胶体的定义和稳定性理论
胶体化学第5章胶体的稳定性
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体的移动速度来计算电渗和电动现象,从而判断胶体的稳定性。
02 03
沉降法
沉降法是通过测量胶体在重力场中的沉降速度来判断其稳定性。如果沉 降速度很快,说明胶体的稳定性较差;如果沉降速度很慢,说明胶体的 稳定性较好。
光学法
光学法是通过观察胶体在光学显微镜下的形态来判断其稳定性。如果观 察到明显的聚沉现象,说明胶体的稳定性较差;如果没有观察到明显的 聚沉现象,说明胶体的稳定性较好。
反絮凝
是指通过某些措施使已经 絮凝的胶体重新分散成小 聚集体的过程。
04 胶体的应用
胶体在化学工业中的应用
胶体在化学工业中有着广泛的应用, 如涂料、颜料、粘合剂、印染等。胶 体作为分散相,能够提高产品的性能 和稳定性,改善产品的外观和手感。
胶体在化学工业中还可以用于制备功 能性材料,如光敏材料、电绝缘材料 ห้องสมุดไป่ตู้磁性材料等,以满足不同领域的需 求。
A
B
C
D
电子信息领域
利用胶体化学制备高性能的电子材料和器 件,推动电子信息技术的进步和发展。
能源与催化领域
利用胶体化学制备高效催化剂和燃料添加 剂,提高能源利用效率和减少环境污染。
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分散剂的作用
分散剂可以降低胶体粒子 之间的相互作用力,使胶 体粒子在介质中均匀分散。
分散剂的种类
常用的分散剂包括表面活 性剂、高分子物质等。
胶体的絮凝与反絮凝
胶体的絮凝
是指在某些条件下,胶体 粒子通过相互作用形成较 大聚集体的现象。
絮凝的条件
电解质、高分子物质、温 度变化等都可能引起胶体 的絮凝。
根据分散相粒子的大小,胶体可 分为粗分散体系、溶胶、高分子 溶液和缔合胶体等。
胶体高考化学知识点
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胶体高考化学知识点胶体是高考化学中一个非常重要的概念。
在高考化学中,胶体是一个关键的知识点,涉及到物质的性质、结构和应用等方面。
本文将从胶体的定义、性质、分类和应用等方面,全面介绍高考化学中与胶体相关的知识点。
一、胶体的定义胶体是指由两种或两种以上物质组成的混合系统,其中一种物质呈胶态,即粒径在1纳米(nm)到1000纳米之间,分散在另一种物质中形成的稳定混合物。
胶体由胶体溶质和分散介质组成,其中溶质是胶粒,分散介质是胶体液体或固体。
二、胶体的性质胶体具有一些独特的性质,主要包括稳定性、散射性、过滤性、浑浊性和凝胶性。
1. 稳定性:胶体的稳定性是指胶体系统中胶粒之间的相互作用力使胶粒和分散介质保持分散状态的能力。
胶体的稳定性分为物理稳定性和化学稳定性。
物理稳定性是指胶体中胶粒之间的静电相互作用、凡德华力以及吸附层等相互作用力所保持的稳定性;化学稳定性是指胶体中存在表面活性物质或化学稳定剂等,可以通过化学反应来保持稳定性。
2. 散射性:胶体溶液对光的散射现象称为散射性。
由于胶粒的尺寸与光的波长接近,所以会导致光的散射现象。
胶体溶液的散射性可以用来研究胶粒的尺寸和浓度等信息。
3. 过滤性:胶体溶液可以使用过滤纸、滤膜等进行过滤分离。
胶体溶液中的胶粒尺寸较小,可以通过过滤纸或滤膜的微孔被截留下来,从而实现对胶粒的分离。
4. 浑浊性:胶体溶液在光的照射下,会导致光的透明度降低,呈现出一种浑浊的样子。
浑浊性是胶体中胶粒悬浮在分散介质中的体现。
5. 凝胶性:一些胶体溶液在一定条件下可以形成凝胶,凝胶是一种类似固体但又具有一定流动性的物质。
凝胶形成是由于胶粒之间的相互作用力增强,使得整个系统形成了一个网状结构。
三、胶体的分类胶体可以根据胶粒的性质和分散介质的性质进行分类。
根据胶粒的性质,胶体可分为溶胶、凝胶和胶体溶液。
溶胶是指胶粒尺寸较小,无明显的流变性质;凝胶是指由胶粒形成的三维网络结构,可以保持一定形状;胶体溶液是指胶粒悬浮在液体中,没有形成明显的凝胶结构。
胶体稳定性的DLVO 理论
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65胶体稳定性的DLVO 理论胶体(憎液溶胶)是一个高度分散的系统,它有很大的表面自由能,且具有自发降低表面自由能的倾向,这就是说,在本质上,憎液溶液胶属于热力学不稳定系统。
某些物理条件的改变,特别是电解质的加入,会显著地影响它的稳定性,使它聚集而沉淀。
早在一个世纪前,Schulze(舒尔茨)和Hardy(哈迪)就经验发现,异号离子的电荷数对溶胶的聚沉影响很大。
电荷数(价数)愈高,聚沉能力愈大。
如果将使溶胶聚沉的电解质最低浓度称为聚沉值,则一价、二价和三价异号离子的聚沉值之比约为66)31(:)21(:1,这个规律称为Schulze —Hardy 规则。
怎样解释这个规则,就成了胶体稳定性理论必须面对的首要任务。
直到上个世纪的四十年代,这个问题才被两位前苏联学者Дерягин(杰里亚金)、Ландау(朗道)和两位荷兰学者Verwey(弗威)和Overbeek(奥弗比克)所解决,因此,称为DLVO 理论。
本专题就专门来介绍这个理论。
鉴于理论是建立在数学解析的基础上,下面的介绍只取推导的结果,而将介绍的重心放在物理意义上。
1.DLVO 理论这个理论完全着眼于溶胶粒子的作用势能与粒子间距的关系。
认为粒子间存在着两个相互制约的作用力,一是van der Waals 引力,它要使粒子兼并而聚沉。
另一是扩散双电层重迭所引起的静电斥力,它是维护溶胶稳定的原因。
因此,溶胶是否能够相对地稳定就取决于这两种力谁占据优势,DLVO 理论的首要任务便是分别计算粒子之间的引力和斥力势能与粒子间距的定量关系。
(1) 粒子间的van der Waals 引力势能如所周知,分子之间是存在短程的van der Waals 引力的,这种力的大小与分子间距的7次方成反比。
