胶体的稳定性和聚沉作用
第五章 胶体的稳定性
φ粒
d =
A =− D −2 12π
1 D 2
式5 - 3
A为Homaker常数：A = Homaker常数： 常数
ρπ N
M
β
可从相关手册上查得。 可从相关手册上查得。
D为两板间的距离。 为两板间的距离。
ρ：密度
M： M：分子量 N：亚弗加维罗常数 ：
对于球形粒子: 对于球形粒子
φ球
A a =− ⋅ 12 H
即M+:M2+:M3+=100:1.6:0.3≈
1 1 1 ∶ ∶ 1 2 3
6
6
6
聚沉值与离子价数的6次方成反比， schulze聚沉值与离子价数的6次方成反比，即schulze-hardy 规则。除了反离子外，同号离子的性质、 规则。除了反离子外，同号离子的性质、大小均对聚沉值 有影响。 有影响。
4、不规则聚沉 以高价离子或大的反离子作聚沉剂时， 以高价离子或大的反离子作聚沉剂时，由于其在胶体 质点上的强烈吸附。电解质浓度超过聚沉值时， 质点上的强烈吸附。电解质浓度超过聚沉值时，溶胶聚 继续加入电解质， 沉。继续加入电解质，质点吸附大或高价反离子而重新 带电，溶胶分散稳定，再加入电解质， 带电，溶胶分散稳定，再加入电解质，由于反离子作用 使溶胶重新聚沉。 使溶胶重新聚沉。 5、混合电解质的聚沉 ①加和性：电解质的聚沉各自独立，混合电解质的聚沉 加和性：电解质的聚沉各自独立， 是两者的加和。 是两者的加和。 ②对抗性：电解质的聚沉作用相互削弱，混合电解质的 对抗性：电解质的聚沉作用相互削弱， 用比加和性予示的弱。 聚沉作 用比加和性予示的弱。 ③协同效应：电解质的聚沉作用因另一电解质的存在而 协同效应： 加强。 加强。
第五章胶体的稳定性
Ze d P 2 KTn cosh 1 0 KT
式5-8
3、两双电层之间的排斥能
单位面积上的排斥能 R 为
Ze d R pd2d 2 2 n KT cosh 1 dd 0
对斥能峰的高低有较大影响。 ② s 的影响 ， A与 0无关，而 0 随 A 上升而增加，所以 R 2 0 与A相同时，势垒能 s 增加而上升。 泥浆不抗盐是因为电解质对双电层的压缩，使 s下降 ，势垒下降。
R 2 ，所以A与 不变时， ③ 的影响 A与 无关， 0 越小，双电层越厚，势垒越高。
1 1 1 ∶ ∶ 1 2 3
6
6
6
聚沉值与离子价数的6次方成反比，即schulze-hardy 规则。除了反离子外，同号离子的性质、大小均对聚沉值 有影响。
2、离子大小 聚沉值的大小与水化离子半径有一定关系，同价离子、 离子水化半径小，聚沉能力大，水化半径越大，越不易被胶 粒吸附（静电引力越弱），聚沉能力越弱，对一价离子犹其 明显。 高价离子，电荷作用是主要的，离子大小的影响不如一 价离子显著，所以聚沉值的变化范围较小。 大的有机离子，由于与胶粒间强的范德华引力，所以聚 沉能力比同价金属离子要大得多。 C12H25(CH)3N+，对AgI负溶胶的聚沉值为0.01mmol/L。 K+、Na+，对AgI负溶胶的聚沉值分别为135、140mmol/L 若将各离子的聚沉能力按大小排列，则:
讲-第章-胶体的稳定性
斥力势能UR —— 由扩散双电层相互重叠时而产生。
吸力势能UA —— 另一是由分子存在的远程v·d·W力而产生。
UA
Aa 12x
A：为 Hameaker常 a: 为粒子半径
A
( A111/ 2
A1/ 2 22
)2
A11、A22分别为粒子和介质的Hameaker
U
0
F
{x}
C
第一极小
UA∝
1 x
第二极小
图 胶粒间斥力势能、吸力
势能及总势能曲线
2. DLVO对CCCC ∝ 1 / Z6 解释：
根据以上讨论可以知道，当电解质在溶胶中达到 临界聚沉浓度时：
U
UR
UA
BkB2T 2a 2
z2
exp[ H ] Aa
12 H
0
dU dH
U R
亦即
1 ：1 ：1 16 26 36
