《溶胶的电学性质》PPT课件

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,2013/11/24,#,溶胶的电学性质,1,、扩散双电层理论,处在溶液中的带电固体表面，由于静电吸引力的作用，必,然要吸引等电荷量的、与固体表面带有相反电荷的离子（称为,反离子或异电离子）在其周 围，在固液两相间形成,双电层,，使,溶胶出现各种,电学性质,（电泳、电渗、流动电势和沉降电势）。,电荷可能来源：,离子吸附,-,固体选择性的从溶液中吸附某种离子；如化学,凝聚法制得的溶胶；,解 离,-,固体的分子在溶液中发生解离而带电；如蛋白质中,的氨基酸分子在,pH,低时，氨基形成,-NH,3,+,而带正电，在,pH,高时羧基形成,-COO,-,而带负电。,双电层结构发展进程：,1,、亥姆霍兹平板电容器模型,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,-,x,0,0,亥姆霍兹平板电容器模型,原因：电势差降,（,设粒子荷负电,）,+,+,+,+,+,紧密层,扩散层,电势,类古依,查普曼双电层,模型,2,、,1910,年古依,查普曼模型,产生原因：静电吸引力和热运动,优点,-,正确反映了反离子在扩散,层中分布的情况及电势变化；,不足,-,将离子视为点电荷，没有,考虑到反离子的吸附和离子的溶剂化，,对于在不,流动,层的质点存在不能反映。,3,、,1924,年，斯特恩对双电层理论进行修正。,该模型认为：离子有一定的大小,，,而且,离子与质点 表面除了,静电,作,用,外，还 有,范德华吸引力,。,所以在靠近表面,1,2,个分子,厚度,的,区域内，反离子由于受到,强烈,的,吸引，会牢固的结合在表面,，,形成,一个 致密的吸附层，称为,固,定,吸附层或斯特恩层,。其余反离子扩散地分布在溶液中，构成双电层的,扩散,部分,。,溶胶,相对,静止，,整个溶胶体系是,电中性的，当分散相 粒,子和液体,介质,相对运动时,，就 会产生电位差,，这种电位差,叫,电势（,电动电势）,。,胶粒是带电的，由于静电引力使离子在,表面周围,，又,由于,分,子热运动，使反离子在,表面附近,呈扩散分布。,离表面近的一层（内层），厚度为,，当,固体,(,胶粒,),移动时,，,该,层随固体一起移动。外层,扩散,层，内层与扩散层的,界,面,叫,滑动面,。,电势,：滑动面与溶液本体间的电势差,电势的大小，反映了胶粒带电的程度,。,电势越高,，胶粒,带电越多,，扩散,层也越厚。,溶液,中电解质浓度,增加，,介质中反离子的浓度,，扩散层，更多,的反离子挤进滑 动面以内,，,电势在数值上,；,电解质,浓度足够大 时，可使,电势为零，此时 相应的状态，称为,等电态,。,此时胶体不带电，不发生电动现象，易于聚沉。,斯特恩模型的成功之处,：,（,1,）给出了电势明确的无论意义,，,很好,地解释了溶胶的电动现象。,（,2,）定性地解释了电解质对,溶胶,稳定性,的影响，使人们对,双电层,的,结构有了更深入的认识。,电解质浓度与电势,关系如右图：,2,、胶体的电动现象,由通电,时间和液面升高或下降的刻度计算,电泳速度,。,根据电泳速度可求出胶体粒子的,电势,。,球形质点，当粒子半径较大，双电层厚度,1,较小，即,r1,，则：,斯莫鲁科夫斯基公式,当球形离子半径,r,较小，而双电层厚度,1,较大，即,r,1,可用休克尔公式来描述电迁移率与,电势的关系,（,2,）,电渗,在,外,电场作用下，若溶胶粒子不动，液体介质,做定向,流动，,这种,现象称为,电渗,。,外加,电解质对电渗速度,影响,显著,，随着电解质浓度,的增加，,电渗,速度降低，甚至会改变,电渗,的,方向。,电渗方法有许多实际应用,，如,溶胶净化、海水淡化、,泥炭和染料的干燥等。,（,3,）流动电势,在外加压力下，迫使液体通过多孔隔膜（或,毛细管,）定向流动，多孔隔膜两端所产生的电势差，称为,流动电势,。,可视为电渗的逆过程。,(,见图）,在,用泵输送原油或易燃化工原料时，要使管道接地或,加,入油,溶性电解质，增加介质电导，防止流动电势可能引发,的,事故,。,（,4,）沉降电势,分散相离子在重力场或离心力场的作用,下迅速移动时，在移动方向的两端所产生的电势差，称为,沉降电势,。与电泳现象相反，实验方法如图,例,：贮,油罐中的油内常会有水滴，水滴的沉 降会形成很高的,电势差,，有时会引发,事故,。通常在油中加入有机,电解质，增加,介质电导，降低沉降电 势。,3.,溶胶的胶团的结构,根据胶粒带电及扩散双电层结构，可推测胶团结构。,胶核,由分子、原子或离子形成的固态颗粒,胶粒,滑动面包围的带电体,胶粒胶核,+,紧密,层,胶团,整个扩散层及其所包围的胶体粒子构成电中性的胶团。,胶团胶核,+,紧密层,+,扩散层,例如：在稀的,AgNO3,溶液中，缓慢地滴入少量,KI,稀溶液制备,AgI,正溶胶，过剩的,AgNO3,则起到稳定剂的作用,胶团结构,碘化银胶团结构及示意图（,AgNO,3,为稳定剂）,胶团示意图,若在稀的,KI,溶液中，滴加少量的,AgNO3,稀溶液，,KI,过量。,AgI,微粒表面将吸附,I,离子，胶核表面则带负电荷，,K+,为反离子，生成,AgI,的负溶胶，这时胶团的结构应表示为：,再如,SiO2,溶胶，当,SiO2,微粒与水接触时，可生成若酸,H2,SiO3,它,的电离产物,不是,全扩散到溶液中去，而是有一部分仍固 定在,SiO2,微粒的表面上，,H,则为反离子,其胶团结构为：,若在稀的,KI,溶液中，滴加少量的,AgNO3,稀溶液，,KI,过量。,AgI,微粒表面将吸附,I,离子，胶核表面则带负电荷，,K+,为反离子，生成,AgI,的负溶胶，这时胶团的结构应表示为：,谢谢观赏，欢迎斧正指导！,