它包括分子间的偶极—偶极作用,偶极与诱导偶极的作用和分子间的色散作用。
后者亦称London 力,在胶体中常常起着主要的作用,量子力学算得,London 力的引力势能与分子间距的关系可由下式表示662A 43−−−=−=x x h V βνα (65-1) 式中h 为Planck 常数, ν为分子的特征振动频率,α为分子的极化率,x 为分子间距,负号表示吸引。
第五章胶体和胶体的稳定性
![第五章胶体和胶体的稳定性](https://img.taocdn.com/s3/m/cf1bb82e04a1b0717ed5ddcd.png)
胶原纤维截面也是纳米级别的
这些物质含有巨大的表面积,具有双电层结构,在性质上有何胶体类似的性质。
1.4 溶胶的制备
(1)分散法 研磨法 是用胶体磨把大颗粒固体磨细,在
研磨的同时加入丹宁或明胶做稳定剂。工业用 的胶体石墨、颜料、医用硫溶胶等都是用胶体 磨磨制成的。
胶溶法 是一种使暂时凝集起来的分散相又 重新分散的方法。把新生成的沉淀洗涤后,加 入稳定剂,经过搅拌,沉淀就重新分散而形成 溶胶。
形成结构紧 密而又稳定 0 的沉积物
第一最小值
ER
形成疏松
左 图 中 , EA 为引力势能,
E
的聚沉物 ER 为 斥 力 势 能
实线 E 为总势能。
E max
b
EA
a
在粒子 距 离
x(粒子间距离) 接近a 时,达
到第二最小
值,其值为
第二最小值
几个kT 。
粒子在此处可形成疏松的不稳定的聚沉物。当外界环境变化 时,这种聚沉物可重新分离生成溶胶。
1)胶团之间既存在斥力势能,也存在引力势能。 其来源可从其结构得到解释。
胶核
B
扩散层边界
左图中是两个带正电荷 的胶团。在胶团外之任一 点A处,则不受正电荷影 响;在扩散层内任一点B, 因正电荷作用未被完全抵 消,仍表现出正电性。但 当两个胶团扩散层未重叠 时,两者无任何斥力。
A
胶核
B
扩散层边界
当两个胶团扩散层发生重叠 时,重叠区内负离子浓度增加。 两个胶团扩散层对称性都受到 破坏。使重叠区内过剩负离子 向未重叠区扩散。导致渗透性 斥力的产生。由于双电层的静 电平衡破坏,导致两个胶团间 产生静电斥力。随着重叠区的 加大,这两种斥力势能都增加。
化学胶体知识点
![化学胶体知识点](https://img.taocdn.com/s3/m/798b24ea370cba1aa8114431b90d6c85ed3a886b.png)
化学胶体知识点化学胶体是指由两种或两种以上的物质组成的,其中至少有一种是固体的、维持着空间网状结构的分散体系。
在化学胶体中,存在着胶体粒子和连续相之间的相互作用,这种相互作用决定了胶体系统的性质和行为。
化学胶体是一种重要的研究对象,广泛应用于生物医学、材料科学、环境工程等领域。
一、胶体的定义和特点化学胶体是由胶体粒子和连续相组成的分散体系。
胶体粒子的尺寸通常在1到1000纳米之间,介于分子和晶体之间。
胶体粒子可以是固体、液体或气体。
连续相可以是气体、液体或固体。
胶体的特点包括:1. 可见性:胶体粒子的尺寸远大于分子,因此可以通过显微镜观察到。
2. 分散性:胶体粒子在连续相中均匀分散,不易沉积和沉淀。
3. 敏感性:胶体系统对温度、电场、pH值等外界条件的变化非常敏感,会发生相应的变化。
4. 稳定性:胶体粒子之间存在吸引力和排斥力,使得胶体系统能够保持稳定的存在。
二、胶体的分类化学胶体根据胶体粒子的物理状态和连续相的性质可以分为几种不同类型:1. 溶胶:连续相为液体,胶体粒子为液体或固体。
溶胶具有高度的透明性和稳定性,如胶体金溶液、胶体二氧化硅溶液等。
2. 凝胶:连续相为液体,胶体粒子形成了三维网状结构。
凝胶具有固体的形态和流动性,如胶体石墨、胶体二氧化硅凝胶等。
3. 粉体:连续相为气体,胶体粒子为固体。
粉体具有较大的比表面积和较高的吸附性能,如烟雾、粉尘等。
4. 真胶:连续相为液体,胶体粒子为固体。
真胶具有高度的黏性和弹性,如橡胶、明胶等。
5. 气溶胶:连续相为气体,胶体粒子为液体或固体。
气溶胶具有较长的悬浮时间和较大的扩散能力,如大气中的水滴、尘埃等。
三、胶体的性质与应用1. 光学性质:由于胶体粒子的尺寸与可见光波长相当,胶体溶液会呈现出特殊的光学性质,如散射、吸收和折射等。
这些性质使得胶体在光学传感、光学材料等领域有着广泛的应用。
2. 电学性质:由于胶体粒子带有电荷,胶体溶液会呈现出电导性和电泳性等特殊的电学性质。
胶体与界面化学的基本原理
![胶体与界面化学的基本原理](https://img.taocdn.com/s3/m/9718677a2f3f5727a5e9856a561252d380eb2035.png)
胶体与界面化学的基本原理胶体与界面化学是研究物质界面的重要学科,其中胶体学研究的是微米级别上液体分散系统的稳定性、形态、动力学,界面化学研究的是物质界面上的化学过程。
本文将探讨胶体的定义、性质、分类以及界面化学原理等方面。
一、胶体的定义与性质胶体是指两相(即固体、液体或气体)间的一种形态,其中一种相通过分散成微小粒子的形式均匀分散在另一种相中。
胶体的一般特性如下:1、粒子尺寸:胶体的尺寸范围一般为1-1000纳米。
2、稳定性:胶体的物理性质(如电荷、表面性质等)使其形成稳定的系统,避免粒子凝聚沉降。
3、光学性质:胶体可以表现出折射、透明度等光学性质,如煤油是胶体,因为它可以产生烟雾。
4、电性质:胶体中的粒子带有电荷,可以表现出与电场相关的性质。
5、化学性质:由于其表面性质的存在,胶体可以表现出与环境中其他分子的化学反应,如催化反应等。
二、胶体的分类根据胶体中分散相的物质性质和分散介质的性质,胶体可以分为以下几类:1、溶胶:溶胶是指分散相为分子(亦称为分子溶液),分散介质为液体,如酒精和水的混合物。
2、胶体溶液:胶体溶液是指分散相为聚合物,分散介质为液体,如天然胶或橡胶溶液。
3、乳液:乳液是指分散相为液体,分散介质为液体,如牛奶、酸奶等。
4、凝胶:凝胶是指不易流动的胶体,其中分散相一般是聚合物,分散介质为液体,如煤油。