这一聚沉值与起聚沉作用的离子价数的六次方成反比的 规律被称之为Schulze-Hardy规则。
（2）具有价数相同的离子，它们的聚沉能力也不相同。
相同价数的阳离子聚沉带负电荷的溶胶时，聚沉能力有 如下顺序：
H+ > Cs+ > Rb+ > NH4+ >K+ > Na+ > Li+
胶体的稳定性和聚沉作用
电解质的聚沉作用
聚沉值 使一定量的溶胶在一定时间内完全聚沉所需电解质的最小浓度。是衡 量电解质聚沉能力的重要指标。
聚沉能力
聚沉值越大的电解质，聚沉能力越小；反之，聚沉值越小的电
解质，其聚沉能力越强。
2021/11/3
电解质的聚沉作用
电解质的聚沉能力主要决定于与胶粒带相反电荷的离子的电荷数（价数），电荷数 （价数）越高，聚沉能力越强。研究表明电解质的聚沉值与异电性离子价数的六次方成 反比，这就是价数规则（Schulze-Hardy规则）。
2021/11/3
溶胶的稳定性
抗聚结稳定性 胶粒之间有相互吸引的能量Va和相互排斥的能量Vr，总作用能 为 Va+Vr。如图所示：
当粒子相距较大时，主要为 吸力，总势能为负值；当靠近 到一定距离，双电层重叠，排 斥力起主要作用， 势能升高。要使粒子聚结必须 克服这个势垒。
2021/11/3
影响溶胶稳定性的因素
溶胶的稳定性
动力学稳定性 由于溶胶粒子小，布朗运动激烈，在重力场中不易沉降，使溶胶具有 动力稳定性。
胶体能保持一定的稳定，主要是由于胶粒带有相同符号的电荷，胶粒之间有静电斥 力，阻止了它们互相接触而聚合成较大的颗粒；另一方面，胶粒较小，布朗运动激烈， 吸附在胶粒表面的离子都能水化，在胶粒表面形成一层水化膜，也能阻止胶粒的聚集。 同时，布朗运动也降低了胶体沉降的趋势，从而使胶体能够保持均匀稳定。
胶体聚沉胶体的稳定性和聚沉作用
胶体聚沉胶体的稳定性
和聚沉作用
胶体的稳定性和聚沉作用
摘要：化学物品胶体已经广泛应用于现代生活，了解胶体的
稳定性和聚沉作用对于我们高效利用有很大帮助。
关键词：稳定性胶体聚沉电解质
溶胶的稳定
根据胶体的各种性质。溶胶稳定的原因可归纳为:
（1）溶胶的动力稳定性
胶粒因颗粒很小，布朗运动较强，能克服重力影响不下沉而
保持均匀分散。这种性质称为溶胶的动力稳定性。影响溶胶动力稳定性的主要因素是分散度。分散度越大，颗粒越小，布朗运动越剧烈，扩散能力越强，动力稳定性就越大，胶粒
越不溶易下沉。此外分散介质的粘度越大，胶粒与分散介质的密度差越小，溶胶的动力稳定性也越大，胶粒也越不溶易下沉。
(2) 胶粒带电的稳定作用
下图表示的是一个个胶团。蓝色虚线圆是扩散层的边界，虚线圆以外没有净电荷，呈电中性。因此，当两个胶团不重迭时，如左图，它们之间没有静电作用力，只有胶粒间的引力，这种引力与它们之间距离的三次方成反比，这和分子之间的作用力（分子之间的作用力与分子之间距离的六次方成反比）相比，是一种
远程力，这种远程力驱使胶
团互相靠近。当两个胶团重迭时，如右图，它们之间就产生静电排斥力。重叠越多，静电排斥力越大。如果静电排斥力大于胶粒之间的吸引力，两胶粒相撞后又分开，保持了溶胶的稳定。胶粒必须带有一定的电荷才具有足够的静电排斥力，而胶粒的带电量与 电势的绝对值成正比。因此，胶粒具有一定的 电势是胶粒稳定的主要原因。
(3) 溶剂化的稳定作用
物质和溶剂之间所起的化合作用称为溶剂化，溶剂若为水，则称水化。憎液溶胶的胶核是憎水的，但它吸附的离子都是水化的，因此增加了胶粒的稳定性。由于紧密层和分散层中的离子都是水化的，这样在胶粒周围形成了水化层。实验证
高等教育：胶体的稳定性
一、聚沉现象简述
聚沉值－－电解质使溶胶聚沉的能力：
一定的条件下使一定量溶胶在规定时间内引起聚沉所
需的电解质浓度，mmolL-1。
Schultz-Hardy规则：
c聚沉
1 z
6
起聚沉作用的总是与颗粒电荷 符号相反的离子，聚沉值与 （反离子）离子价数的六次方 成反比。
3 (kT )5
感胶离子序：
相同价态的各种离子在聚沉能力上的差异的排序 H＋＞Cs+ > Rb+ > K+ >Na+ >Li+
