油田基础化学——溶胶

在溶胶中加入足够多 的高分子化合物，则会阻 止溶胶的聚沉，称为空间 保护作用。
六、 胶体的制备和净化
1、分散法
(1) 机械分散法 胶体磨 气流粉碎机
(2) 超声波分散法
(多用于制备乳状液）
(3) 电弧法（用于制备金属溶胶）
(4) 胶溶法 Fe(OH)3
加FeCl3
Fe(OH)3 （溶胶）
AgCl
1、乳状液的分类
O/W 型
W/O 型
2、乳化剂或表面活性剂的选择
乳化剂( Emulsifying agent) 为了形成稳定的乳状液所必须加入的第 三组分。 常用的乳化剂有：蛋白质、树胶、磷脂 等天然产物；各种表面活性剂；固体粉末等
乳化剂的作用： (1) 在分散相周围形成保护膜
(2) 降低界面张力
dm dc DA dt dx
dm/dt : 扩散速率(单位时间通过某一截面的胶 粒的质量) D: 扩散系数(单位浓度梯度下在单位时间 内通过单位面积截面的胶粒的质量) A: 胶粒扩散通过截面的面积 dc/dx : 在 x 方向上的浓度梯度
3. 沉降与沉降平衡(sedimentation and sedimentation equilibrium)
SnCl4
加AgNO3或KCl 水解
AgCl （溶胶）
SnO2 (溶胶）
SnO2
加K2Sn(OH)2
2、凝聚法 (1) 化学凝聚法 FeCl3 + H2O
煮沸
Fe(OH)3（溶胶）+ 3HCl As2S3（溶胶）+ 3H2O
As2O3 + 3H2S
2HAuCl4(稀溶液) + 3HCHO（少量）+ 11KOH
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － － －
－ －
－
φ
ζ
－
－ －
反号离子 溶剂分子 扩散层
扩散双电层模型 吸附离子 胶粒表面 紧密层 (离子和溶剂化分子） 反号离子 扩散层
ζ电势： 胶粒表面滑移界面处的电势。 胶粒表面热力学电势φ和电动电势（ζ电势） 的区别： ① 发生在不同的部位； ② 大小不同，一般情况下ζ电势只是热力学 电势的一部分，其绝对值小于φ。
Fajans Rule 具有与胶粒化学组成相同的离子优先被吸附。 例： AgNO3 + KI →AgI + KNO3 若 AgNO3过量，则AgI胶粒吸附Ag＋ 而带正电 若 KI过量，则AgI胶粒吸附I－ 而带负电。
(2) 电离
SiO2 溶胶表面水解 SiO2 ＋ H2O → H2SiO3 若溶液显酸性 H2SiO3 → HSiO2+ + OHOH－进入溶液，而使胶粒带正电 若溶液显碱性 H2SiO3 → HSiO3-+ H+ H＋进入溶液，而使胶粒带负电
③ φ只取决于被吸附的离子和溶胶中的反号 离子的活度,而ζ电势的值还与溶胶中外加 电解质有关。 当溶胶中有外加电解质存在时，可使紧密 层中反粒子浓度增加，扩散层变薄， ζ电 势的绝对值减小，甚至变为零或相反的值。
4.溶胶的胶团结构 K+ AgNO3 + KI →AgI + KNO3 K+பைடு நூலகம்
(AgI)m 胶粒
(2) 高压电法(石油的破乳脱水）
(3) 加入表面活性更强但不能形成保护膜的表 面活性剂(如戊醇、辛醇、十二烷基磺酸钠 等）
(4) 升温法
当溶胶中粒子的密度 大于分散介质的密度 时,在重力作用下,就 会发生沉降.
