溶胶的物理化学性质.ppt

*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。第30页,共55页，2024年2月25日，星期天*(2)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。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。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。第31页,共55页，2024年2月25日，星期天*(3)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。第32页,共55页，2024年2月25日，星期天*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。第33页,共55页，2024年2月25日，星期天*(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。第34页,共55页，2024年2月25日，星期天*(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”）。三、溶胶的电学性质第35页,共55页，2024年2月25日，星期天*(3)晶格取代晶格取代是造成粘土颗粒带电的主要原因。(4)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。第36页,共55页，2024年2月25日，星期天*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。(三)扩散双电层理论三、溶胶的电学性质第37页,共55页，2024年2月25日，星期天*1.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。第38页,共55页，2024年2月25日，星期天*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。第39页,共55页，2024年2月25日，星期天*“滑动面”：电泳时固－液之间发生相对移动，在双电层内距表面某一距离△处。ζ(Zeta)电位：滑动面处的电位与溶液内部的电位之差。ζ电位是表面电位ψ0的一部分。ζ电位的大小取决于滑动面内反离子浓度的小。第40页,共55页，2024年2月25日，星期天*ζ电位的数值可以通过电泳或电渗速度的测定计算出来。ζ电位也称为电动电位。优点：解释了电动