,稀溶液,的蒸气压等于纯溶剂的饱和蒸气压与溶液中溶剂摩尔分数的乘积。,P,:溶液的蒸气压;,拉乌尔定律:,p,*,:,纯溶剂的饱和蒸气压,;,x,B,:,溶质的摩尔分数。,46,对一个两组分的体系来说:,x,B,:,溶质的摩尔分数;,在一定温度下,,难挥发非电解质,稀溶液,的蒸气压下降值与溶质的,摩尔分数,成正比。,p*:,纯溶剂的饱和蒸气压,;,P,:溶液的蒸气压的下降。,47,在稀溶液中,溶质,B,的摩尔分数为,即,溶质,B,的摩尔分数与,B,的质量摩尔浓度成正比,,所以,可变换成,所以,拉乌尔定律还可表述为,在一定温度下,,难挥发非电解质,稀溶液,的蒸气压下降值与溶质的质量摩尔浓度成正比。,48,由分子运动论可对拉乌尔定律作微观定性解释:,一定温度下,纯溶剂的蒸气压和,(,液体中动能足够大、能克服分子间的束缚而脱离液体表面的分子数,与,液体分子总数,的),比值有关,而在难挥发、非电解质的稀溶液中,由于溶剂摩尔分数降低到,x,A,使得能克服分子间的束缚而脱离液体表面的溶剂分子数与溶剂分子总数的,比值,降低至,x,A,f,致使溶液的蒸气压:,49,若溶液浓度很大,(不是稀溶液),,溶质分子与溶剂分子间的作用不可忽略,故虽然难挥发性溶质的浓溶液蒸气压明显下降,但蒸气压与浓度关系复杂,拉乌尔定律不再适用。,溶质为电解质,由于一个电解质分子可解为多个离子,且离子间、离子与溶剂分子间作用复杂,故虽然,电解质溶液的蒸气压下降比非电解质明显,,但蒸气压与浓度定量关系复杂,拉乌尔定律也不适用。,只是,稀溶液、难挥发、非电解质,,拉乌尔定律适用,50,若溶质和溶剂都有挥发性,只要溶质和溶剂不相互作用,拉乌尔定律也适用,溶液仍为理想溶液。这时可分别考虑它们对蒸气压的影响而将它们的影响相加:,51,1.5.2,溶液沸点升高,和凝固点下降,由于难挥发性非电解质稀溶液的蒸气压比纯溶剂的蒸气压低(在相同的温度下)。所以温度达到纯溶剂的沸点时,溶液的蒸气压小于,101.325kPa,,所以稀溶液不能沸腾。,为了使稀溶液在此压力时沸腾,就必须使溶液的温度升高,促使溶液分子热运动加剧,以增加稀溶液的蒸气压并达到,101.325kPa,使稀溶液沸腾 。,52,53,液体越浓,其蒸气压下降越多,则溶液沸点升高越多。,图,1-5,蒸气压下降与沸点升高的关系,白色:纯溶剂蒸气压曲线;,黄色,:较稀溶液蒸气压曲线;,绿色,:较浓溶液蒸气压曲线,101.325,kPa,54,在,p,和 ,T,b,都较小时,蒸气压曲线可近似为直线。,由拉乌尔定律知,p,与溶液的质量摩尔浓度成正比:,根据相似三角形可得,p,和,T,b,成正比,55,56,T,b,为难挥发性非电解质稀溶液沸点的升高值,单位为,K,。,K,b,溶剂沸点升高常数,单位,K.kg.mol,-1,只与溶剂有关,而与溶质无关,不同的溶剂有不同的,K,b,,可查表。,57,非电解质稀溶液凝固点下降也与溶质的质量摩尔浓度成正比。,溶液凝固点下降,单位为,K,凝固点下降常数,只与溶剂有关,溶质的质量摩尔浓度,58,溶液温度达到凝固点时,有少量固体纯溶剂析出,使得,溶液的浓度增大,(,凝固点下降的幅度,),,所以与纯液体不同,溶液在凝结过程中凝固点不能保持恒定。,溶液沸腾后,随,溶剂,不断析出,溶液的浓度不断增大,所以与纯溶液不同,溶液在沸腾时沸点不能保持恒定,而是蒸气压逐渐下降,沸点逐渐升高,,直至溶液达到饱和,。