从而产生由下而上的 浓度梯度
fd fw
f
w
当作用于粒子上的重力 fw 与扩散力fd 相等时,溶胶的浓度梯度不再随时 间而变,称系统达到了沉降平衡。
三、溶胶的电学性质 1. 电动现象 (1) 电泳(electrophoresis) 在外加电场作用下，胶 体粒子在分散介质中定向移 动的现象称为电泳 (+) (-)
(3) 形成双电层
乳化剂对乳状液形成种类的影响：
3、乳状液的转化和破坏
由W/O型乳状液转化成O/W 型乳状液称 为乳状液的转化
一般可以通过加入足量的反型乳化剂的 方法实现乳状液的转化 乳状液的破坏（破乳 Deemulsification )） (1) 机械法 （离心分离、泡沫分离、蒸馏、 过滤等）
(2) 电渗(electro-osmosis) 在外加电场作用下， 分散介质的定向移动现 象称为电渗。
在外加电场作用下， 分散相和分散介质的相 对移动现象统称为电动 现象。 (+) (-)
粘土
2. 胶粒的带电特征
(1) 吸附 由于胶粒颗粒度小,具有巨大的表面能,因此 有吸附分散介质中的离子,以降低其表面能的趋 势。
3. 胶粒的双电层结构
Helmholtz 平板电容器理论 _ + _ + _ + _ + _ + _ + φ
Gouy－Chapman 扩散双电层模型
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ + + _ _ _ _
φ ζ电势
_
_ _ _ _
_
紧密层 扩散层
Stern扩散双电层模型
紧密层（Stern层） 滑移界面（Stern面）
胶体
溶胶（sol) （憎液溶胶） 大分子溶液(亲液溶胶）
憎液溶胶的基本特征：
高度的分散性，多相性，热力学不稳定性
二、溶胶的动力性质 1. 布朗运动(Brownian motion ,1827) 胶体粒子由于分散介 质分子的撞击而引起的不 规则运动。 v
2 . 扩散(Diffusion ) 由于布朗运动的存在,当溶胶中的胶粒存 在浓度梯度时,就会发生扩散.
2. 溶胶的聚沉 (1) 电解质的聚沉作用 在溶胶中加入少量电解质，可以使胶粒吸 附的离子增加，ζ电势提高，增加溶胶的稳定 性，称为稳定剂。 但当电解质的浓度足够大，部分反粒子进 入紧密层，而使ζ电势降低，扩散层变薄，胶 粒之间静电斥力减小而导致聚沉，则称为聚沉 剂。
(2) 溶胶的相互聚沉作用 当两种带相反电荷的溶胶所带电量相等时， 相互混合也会发生聚沉。 (3) 高分子化合物的作用 在溶胶中加入少量高分 子化合物可使溶胶聚沉， 称为敏化作用(絮凝作用)。
KI过量
胶团
胶核
[(AgI)m nI-,(n-x)K+]x- xK+
紧密层 扩散层
胶粒 = 胶核 +被吸附离子 + 紧密层反离子 胶团 = 胶粒 + 扩散层反离子
四、溶胶的光学性质 1、Tyndall Effect
Tyndall 效应是溶胶粒子对光的散射的结果
五、溶胶的稳定与聚沉 1. 溶胶的稳定性 影响溶胶稳定性的因素 (1) 溶胶的动力稳定因素 (2) 胶粒带电的稳定作用 (3) 溶剂化的稳定作用
加热
2Au（溶胶）+ 3HCOOK +8KCl + 8H2O
(2) 物理凝聚法 蒸汽骤冷法
更换溶剂法
3、胶体的净化
(1) 渗析法（电渗析法） (2) （电）超过滤法
12.8 乳状液 ( Emulsion )
一种液体分散在另一种液体中所构成的分 散系统称为乳状液。 乳状液中分散相的粒子直径一般≥100nm.
第九章 溶 胶
第一节 分散系及溶胶的制备
一、分散系 一种或多种物质分散在另一种物质中所构 成的系统称为分散系统。前者称为分散相，后 者称为分散介质。
分散系统的分类： 分 散 系 统
均相分散系统 (溶液、气体混合物）
粗分散系统(d >10-7m) 多相分散系统 胶体( 10-7m > d > 10-9 m)