第三节 溶 胶

H2SiO 3
SiO 2H
2 3

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(三) 胶粒的双电层结构 Fe(OH) 胶团结构可用简式表示如下：
3
Fe(OH) 3 m nFeO
胶核
胶粒

(n x) CI
x

xCI
吸附层
扩散层
胶团
式中，m表示胶核中所含Fe(OH)3的 分子数(约为103左右)，n表示胶核所 吸附的FeO+离子数，n的数值比m小 得多，(n-x)表示吸附层中Cl离子数， X表示扩散中的Cl-离子数。由于n (n x) ,故胶粒带X个单位正电荷。
(二) 扩散 胶粒将从浓度大的区域向浓度小的 区域运动，这种现象称为胶粒的扩散。 浓度差越大，扩散越快。温度愈高溶 胶的粘度愈小，愈容易扩散。 利用胶粒不能透过半透膜这一性质， 可除去溶胶中的小分子杂质，使溶胶 净化，净化溶胶常用方法是透析(或渗 析)。例如，用于尿毒症的“血透”疗法。
(三) 沉降 沉降：分散系中的分散相粒子在重 力作用下逐渐下沉的现象。溶胶的胶 粒较小，质量较轻，沉降和扩散两种 作用同时存在。当沉降和扩散这两个 相反作用的速度相等时，即达平衡状 态，称为沉降平衡。平衡时，底层浓 度最大，但随着高度的增加逐渐降低， 形成了一定的浓度梯度。
达到沉降平衡所需的时间与胶粒的 大小有密切关系，为了加速沉降平衡 的建立，使用超速离心机，可使溶胶 或蛋白质溶液迅速达到沉降平衡。目 前超速离心机广泛用于医学研究中， 以测定各种蛋白质的分子量及病毒的 分离提纯。
三、溶胶的电学性质 (一) 电泳
电泳：在外电场的作用下，胶粒在 介质中定向移动的现象。 从电泳方向可以确定胶粒带有什么 电荷，Fe(OH)3胶粒带正电荷。 正溶胶：大多数金属氢氧化物溶胶 向负极迁移, 胶粒带正电荷。 负溶胶：大多数金属硫化物、硅胶、 金、银等溶胶向正极迁移, 胶粒带负电荷。
聚沉值：使一定量溶胶在一定时间 内完全聚沉所需电解质的最小浓度， 称为该电解质的聚沉值，单位为
mmoI L
1
聚沉能力是聚沉值的倒数，聚沉值
越小，聚沉能力越大。
使溶胶聚沉的电解质有效部分是与 胶粒带相反电荷的离子。实验表明， 与胶粒带相反电荷的同价离子聚沉 能力几乎相等；当反离子的价数增 高时，聚沉能力急剧增加。
例如， NaCI 、 CaCI 、 AICI 三种电解质对 As2S3溶胶（带负电荷）的聚沉能力 的比例为：
2 3
Na : Ca : AI 1: 80 : 500
3

2
2. 加入带相反电荷的溶胶 相互聚沉现象：两种带相反电荷 的溶胶按适当比例混合，也能引起 溶胶聚沉 。 用明矾净水就是溶胶相互聚沉的 实际应用。
一、溶胶的光学性质 1869年物理学家Tyndall发现
产生的原因：溶胶粒子的直径 (1~100nm)略小于可见光波长(400~ 760nm)，光波会环绕着溶胶粒子向 各个方向散射，散射出来的光称为 散射光或乳光。利用丁铎尔现象， 常可以区别溶胶与真溶液、悬浊液 和高分子溶液。
二、溶胶的动力学性质 (一) 布朗运动 1827年，植物学家布朗(Brown) 发现胶粒在介质中作无规则运动。 产生的原因：是由于周围分散介 质的分子从各个方向以不等的力撞击 这些溶胶粒子。因而在每一瞬间粒子 所受到的合力方向不断改变，所以胶 粒处于不断地无秩序运动状态。布朗 运动是溶胶的特征之一。胶粒越小， 运动越快，布朗运动越激烈。
应用： 蛋白质、氨基酸和核酸等物质 的分离和鉴定方面有重要的应 用。例如在临床检验中，应用 电泳法分离血清中各种蛋白质， 为疾病的诊断提供依据。
(二) 胶粒带电的原因 1. 选择性吸附 胶核总是选择性的 吸附与其组成相类似的离子。例如， 用水解法制备Fe(OH)3溶胶时，反 应式为：
FeCl3 3H2O Fe(OH)3 3HCl
3. 加热 很多溶胶加热发生聚沉。 例如，将 As2S3溶胶加热至沸， 就折出黄色的硫化砷沉淀。
四、溶胶的稳定性和聚沉 (一) 稳定性 溶胶，是一个聚结不稳定体系。 具有相对的稳定性，除了胶粒 的布朗运动起到部分稳定作用 外，主要有下面两个原因：
(1) 胶粒带电 带电越多，斥力越 大，胶粒就越稳定。 (2) 水化膜 胶团具有水化双电层结 构，主要方法有下面几种：
(二) 聚沉 使胶粒聚集成较大颗粒而沉淀 的过程 1. 加入电解质 例如在 Fe(OH)3溶胶 中加入少量 K 2SO 4 溶液，析出氢 氧化铁沉淀。
溶液中部分Fe(OH)3与HCl作用，
Fe(OH)3 HCl FeOCl 2H2O FeOCl FeO Cl -
Fe(OH)3胶核就选择性吸附与其 组成类似的FeO+而带正电荷。 2. 表面分子离解 胶核和介质接触后，表面层上的 分子与介质作用而离解，胶核表面 便带相反的电荷。例如硅胶， 可以 2离解为SiO3 和H+: H+扩散到介质中去，而SiO32-留在 胶核表面，结果使胶粒带负电荷。