5、气溶胶:气溶胶是指分散相为固体或液体,分散介质为气体,如雾、烟雾、霉菌等。
三、界面化学的基本原理界面化学是研究物质界面的化学过程,主要是两相(如油水分界面)之间物理和化学反应的研究。
界面活性剂是使界面分子在界面上形成一层膜较集的化合物,使界面能量降低而使得体系稳定的物质。
界面化学的原理主要有以下几点:1、界面能:界面能是指分界面两侧之间的能量差,即表面张力。
界面分子本身存在形成一层膜的趋势,因此其能量会比波动的分子间间隔大。
这一差异形成了表面张力,是使体系向能量最小化方向发展的主要因素。
胶体的稳定性名词解释
![胶体的稳定性名词解释](https://img.taocdn.com/s3/m/eed642ddf71fb7360b4c2e3f5727a5e9856a2768.png)
胶体的稳定性名词解释胶体的稳定性胶体是分散系的一类。
它在一定条件下能长期存在而不沉淀、不分层、保持其原有状态,这个性质称为胶体的稳定性。
溶液中胶粒所带电荷与溶液中离子所带电荷相反,整个胶体带同种电荷,因此胶粒本身所带电荷等于整个胶体所带的电荷,整个胶体即为正电荷,如果胶粒带有异种电荷时,胶体就不稳定。
常见的胶体如蛋白质、淀粉、乳浊液等。
稳定性和胶体的分散质有关,也与胶体粒子的大小和形状有关,越小的胶粒,稳定性越高。
胶体粒子的稳定性不仅受到它本身结构的影响,而且还受到外界环境条件变化的影响。
胶体的稳定性的强弱可以用粘度来衡量。
测定方法: 1)毛细管法:将样品放入管内并使之充满液体,然后再逐滴加入毛细管中,当悬浮液呈现浑浊时,继续加入毛细管,直至出现明显的颜色分层时,则该悬浮液的浓度最大; 2)薄膜覆盖法:将试样制成平板,将一张薄膜覆盖在平板上,用另一张薄膜盖在上面,使二者连成一个封闭体系。
待封闭体系自行凝固,静置片刻后取下,观察到有无色分层。
这两种方法都需要仪器设备。
乳浊液的聚沉或絮凝乳浊液是由许多小液滴所组成的。
它们的大小通常是几十微米至几百微米,有时还会超过一千微米。
由于其表面积大,对电解质有很强的吸附力,因而不易沉降。
胶体的聚沉或絮凝作用,就是利用胶体粒子大小的差别。
当颗粒小于100nm时,它们的直径大约在几百纳米左右。
当颗粒大于100nm 时,直径往往大于1000nm。
当粒子表面被电解质所包围,即具有胶粒电性时,这些微粒对电解质起了反吸附作用,使胶体脱稳。
当粒子所带的电荷与电解质所带的电荷相反,胶体也会从溶液中析出。
盐析、晶种法、分子筛和硅胶分子筛等都是可用的方法。
加入电解质的目的,就是使溶液中的电解质聚集,形成均匀分散的胶粒,然后经过聚沉或絮凝过程将胶粒沉淀,分离出来。
除了利用胶体粒子的聚沉或絮凝作用外,电泳、静电沉淀、阳极溶出、磁性分离、选择性沉淀、离子交换以及透析等,也都可以应用。
高分子溶液的粘度由于高分子溶液粘度较大,沉降速度较慢,若不加入某种物质,可使高分子溶液稳定在某一低的高度,在这个位置上,不论搅拌或加入什么物质,高分子溶液的粘度不再发生显著变化,这种现象叫做高分子溶液的稳定性。
第五章胶体的稳定性分解
![第五章胶体的稳定性分解](https://img.taocdn.com/s3/m/f2e714ab80c758f5f61fb7360b4c2e3f57272522.png)
第五章胶体的稳定性分解胶体是由固体颗粒或液滴分散在连续相中而形成的混合物。
在胶体中,颗粒或液滴的尺寸通常在1纳米至1微米之间,介于溶液和悬浮液之间。
在自然界和工业中,我们经常可以观察到各种胶体,如乳液、凝胶和泡沫等。
胶体的稳定性是指胶体系统维持稳定状态的能力,即颗粒或液滴分散均匀,并且不易聚集和沉降。
胶体的分解是指胶体系统中颗粒或液滴发生聚集而失去稳定性的过程。
胶体分解的原因有很多,最常见的原因是颗粒之间的吸引力增强,导致聚集现象的发生。
颗粒之间的吸引力可以通过静电作用、范德华力、亲水性或疏水性相互作用等来实现。
当这些吸引力超过分散力时,胶体就会发生分解。
胶体的分解会导致胶体体系不均匀,颗粒或液滴会聚集成大块或沉降到容器底部。
为了维持胶体的稳定性,我们可以采用一些方法来防止胶体的分解。
常见的方法包括添加稳定剂、控制环境条件和调节胶体粒径。
添加稳定剂是最常用的方法之一、稳定剂可以降低颗粒或液滴之间的吸引力,从而有效地抑制聚集的发生。
常见的稳定剂包括表面活性剂、胶体保护剂和电解质等。
表面活性剂是一类能够吸附在颗粒或液滴表面的物质,通过形成电荷屏障或分散剂层来降低吸引力,从而使颗粒或液滴保持分散状态。
胶体保护剂是一类能够与颗粒或液滴表面发生化学反应的物质,形成一层稳定的保护膜来防止聚集的发生。
电解质可以通过改变胶体系统中的离子浓度,从而改变颗粒或液滴表面的电荷性质,进而影响吸引力的大小。
控制环境条件也是维持胶体稳定性的重要方法之一、环境条件的改变可以直接影响颗粒间的吸引力和分散力之间的平衡。
例如,温度的变化会改变胶体中颗粒或液滴的热运动速度,从而影响颗粒之间的碰撞频率和能量大小。
pH值的变化则会改变胶体中颗粒或液滴的表面电荷,进而影响吸引力的大小。
通过控制环境条件,我们可以调节各种力的平衡,从而更好地维持胶体的稳定性。
此外,调节胶体粒径也是维持胶体稳定性的一种方法。
胶体粒径的大小直接影响胶体中颗粒或液滴之间的相互作用力。
胶体相关的知识
![胶体相关的知识](https://img.taocdn.com/s3/m/2274f41fbdd126fff705cc1755270722182e5969.png)
胶体相关的知识胶体是一种特殊的物质,其有着独特的物理和化学性质。
本文将介绍胶体的定义、分类、特性以及在生活中的应用。
一、胶体的定义胶体是指由两种或两种以上的物质组成的体系,其中一种物质以微细颗粒形式分散在另一种物质中。
胶体中的颗粒大小通常在1纳米(nm)到1微米(μm)之间。
胶体的颗粒可以是固体、液体或气体。
二、胶体的分类根据胶体的组成和性质,可以将胶体分为溶胶、凝胶和乳胶三种类型。
1. 溶胶:溶胶是由固体颗粒分散在液体中形成的胶体。
在溶胶中,固体颗粒的大小小于1μm,并且不会沉淀或沉降。