,59,溶液的沸点上升和凝固点的下降都与溶质的,质量摩尔浓度,成正比,溶液浓度越大,,蒸气压下降越大,蒸气压越下降,,,沸点越高,凝固点降低越多,。,可以通过对溶液沸点升高和凝固点下降的测定来估算溶质的,摩尔质量,。,60,61,某一,=1.0%,的,水溶液,,测得其凝固点为,273.05K,。计算该溶液中溶质的摩尔质量。,解:根据公式:,62,K,f,溶剂凝固点下降常数,只与溶剂有关,查表,273.15,水溶剂的凝固点下降常数为,1.86K.kg.mol,-1,故:,63,溶液的凝固点比纯溶剂的凝固点低是一个常见的自然现象。,例如:海水中含有大量的盐分,在比纯水更低的温度下才结冰。,64,在,p=101.325kPa,的大气压中,纯液体与其固相达成平衡时的温度就是该液体的正常凝固点。,在凝固点(或熔点)温度时,固相溶剂的蒸气压与液相溶剂的蒸气压相等。,若向达到,平衡的,纯液体与其固相系统中加入,溶质,,,溶剂变成了溶液,,蒸气压下降,原平衡必被破坏。如何破坏?,65,此时固相溶剂的蒸气压大于液相溶剂的蒸气压,,固相溶剂必然要融化,?,(,一个体系总是要趋向于平衡的,),固相溶剂在融化的过程中,要吸收系统的能量,故系统温度降低,引起固相溶剂及溶液上方溶剂蒸气压的下降。,随着温度下降,固态溶剂的蒸气压降低的程度要比液态溶剂蒸气压的降低剧烈。,66,温度下降,固态溶剂的蒸气压降低的程度要比液态溶剂蒸气压的降低剧烈。,67,68,冰和盐混合物常用作制冷剂:冰的表面总附有少量水,当撒上盐后,盐溶解在水中形成溶液,由于溶液蒸气压下降,使其低于冰的蒸气压,冰就要融化。随着冰的融化,要吸收大量的热,于是冰盐混合物的温度就降低。,采用,NaCl,和冰,温度最低可降到,-22,,,用,CaCl,2,6H,2,O,和冰最低可降到,-55,。,69,1.5.3,溶液的渗透压,什么叫渗透?,70,定义:一种通过半透膜进行的扩散现象。,71,为什么?,这是因为半透膜只能阻止蔗糖分子的扩散,并不能阻止水分子的扩散,由于单位体积内纯水中水分子比蔗糖溶液中的水分子多,因此,纯水中水分子通过半透膜进入糖溶液的速率要比糖溶液中的水分子通过半透膜进入纯水中的速率要大,所以糖溶液的液面升高。,72,渗透压:将溶液与纯溶剂用半透膜隔开,若在,溶液,上加上一额外的压力,恰能使渗透作用达到平衡,这个额外压力就是该,溶液,的渗透压。,73,渗透压是与温度及浓度有关的溶液的物理性质。,德国植物学家,菲弗尔,第一定量研究了溶液渗透与温度及浓度之间的关系。,荷兰理论化学家,范特霍夫,进一步总结了溶液渗透压与浓度、温度的关系,:,74,例,1.7,有一蛋白质的饱和水溶液,每升含有蛋白质,5.18g,,已知在,T=293.15K,时,溶液的渗透压为,0.413kPa,。求算出此蛋白质的摩尔质量。,75,1.7,胶体溶液,胶体:并非是一种特殊物质,几乎各种典型的晶体物质都可以用降低其溶解度或选择适当的分散剂的方法制成溶胶。,胶体只不过是一种物质以一定分散程度存在的状态。,胶体分散系的颗粒:,10,-9,10,-7,m,76,1.7.3,溶胶的制备,分散法:超声波粉碎、高速胶体磨研磨、高压电弧。,(,1,)分散法:将粗分散系的粒子通过破碎与研磨,使粒子大小达到胶体分散系的范围内,这种方法称为分散法。,(,2,)聚集法:使小分子、原子或离子聚集,使粒子大小符合胶体分散系的要求。