2. 凝胶:凝胶是由三维网络结构组成的胶体。
凝胶的固体颗粒大小通常大于1μm,具有一定的弹性和可逆性,可以保持形状。
3. 乳胶:乳胶是由液体颗粒分散在液体中形成的胶体。
乳胶中的液体颗粒大小通常在0.1μm到1μm之间,具有较高的稳定性。
三、胶体的特性1. 分散性:胶体的颗粒可以均匀地分散在分散相中,不会沉降或沉淀。
2. 稳定性:胶体具有一定的稳定性,即使在外界作用下也不易发生相互聚集或分离。
3. 光学性质:胶体颗粒的大小与光的波长相近,因此胶体对光的散射作用较强,呈现出乳白色或半透明的特点。
4. 流变性:由于胶体中颗粒的作用力,胶体表现出一定的流变性,即具有液体和固体的特性。
5. 电性:胶体中的颗粒带有电荷,因此胶体可以受到电场的影响,呈现出电泳和电沉降的现象。
四、胶体的应用胶体在生活中有着广泛的应用,以下列举几个例子:1. 日常护肤品:乳液、面霜等护肤品中的乳胶能够使得产品更易于涂抹,更好地吸收,从而起到保湿和滋润的作用。
2. 医药领域:通过调控胶体的性质,可以制备出具有特定功能的药物载体,用于靶向治疗、缓释药物等。
3. 食品工业:胶体在食品工业中的应用广泛,如乳酸菌饮料中的乳胶、酸奶中的凝胶等。
4. 环境保护:利用胶体的分散性和稳定性,可以制备出高效的吸附材料,用于处理废水、废气等环境污染物。
5. 新能源材料:胶体在太阳能电池、燃料电池等新能源材料中的应用,能够提高能量转化效率和储存性能。
胶体的概念分类特征
![胶体的概念分类特征](https://img.taocdn.com/s3/m/9d2e30d0dbef5ef7ba0d4a7302768e9950e76e71.png)
胶体的概念分类特征胶体是一种处于两相之间的混合体系,由微粒(也称为胶体颗粒)分散在连续介质(也称为分散介质)中构成。
胶体具有特殊的物理化学性质,其粒径通常在1-1000纳米范围内,介于溶液和悬浮液之间。
在胶体中,微粒的分散状态决定了其独特的特征和行为。
以下将对胶体的概念、分类和特征进行详细阐述。
一、胶体的概念和基本特征:1. 概念:胶体是由微粒分散在连续介质中的混合体系,微粒的大小范围在纳米至微米级别。
胶体中的连续介质可以是气体、液体或固体,而微粒可以是无机物、有机物或生物物质等。
胶体的形成是由于微粒与介质之间的相互作用力和表面特性的影响。
2. 分散相和分散介质:胶体的微粒是分散在连续介质中的,微粒被称为分散相,连续介质被称为分散介质。
分散相的形态可以是固体、液体或气体,而分散介质常见的是液体。
分散相和分散介质之间的作用力决定了胶体颗粒的分散状态和稳定性。
3. 胶体粒子的大小:胶体粒子的大小一般在1-1000纳米的范围内,小于1纳米的粒子称为分子胶体。
胶体粒子的尺寸决定了其表面积和界面活性,也影响着胶体的光学、电学、磁学和力学性质。
4. 胶体的稳定性:胶体稳定性是指胶体颗粒在分散介质中的分散状态的持久性。
稳定的胶体指颗粒保持分散状态,不会迅速沉淀、聚集或凝胶,而不稳定的胶体则容易发生颗粒聚集和沉淀。
胶体的稳定性受到表面电荷、间隙电解质、溶剂性质、温度等因素的影响。
5. 光学性质:胶体颗粒的尺寸与光的波长相近,因此能够发生散射和吸收现象。
这使得胶体呈现出特殊的颜色和光学效应。
例如,胶体溶液呈现出混浊的外观,墨水的黑色和乳液的白色就是胶体溶液的典型例子。
6. 电学性质:胶体中的微粒带有电荷,并且可以在电场的作用下发生迁移。
胶体中的电荷分布和电荷间的相互作用力决定了胶体的稳定性,也使得胶体具有电泳、固体电解质效应等特殊电学性质。
二、胶体的分类:根据分散相的形态和分散介质的性质,胶体可以分为以下几类:1. 溶胶:溶胶是由固体微粒分散在液体分散介质中。
胶体的定义高一化学知识点
![胶体的定义高一化学知识点](https://img.taocdn.com/s3/m/359c604a78563c1ec5da50e2524de518964bd339.png)
胶体的定义高一化学知识点胶体的定义是高一化学课程中的一个重要知识点。
胶体是一种特殊的物质状态,介于溶液和悬浮液之间。
在胶体中,微粒的大小介于溶液中的分子和悬浮液中的颗粒之间。
一、胶体的组成胶体由两个基本部分组成:连续相和分散相。
连续相是胶体组成中占据主导地位的物质,常为液体。
分散相是被分散在连续相中的微粒,常常是固体或液体。
二、胶体的分类根据连续相和分散相的不同,胶体可以分为凝胶、溶胶和乳胶三种基本类型。
1. 凝胶凝胶是一种具有三维空间网络结构的胶体。
在凝胶中,连续相是液体,而分散相则形成了一个固体的网状结构。
凝胶的例子包括明胶、硅胶等。
溶胶是一种固体微粒分散在液体中的胶体。
在溶胶中,连续相是液体,而分散相是固体微粒。
常见的溶胶有胶体金溶液、银溶胶等。
3. 乳胶乳胶是液体微粒分散在液体中的胶体。
在乳胶中,连续相和分散相都是液体。
牛奶就是一个常见的乳胶。
三、胶体的特性胶体具有一些独特的物理和化学特性,而这些特性是由于其微粒大小和表面性质造成的。
1. 稳定性胶体具有较高的稳定性,即微粒不易沉淀或聚集。
这是由于胶体微粒的表面带有电荷,使得微粒之间发生排斥导致的。
当两个带有同种电荷的微粒相互靠近时,它们之间的相互斥力会阻止它们的聚集。
由于胶体微粒的尺寸与可见光波长相当,当光通过胶体时,会发生散射。
这种散射使胶体呈现出特殊的光学效应,如乳光现象。
3. 水合性许多胶体微粒表面带有亲水基团,使得它们与水分子之间发生相互作用。
这种水合性使得胶体能够在水中稳定存在,并且能够吸附水分。
四、胶体的应用胶体具有广泛的应用领域。
以下是一些常见的应用:1. 食品工业胶体在食品工业中被广泛应用,如明胶用于制作果冻、冻糕等食品,乳胶用于制作巧克力、奶油等。
2. 药物制剂许多药物制剂中含有胶体。
这是因为胶体能够保护药物分子,延长其在体内的作用时间。
3. 化妆品胶体在化妆品中起着很重要的作用。
乳液、凝胶等化妆品中的胶体可以使得化妆品更易于使用和涂抹,并且对皮肤具有保湿作用。
胶体稳定性的DLVO 理论
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65胶体稳定性的DLVO 理论胶体(憎液溶胶)是一个高度分散的系统,它有很大的表面自由能,且具有自发降低表面自由能的倾向,这就是说,在本质上,憎液溶液胶属于热力学不稳定系统。
某些物理条件的改变,特别是电解质的加入,会显著地影响它的稳定性,使它聚集而沉淀。
早在一个世纪前,Schulze(舒尔茨)和Hardy(哈迪)就经验发现,异号离子的电荷数对溶胶的聚沉影响很大。
电荷数(价数)愈高,聚沉能力愈大。
如果将使溶胶聚沉的电解质最低浓度称为聚沉值,则一价、二价和三价异号离子的聚沉值之比约为66)31(:)21(:1,这个规律称为Schulze —Hardy 规则。
怎样解释这个规则,就成了胶体稳定性理论必须面对的首要任务。
直到上个世纪的四十年代,这个问题才被两位前苏联学者Дерягин(杰里亚金)、Ландау(朗道)和两位荷兰学者Verwey(弗威)和Overbeek(奥弗比克)所解决,因此,称为DLVO 理论。
本专题就专门来介绍这个理论。
鉴于理论是建立在数学解析的基础上,下面的介绍只取推导的结果,而将介绍的重心放在物理意义上。
1.DLVO 理论这个理论完全着眼于溶胶粒子的作用势能与粒子间距的关系。
认为粒子间存在着两个相互制约的作用力,一是van der Waals 引力,它要使粒子兼并而聚沉。
另一是扩散双电层重迭所引起的静电斥力,它是维护溶胶稳定的原因。
因此,溶胶是否能够相对地稳定就取决于这两种力谁占据优势,DLVO 理论的首要任务便是分别计算粒子之间的引力和斥力势能与粒子间距的定量关系。
(1) 粒子间的van der Waals 引力势能如所周知,分子之间是存在短程的van der Waals 引力的,这种力的大小与分子间距的7次方成反比。
它包括分子间的偶极—偶极作用,偶极与诱导偶极的作用和分子间的色散作用。
后者亦称London 力,在胶体中常常起着主要的作用,量子力学算得,London 力的引力势能与分子间距的关系可由下式表示662A 43−−−=−=x x h V βνα (65-1) 式中h 为Planck 常数, ν为分子的特征振动频率,α为分子的极化率,x 为分子间距,负号表示吸引。
胶体与界面化学基础
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胶体与界面化学基础胶体与界面化学是化学领域中一个重要的分支,研究物质在界面上的性质和相互作用规律。
胶体与界面化学的基础知识对于理解许多自然现象和工程应用具有重要意义。
本文将介绍胶体与界面化学的基础概念、性质和应用。
一、胶体与界面化学基础概念1. 胶体的定义胶体是一种特殊的物质状态,介于溶液和悬浊液之间。
在胶体中,微粒的直径一般在1纳米到1000纳米之间,微粒称为胶体粒子。
胶体粒子可以是固体、液体或气体,分散在另一种物质中形成胶体溶液。
2. 胶体的分类根据胶体粒子和分散相之间的相互作用力的不同,胶体可以分为溶胶、凝胶和乳胶。
溶胶是胶体中的固体颗粒与溶剂之间的相互作用力较弱,凝胶是胶体中的固体颗粒与溶剂之间的相互作用力较强,乳胶是胶体中的液体颗粒分散在另一种液体中。
3. 界面化学的定义界面化学是研究物质在界面上的性质和相互作用规律的科学。
界面是两种不同相之间的分界面,如固体与液体、液体与气体之间的交界面。
界面化学主要研究表面张力、界面活性剂、胶体稳定性等问题。
二、胶体与界面化学的性质1. 表面张力表面张力是液体表面上的分子间相互作用力导致的表面的收缩趋势。
表面张力使得液体表面呈现出尽可能小的表面积,形成球形。
表面张力的大小与液体的种类和温度有关。
2. 界面活性剂界面活性剂是一类能够降低界面张力的化合物,可以在两种不相溶的相之间形成稳定的界面。
界面活性剂的分子结构一般含有亲水性和疏水性基团,可以在水和油之间起到乳化、分散、润湿等作用。
3. 胶体稳定性胶体稳定性是指胶体溶液中胶体粒子不发生聚集和沉降的性质。
胶体稳定性受到溶质浓度、溶剂性质、温度等因素的影响。
胶体稳定性的研究对于工业生产和生物医药领域具有重要意义。
三、胶体与界面化学的应用1. 工业生产胶体与界面化学在工业生产中有着广泛的应用,如乳化液体、稳定乳液、表面活性剂的应用等。
界面活性剂在油田开发、油漆涂料、食品加工等领域发挥着重要作用。
2. 生物医药在生物医药领域,胶体与界面化学的研究应用也十分广泛,如纳米药物载体、胶体药物制剂、生物膜的研究等。
化学中胶体知识点总结
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化学中胶体知识点总结一、胶体的定义和性质1. 胶体的定义胶体是由两种或多种物质组成的混合物,其中至少有一种物质分散在另一种物质中形成胶体颗粒。
这些颗粒的直径范围在1~1000纳米之间,与溶液中的溶质颗粒直径相当。
2. 胶体的性质(1)悬浮性:胶体颗粒在溶剂中形成悬浮系统,不会很快沉淀下来。
(2)分散性:胶体颗粒的分散程度较高,不容易团聚。
(3)不可过滤性:胶体颗粒的大小与溶质颗粒相近,不容易通过过滤器。
(4)光学性质:胶体颗粒对光有一定的散射和吸收作用,显示出乳白或彩色。
(5)电性质:胶体颗粒可以带电,形成电性胶体。
(6)表面效应:胶体颗粒的表面活性较高,与外界有较强的相互作用。
二、胶体的形成和稳定1. 胶体的形成胶体的形成是由于两种或多种物质之间的相互作用所导致的。
常见的胶体形成方式包括:(1)机械法:通过机械方式混合两种或多种物质而形成的胶体。
(2)凝聚法:由于凝聚或凝聚抑制作用导致的胶体形成。
(3)化学法:由化学反应而形成的胶体,如溶胶凝胶法。
2. 胶体的稳定胶体颗粒在溶液中往往会因为分散力和聚合力的作用而发生团聚,影响胶体的稳定性。
为了稳定胶体颗粒,通常采用以下方法:(1)增加分散剂:通过增加分散剂的使用量来提高胶体颗粒的分散性。
(2)控制电荷:通过改变胶体颗粒的表面电荷来调控其相互作用,从而提高稳定性。