,聚集法:突然改变溶剂或者利用化学反应手段。,77,胶体溶液,1,、胶体溶液(溶胶),(,多相,),;,2,、高分子溶液,(单相,),78,溶胶系统是多相系统,相与相之间存在界面,也称为表面。,分散系的分散度常用,比表面积,来衡量。,比表面积,定义为:,S:,分散质的总表面积;,V,:分散质的总体积。,79,单位体积的分散质表面积越大,即分散质的颗粒越小,则比表面积越大,体系的,分散度越高,。,例如,V=1cm,3,如果,S=6cm,2,则,s=610,2,m,-1,如果,S=610,7,cm,2,,则,s=610,9,m,-1,80,1.7.2,表面吸附,表面能:,表面质点比内部质点高出的能量。,将内部质点迁移到表面,即扩大表面积,就必须吸收能量。,为什么?,处于液体或固体表面的质点,如分子、原子离子所受其它质点的作用力与处于内部质点不同。内部质点所受合力为,0,,,表面质点因为外部气体分子对其引力较小,,必然受到一指向液体或固体内部的作用力。,受力不均,较为活跃。,81,系统表面积越大,表面质点越多,表面能越高,体系越不稳定。,因此,液体和固体都有自动减少表面能的能力 ,也就是减少表面积,容易往一起聚集。,凝聚和,表面吸附,是两种降低表面能的途径。,82,1.7.3,溶胶的性质,(,1,)溶胶的光学性质:丁达尔现象,;,(,2,),溶胶的动力学性质:布朗运动,;,(,3,)溶胶的电学性质,.,83,在溶胶中插入正负两个电极,溶胶粒子会发生定向移动,这种现象称为溶胶的,电泳,。,通过溶胶粒子在电场中的,迁移方向来判断溶胶粒子,的带电性。,Fe(OH),3,溶胶向负极移动,,说明,Fe(OH),3,溶胶中分散,质粒子带正电荷。,84,若将分散质固定,则分散剂在电场作用下迁移,这种现象称为,电渗,。,85,(,1,)吸附作用:,溶胶粒子带电的主要原因,(,2,)离解作用,Fe(OH),3,吸附,FeO,+,,,As,2,S,3,吸附,HS,-,溶胶是由许多高度分散的小颗粒组成,因此,,溶胶系统具有很大的比表面积和较高的表面能,。(,凝聚和吸附能降低比表面能,)这些小颗粒强烈吸附溶液中的离子,使表面能降低。,溶胶粒子尽先吸附溶液中与其组成有关的离子。,有些溶胶粒子带电是由于自身表面离解造成的。,H,2,SiO,3,解离形成,HSiO,3,-,或,SiO,3,2-,86,以碘化银溶胶为例,,Ag,+,与,I,-,反应后生成直径为,1,100nm,的,AgI,颗粒称为,胶核,,胶核颗粒很小,具有较高的表面能。,1.7.4,胶团结构,若系统中,KI,过量,胶核优先吸附,I,-,,胶核表面就会带负电,被胶核吸附的离子称为,电位离子,。,87,带有负电荷的,AgI,胶核,又因静电引力吸引介质中带正电的,K,+,,这些带相反电荷的离子称为,反离子,。,88,胶核,与被其吸附的,电位离子,以及部分被较强吸附的,反离子,一起称为,胶粒,。,胶粒,电性的正负决定于电位离子,.,胶体电性的正负决定于电位离子,.,89,而,胶粒,与其它吸附较弱的,反离子,形成不带电的物质称为,胶团,。,胶团电中性,90,电位离子及部分反离子处于胶团结构的,紧密层;,部分反离子处于,扩散层;,在电泳实验中运动的是胶核及紧密层和(,部分),扩散层组成的,胶粒,。