(3)控制溶液条件:通过调节溶液的pH值、温度等条件来影响胶体颗粒的稳定性。
三、胶体的分类1. 根据分散介质的性质,胶体可分为溶胶、凝胶和胶体溶液。
溶胶是指液体中形成的胶体,凝胶是指固体中形成的胶体,胶体溶液是指固体和液体相混合形成的胶体。
2. 根据胶体颗粒的大小,胶体可分为溶胶胶体(颗粒直径小于1纳米)、胶体(颗粒直径1~1000纳米)和胶束(颗粒直径大于1000纳米)。
3. 根据分散相和连续相之间的互作用,胶体可分为溶胶性胶体和胶凝性胶体。
溶胶性胶体是指分散相和连续相间的互作用力比较弱,易于分散;胶凝性胶体是指分散相和连续相间的互作用力比较强,不容易分散。
胶体知识点总结
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胶体知识点总结一、胶体的定义胶体是一种由两种或两种以上物质组成的溶液态体系,其中一种物质分散在另一种物质中,形成稳定的悬浮体系。
在胶体中,分散相的粒子大小介于溶液和悬浮物之间,一般为1-1000纳米。
此外,胶体的分散相不会在溶剂中沉淀或沉降,而是形成了均匀的悬浮状态。
二、胶体的性质1. 蓬松性:胶体中的分散相颗粒之间存在着较大的间隙,因此具有较大的比表面积,具有较高的比表面积,这使得胶体具有良好的吸附性和保水性。
2. 不透明性:由于胶体中的分散相颗粒呈胶束状态或乳状分布,在光线照射时会散射光线,导致胶体呈乳白色或浑浊状态,因此呈半透明或不透明状态。
3. 稳定性:胶体具有一定的稳定性,分散相颗粒之间存在着静电作用力、分子作用力或物理交联作用力等,这些力使分散相颗粒保持在溶剂中不沉淀、不融合,形成较长时间的稳定分散体系。
三、胶体的分类根据溶剂和分散相的性质,胶体可以分为溶胶、凝胶和气溶胶:1. 溶胶:指溶剂为液体,分散相为固体或液体的胶体。
例如:银胶体、铁胶体等。
2. 凝胶:指溶剂为液体,分散相为固体或液体的胶体。
例如:硅胶、胶凝体等。
3. 气溶胶:指溶剂为气体,分散相为固体或液体的胶体。
例如:烟雾、大气悬浮颗粒等。
根据分散相颗粒的大小,胶体可以分为溶胶、胶凝体和胶束:1. 溶胶:分散相颗粒的大小在1-1000纳米左右,分散相颗粒保持在溶剂中分散,并不沉淀。
2. 凝胶:分散相颗粒的大小在1000纳米以上,分散相颗粒呈现三维网状结构,具有一定的机械强度和弹性。
3. 胶束:分散相颗粒的大小在1-100纳米左右,分散相颗粒在溶剂中形成聚集体,被表面活性剂包裹,形成微小胶束结构。
四、胶体的制备方法1. 沉淀法:通过溶剂中的化学反应,产生较小的固体颗粒,形成溶胶胶体体系。
2. 微乳法:利用表面活性剂在水/油界面上形成胶束结构,形成微乳液,再通过调节条件使小的胶束结构聚集形成凝胶体系。
3. 破碎法:通过超声波、搅拌等方式对块大颗粒进行破碎,形成分散相颗粒较小的胶体体系。
胶体化学中的胶体颗粒与胶体稳定性
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胶体化学中的胶体颗粒与胶体稳定性胶体化学是一门用于研究胶体系统的分散、吸附和稳定性的科学。
胶体颗粒是这个领域中的基本单元。
在本文中,我们将深入探讨胶体颗粒和胶体稳定性的概念,以及相关的应用。
1. 胶体颗粒的定义胶体颗粒可以被定义为直径在1纳米到1微米之间的粒子,它们被悬浮在溶液中。
这些粒子的大小足够小,使得它们不能通过滤纸,但在光学显微镜下仍然可以观察到。
胶体颗粒可以是不同的化学物质,包括无机和有机物质。
例如,金属,二氧化硅,胶体银等。
这些粒子一般是由于表面的吸附或形成胶体,通过固体粉末的分散和乳化剂的辅助下形成。
2. 胶体稳定性的概念胶体稳定性指的是保持胶体颗粒均匀分布在溶液中的能力。
这个过程中,粒子之间的排斥力和吸引力的平衡非常重要。
不稳定的胶体颗粒会聚集在一起,形成沉淀和凝胶。
稳定胶体颗粒有两种类型:静电稳定和机械稳定。
静电稳定指的是通过带电荷的粒子之间的排斥力来维持稳定。
机械稳定指的是通过液体流动和分散体积来维持稳定。
3. 胶体化学的应用胶体化学的应用十分广泛。
其中一些应用如下:3.1 医学在医学中,胶体颗粒被用于制成药物的载体。
通过精细控制胶体颗粒的大小,形状和表面性质,可以控制药物的释放速度和吸收。
3.2 食品工业胶体颗粒被广泛用于食品工业中。
一些例子包括饮料,调味品和乳制品。
通过胶体化学技术,可以改变食品的质地和口感。
3.3 工业应用在工业应用中,胶体颗粒可以用于涂料和油漆的生产中。
通过粒径、形状控制,可以调节涂料的光学性能、抗污染性能,还可以增强涂料的耐候性和防水性。
3.4 环境科学胶体颗粒在环境科学中也有重要的应用。
例如,它们可以被用于处理废水和切割油污。
此外,研究人员还使用胶体颗粒来探索污染物在河流、海洋和海底的传输和生物富集过程。
在总结中,胶体颗粒和胶体稳定性是胶体化学的核心概念。
通过这些概念的应用,我们可以真正的理解和利用这些微小的颗粒。
除了本文中提到的领域,胶体化学还有着其他重要的应用,如燃料电池、润滑油添加剂和纳米材料的生产等。
胶体稳定性理论的研究
![胶体稳定性理论的研究](https://img.taocdn.com/s3/m/d2470678842458fb770bf78a6529647d2728349b.png)
胶体稳定性理论的研究胶体稳定性是一个重要的研究领域,涵盖了许多不同的学科,包括化学、物理、生物学等。
在这个领域内,研究人员们致力于探究一些复杂的现象和机制,例如胶体粒子的聚集和分散、表面吸附以及粒子间的相互作用等。
这些研究对于我们了解和掌握胶体物理和化学方面的知识具有重要意义。
胶体是一种非常特殊的物质,由一个或多个物质在水或其他介质中分散而成。
胶体粒子通常具有十分微小的尺寸和非常大的比表面积,其粒径大小通常在1 - 1000纳米之间。
胶体物质的悬浮液是由胶体粒子和介质的溶液所混合而成,呈现出特殊的物理和化学特性。
对于许多工业和生物领域,如医学、建筑材料、土壤改良、食品工业等,胶体物质都具有十分重要的应用价值。
胶体物质的稳定性是胶体物理和化学领域的一个重要问题。
胶体粒子之间的相互作用和表面活性物质的存在,使得胶体物质总是趋于聚集或分散。
一个稳定的胶体体系,其胶体粒子处于分散状态,而不会因聚集使体系分层或沉降。
相反,非稳定的胶体体系则会因为聚集而失去平衡,导致体系的物理和化学性质发生变化。
胶体稳定性的理论和实践研究已经持续数十年。
研究人员们通过数学模型和实验研究,探讨了许多胶体粒子的相互作用机制和表面吸附现象。
其中一个思想,被称为DLVO理论,已经成为了胶体稳定性研究领域的一个标志性成果。
DLVO理论是由Derjaguin、Landau、Verwey和Overbeek四位科学家于1940年代初提出的。
该理论依据胶体粒子间的电双层和范德华力的相互作用,解释了胶体粒子的远距离相互作用和稳定性。
DLVO理论先是通过计算胶体粒子的电双层能力,量化了同种带电粒子之间的相互斥作用力和异种带电粒子之间的相互吸引作用。
然后,DLVO理论通过加入范德华力计算粒子之间的吸引作用。
这个理论的总和可以用来预测胶体粒子之间的相对稳定性和倾向于聚集或分散的方向。
虽然已经有了成熟的胶体稳定性理论,但是研究人员们在不断发现新的现象和机制,以深入理解胶体物质和真实世界中包含的复杂性。
看待胶体和非胶体稳定性的物理原因
![看待胶体和非胶体稳定性的物理原因](https://img.taocdn.com/s3/m/262f71f36037ee06eff9aef8941ea76e58fa4a04.png)
看待胶体和非胶体稳定性的物理原因近年来,胶体和非胶体稳定性成为了物理学的研究热点,而其背后的物理原因是什么呢?在本文中,我们将探讨这个问题。
一、什么是胶体和非胶体在物理学中,胶体是指由两种或多种互不溶解的物质构成的混合物。
其中一种物质是细小颗粒状的,称为分散相;另一种物质是连续的,称为分散介质。
胶体的分散相颗粒大小在1nm ~ 1μm之间,比分子小,又比巨观颗粒大,易受到环境变化的影响。
而非胶体,指的是粒子大小在1~100nm之间,比分散相大但比分子小,也易受到环境变化的影响。
二、胶体稳定性的物理原因胶体中分散相的稳定性通常是与分散介质的化学性质有关的。
当两种物质互相作用时,它们的凝聚力会增强,而分散力会减小。
因此,分散相就会向着凝聚的方向运动,形成细小的簇,最终凝聚成巨观颗粒。
而为了防止胶体凝聚,科学家们会在分散相和分散介质中添加助剂,如胶体稳定剂或表面活性剂。
这些助剂能够促进分散相颗粒之间的相互作用,阻碍其凝聚,使胶体保持着长期稳定。
实际上,除了添加助剂,还有一些其他的物理文化,可以让胶体保持着稳定的趋势。
其中最为重要的是:分散相颗粒的壁厚度。
在不同环境中,分散相颗粒与分散介质之间的交互作用会产生电荷,使得颗粒表面具有静电吸引或静电排斥的趋势。
而每个颗粒表面的电荷数量,取决于颗粒的壁厚度。
当颗粒的壁厚度较薄时,分散相颗粒的表面电荷会变少,从而增加了凝聚的趋势。
而当壁厚度较厚时,分散相颗粒的表面电荷就相对增多,凝聚趋势就相应减少。
此外,颗粒在水中的稳定性也与溶液的离子强度有关。
在高离子浓度的环境中,离子会与表面带电的颗粒吸附并中和颗粒表面的电荷,这就会提高颗粒之间的凝聚 tendency。
三、非胶体稳定性的物理原因与胶体不同,非胶体稳定与粒子间的几何方效应有关。
通常,当粒子大小小于一定值,就难以在空气中萃取出单个的粒子,这个小值称为气溶胶尺寸。
而因为非胶体粒子的大小只有1 ~ 100纳米,所以非胶体稳定性主要取决于两个物理文化:表面和溶剂。
胶体稳定性简介
![胶体稳定性简介](https://img.taocdn.com/s3/m/dcd0892a78563c1ec5da50e2524de518964bd3da.png)
胶体稳定性简介胶体稳定性一、胶体的分类所谓胶体是一种分散质粒子直径介于粗分散体系和溶液之间的一类分散体系,其值通常在1nm—100nm之间,这是一种高度分散的多相不均匀体系。
按分散剂的不同可分为气溶胶、固溶胶、液溶胶;按分散质的不同可分为粒子胶体、分子胶体。
二、胶体的稳定及不稳定性胶体因质点很小,强烈的布朗运动使它不致很快沉降,故具有一定的动力学稳定性;另一方面,疏液胶体是高度分散的多相体系,相界面很大,质点之间有强烈的聚结倾向,所以又是热力学不稳定体系。
一旦质点聚结变大,动力学稳定性也随之消失。
因此,胶体的聚集稳定性是胶体稳定与否的关键。
三、双电层与zeta电位由于分散粒子表面带有电荷而吸引周围的反号离子,这些反号离子在两相界面呈扩散状态分布而形成扩散双电层。
根据双电层理论可将双电层分为Stern层和扩散层。
当分散粒子在外电场的作用下,稳定层与扩散层发生相对移动时的滑动面即是剪切面,该处对远离界面的流体中的某点的电位称为Zeta电位。
即Zeta电位是连续相与附着在分散粒子上的流体稳定层之间的电势差。
四、聚集沉降理论影响因素起聚沉作用的主要是电荷与胶体相反的离子(称为反离子)。
反离子的价数越高,则聚沉效率越高,聚沉值越低。
一价反离子的聚沉值约为25~150,二价的为0.5~2,三价的为0.01~0.1。
聚沉值大致与反离子价数的六次方成反比,这称为舒尔茨-哈代规则。
五、胶体稳定性疏液胶体的稳定性理论通称DLVO理论。
此理论的出发点是:胶体质点间因范德瓦耳斯力而相互吸引,质点在相互接近时又因双电层的重叠而产生排斥作用,胶体的稳定程度取决于上述两种作用的相对大小。
DLVO理论计算了各种形状质点之间的范德瓦耳斯吸引能与双电层排斥能随质点间距离的变化。
在质点相互接近的过程中,如果在某一距离上质点间的排斥能大于吸引能,胶体将具有一定的稳定性;若在所有距离上吸引皆大于排斥,则质点间的接近必导致聚结,胶体发生聚沉。
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电解质
负电溶胶的聚沉值(mmol/L)
As2S3溶胶
Au溶胶
AgI溶胶
实验 平 均 实验 平 均 实 验 平均
值
值
值
值
值
值
LiCl
58
LiNO3