,KI,过量时,AgI,胶团结构示意图,91,胶核 电位离子 反离子 反离子,吸附层(紧密层),扩散层,胶粒,胶团,92,以碘化银溶胶为例,,Ag,+,与,I,-,反应后生成直径为,1,100nm,的,AgI,颗粒称为胶核,若系统中,AgNO,3,过量,胶核优先吸附,Ag,+,,结构示意如下:,胶核 电位离子 反离子 反离子,吸附层(紧密层),扩散层,胶粒,胶团,93,94,1.7.5,溶胶的稳定性和聚沉,1.7.5.1,溶胶的稳定性,溶胶的稳定性表现在:具有一定的,动力学稳定性,(布朗运动)和,聚结稳定性,(胶粒带电静电斥力)。,95,溶胶动力学稳定性,是指分散粒子不会在重力作用下从分散剂中分离出来。,例如:在,20,的水中石英砂的沉降情况,直径,沉降时间,沉降距离,1mm,25s,2.5m,100nm,一个月,2.5m,1nm,280,年,2.5m,由于布朗运动,溶胶粒子在系统中做无规则运动,而不发生沉降,.,而粗分散系由于其分散质粒子质量较大,且不可能作布朗运动,所以会在重力作用下发生沉降。,96,溶胶聚结稳定性,是指溶胶在放置过程中,不发生分散质粒子的相互聚结。,溶胶之所以具有聚结稳定性,最主要是因为胶粒带电而产生胶粒之间的静电斥力。,溶剂化保护膜,由于被胶核吸附的离子(,吸附层和,部分,扩散层的离子,)和溶剂的相互作用,使,胶粒,表面形成溶剂化膜,(如为水溶剂,则是水化膜),,阻止胶粒之间的接触和聚结。,97,溶胶不稳定性表现在两个方面:,第一,、溶胶粒子会在重力作用下发生沉降。,第二,、溶胶是一,高分散度、高表面能的系统(正因此而具有吸附、聚集功能),,因此胶粒间会相互凝聚成大颗粒而聚沉。,98,1.7.5.2,溶胶的聚沉和保护,若溶胶的聚结稳定性和动力学稳定性遭到破坏胶粒就会因碰撞而聚结沉降。,聚沉因素:,溶胶本身浓度过高,溶胶被长时间加热,加入强电解质,99,浓度过高:,主要是增加碰撞机会。,长时间加热:,主要是增强溶胶粒子的热运动,且,胶粒周围的溶剂化膜被破坏,同时由于胶粒的热运动加剧使胶粒表面的电位离子和反离子数目减少,,胶粒间碰撞聚结,的可能性大大增加。,加入强电解质:,溶胶内电解质浓度较低时,胶粒周围的反离子扩散层较厚,静电斥力起主要作用,防止胶粒聚沉,但加入大量的电解质以后大量的离子进入扩散层内,扩散层变薄,同时反离子减少了胶粒所带电荷,使胶粒间的静电斥力减弱,聚沉的机会增加。,100,电解质对溶胶起聚沉作用的主要是与胶粒所带电荷相反的离子,而且与其所带电荷多少有关。一般来说,离子电荷越高对溶胶的聚沉作用就越大。,101,例如:碱金属离子对,带负电溶胶,的聚沉能力大小顺序为:,Rb,+,K,+,Na,+,Li,+,带有相同电荷的离子对溶胶的聚沉能力也存在差异:随离子半径的减少,其水化半径也相应增加,聚沉能力就会减弱。,碱土金属离子的聚沉能力大小顺序为:,Ba,2+,Sr,2+,Ca,2+,Mg,2+,带电荷相同的离子对溶胶聚沉能力大小顺序称为,感胶离子顺序,。,102,如果将两种带相反电荷的溶胶适当比例相互混合,溶胶也会发生聚沉,这种现象称为溶胶的互聚。溶胶的互聚必须按等电性原则进行,即两种互聚的溶胶粒了所带的总电荷必须相等,否则其中一种溶胶的聚沉不完全。,103,溶胶的保护:,(,1,)加入保护剂:加入动物胶以增加胶粒的溶剂化保护膜。,(,2,)渗析:减小溶胶中所含电解质的浓度,从而防止胶粒的聚沉。,104,
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