—
NaCl
51
Na NO3
—
KCl
49.5
K NO3
50
55
1/2K 2SO4
65.5
Rb NO3
—
CH 3COOK 110
HCl
31
Ag NO3
—
— — 24 — — 25 24 23 — — 5.5 —
平均值 0.068
0.090
0.090
0.0009 0.0009 0.013
0.013
正电溶胶的聚沉值(mmol/L)
显然,聚沉值大,聚沉能力低;反之,聚沉能力大。
聚沉作用的一些实验规律如下: ⑴Schulze-Hardy规则:起聚沉作用的主要是反离子,反离子价数越 高,聚沉效率也越高。一般地,聚沉值与反离子价数的六次方成反比 。 相同价数的反离子聚沉值虽然相近,但也有差异,其顺序为: Li+ > Na+ > K+ > NH4+ > Rb+ > Cs+ Mg2+ > Ca2+ > Sr2+ > Ba2+ SCN -> I- > NO3-> Br- > Cl- > F- > Ac- >1/2 SO42- 这种顺序称为感胶离子序(Holmeister序)。 Schulze-Hardy规则只是用于惰性电解质,即不与溶胶发生任何特殊 反应的电解质。因此电势决定离子、特性吸附离子等都不应包含在内
电解质
AlCl3 Al(NO3 )3 1/2Al2(SO4 )3 La(NO3 )2 Ce(NO3 )2
Th(NO3 )4
As2S3溶胶
Au溶胶
AgI溶胶
实验值
0.093 0.095 0.096 — 0.080
平均值 0.091
实验 值
— — 0.009 — 0.080
平均值 0.006
实验值
— 0.067 — 0.069 0.069
Hamaker假设:对聚集体的胶体,质点间的相互作用等于它们的各
分子对之间相互作用的加和。由此推导出不同形状粒子间的范德华引
力势能。 两等同球形离子:
VA
Aa 12H
式中,VA为范德华引力势能(为负值);a是球半径;H是两球最短 距离;A是Hamaker常数 。
两平行的等同平板粒子:
VA
A
12D 2
4.1 聚沉作用
胶粒带电荷,由双电层模型知其周围是离子氛。当相 互粒子靠近时,离子氛先发生重叠,因静电斥力而阻止离 子聚沉,使其具有一定的稳定性。如果向溶胶中加入无机 电解质时,会压缩扩散双电层的厚度,降低ζ电势,使粒子 间静电斥力减小,从而使溶胶失去聚结稳定性而发生聚沉。
表征电解质聚沉能力的参数是聚沉值。聚沉值是指在 规定条件下使溶胶聚沉所需电解质的最低浓度,单位是 mmol/L。聚沉值与测定条件有关,所以只能对相同条件的 结果进行对比。下面的表给出了一些体系的聚沉值。
当ζ电势绝对值低于临界值(30mV左右)时,溶胶就聚沉; 高于此值时,体系稳定。
⑷溶胶的相互聚沉:两种电性相反的溶胶混合时可发生相互聚沉作用 。聚沉的程度与两胶体的比例有关,在等电点附近沉淀最完全,比例 相差很大时,聚沉不完全或不发生聚沉。相互聚沉的原因可能是:① 两种胶体的电荷相互中和;②两种胶体的稳定剂相互作用形成沉淀, 从而破坏胶体的稳定性,使两个同电性的溶胶发生聚沉。
⑵同号离子的影响:一些同号离子,特别是高价离子或有机离子, 在胶粒表面特性吸附後,可降低反离子的聚沉作用,从而对溶胶有稳 定作用。如对As2S3负溶胶,KCl的聚沉值是49.5,硝酸钾是50,甲酸 钾是85,乙酸钾是110,1/3柠檬酸钾是240。
⑶不规则聚沉:少量电解质使溶胶聚沉,电解质浓度高时沉淀又重 新分散成溶胶,浓度再高时,又使溶胶聚沉。这就是不规则聚沉。它 多发生在高价反离子或有机反离子作聚沉剂时的情况。不规则聚沉可 通过反离子对胶粒ζ电势的影响来解释,见下图示。
式中,D是两板间距。
上两式表明,VA随距离的增大而下降。 Hamaker常数A是一个重要的参数,它与粒子性质有关,是物质的
Au溶胶
AgI溶胶
实验 平 均 实验 平 均 实 验 平均
值
0.72
—
—
—
—
2.60
0.81
—
—
0.65
0.41
—
—
—
2.4
0.635
—
—
—
0.69 —
0.38 2.38
2.43
0.69
0.35
—
—
—
2.26
0.685
—
—
—
—
2.5
0.64
0.28
3.15
—
0.015
—
—
0.002
2.43
—
165
—
140
—
136
142
—
126
—
—
0.01
电解质
MgCl 2 Mg(NO3 )2 Mg SO4 CaCl 2 Ca(NO3 )2 SrCl2 Sr(NO3 )2 BaCl2 Ba(NO3 )2 ZnCl2 Zn(NO3 )2 UO2(NO3 )2 CuSO4 Pb(NO3 )2
As2S3溶胶
⑸Burton-Bishop规则:溶胶的浓度也影响电解质的聚沉值。通常对一 价反离子,溶胶稀释时聚沉值增加;对二价反离子,不变;对三价反离 子,降低。这就是Burton-Bishop规则。
4.2 DLVO理论
前 苏 联 学 者 Derjaguin 和 Landau ( 1941 ) 与 荷 兰 学 者 Verwey 和 Overbeek(1948)分别独立提出胶粒之间存在范德华吸引势能和双电层
第五章 胶体的稳定性
溶胶是高分散多相体系,有巨大的界面能,因而是热 力学不稳定体系。
粒子间有相互聚结而降低其界面能的趋势,这称为聚 结不稳定性。另一方面,由于粒子极小,强烈的布朗运动 阻止粒子在重力场中的沉降,这又是动力学的稳定性。所 以,稳定的溶胶必须同时具有聚结稳定性和动力学的稳定 性,其中聚结稳定性更为重要。无机电解质和高分子都对 溶胶的稳定性其中大的影响。通常,把无机电解质使溶胶 沉淀的作用称为聚沉作用;把高分子使溶胶沉淀的作用称 为絮凝作用。通称为聚集作用。
排斥势能,据此对溶胶稳定性进行定量处理,形成了比较完善地解释胶 体稳定性和电解质影响的理论,这就是DLVO理论。
1.胶粒间的范德华引力势能 分子间的范德华引力包括Debye引力(诱导力)、Keesom引力(偶极 力)和London引力(色散力),其大小与分子间距的六次方成反比。
fV = fD+ fK + fL。