F－＞C1－＞Br－＞NO3－＞I－＞SCN－＞OH－ 通常认为水化离子半径越大，削弱了静电引力，聚沉作用 减弱。
Li H 2O 0.231nm Na H 2O 0.176nm K H 2O 0.119nm Rb H 2O 0.113nm
1、当能垒高度超过15kT以上， 则可阻止由热运动碰撞而产 生的聚沉。此能垒相当于化 学反应的活化能。
2、并非所有胶体均由第二最小 值。它与表面电位、粒子大 小及对称性有关。
3、在第二最小值发生的聚沉称 为“可逆聚沉”或“临时聚 沉”。
三、高分子稳定胶体的机制
1、高分子在颗粒表面的吸附
单点吸附 多点吸附
2、两个胶体颗粒被溶液隔开后，其van der Waals引力总 小于真空中的引力
胶体聚沉的三个条件
胶体聚沉的三个条件
胶体聚沉是指在胶体溶液中，胶体粒子之间发生相互作用，导致粒子聚集并沉降的过程。胶体聚沉的三个条件包括：稳定性降低、相互作用增强和聚集速率加快。
1. 稳定性降低
稳定性是指胶体溶液中胶体粒子保持分散状态的能力。当稳定性降低时，胶体粒子之间的排斥力减弱，使得粒子更容易发生聚集和沉降。
1.1 pH值变化
溶液中的酸碱度可以影响胶体颗粒表面电荷的变化，进而影响颗粒之间的静电排斥力。当pH值发生改变时，会导致电荷中和或重组，使得静电排斥力减小或消失。
这样一来，颗粒之间就会更容易发生吸引力，并开始聚集。
1.2 温度变化
温度对于溶液中颗粒之间相互作用的强度有很大影响。随着温度升高，溶液中的颗粒热运动加剧，使得胶体粒子之间的吸引力增强。这种增强的吸引力会导致胶体粒子更容易聚集并沉降。
1.3 盐浓度变化
溶液中的盐浓度可以改变溶液中离子的浓度，从而影响胶体粒子表面电荷的分布。当盐浓度升高时，离子会与胶体粒子表面上的电荷相互作用，减弱电荷效应。这样一来，颗粒之间的静电排斥力减小，使得聚集和沉降更容易发生。
2. 相互作用增强
相互作用是指胶体溶液中颗粒之间发生的各种力量和作用方式。当相互作用增强时，胶体粒子之间的吸引力或排斥力增大，导致更多颗粒聚集并沉降。
2.1 范德华力
范德华力是指非极性分子或原子之间由于电荷不均匀而产生的吸引力。在胶体溶液中，范德华力可以使非极性胶体粒子之间发生吸引作用，促进聚集和沉降。
2.2 双层电荷作用
双层电荷是指胶体粒子表面上的电荷分布情况。当胶体溶液中的离子浓度或pH值发生变化时，会导致双层电荷的分布发生改变。这种改变可以增强或减弱胶体粒子之间的静电相互作用，从而影响聚集和沉降的程度。
胶体的性质(2)
复习：11.10～11.12 阅读: [A]6 25.1 , 25.2 , 25.3 作业: 26， 27， 28
3
I
c ↑, z ↑, Vr ↓, 势垒降低
当势垒为0时，胶体 由稳定转入聚沉 V
V =0 dV =0 dH
H
临界聚沉值
c = B⋅
ε ( kT ) γ
3 5
4 0
A z
2
6
(a) 当表面电势较高时，γ0 →1，c∝z-6 当表面电势较高时, γ0≈zeψ0/4kT c∝ψ04/z2 (b) 聚沉值与分散介质的介电常数的三次方 成正比
(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
表面化学复习 一、内容小结： 表面张力和比表面能( 表面张力和比表面能 概念、方向、基本关系 式及应用） 弯曲液面现象( 弯曲液面现象 Laplace 方程，Kelvin方程，毛细
现象，介稳相平衡）
表 面 化 学
溶液界面吸附（Gibbs方程及其应用，表面活性
剂性质及应用）
固体的表面吸附（Langmuir方程,BET方程,
Freundlich方程及应用）
固液及液液界面（接触角，Young方程）
二、讨论题 1. 下列说法是否正确？ (1)液体的表面张力就是表面分子受到的指向液 体内部的合ຫໍສະໝຸດ Baidu。 (2) 溶液表面吸附量就是1m2溶液表面所含溶质 的物质的量。 (3) 有人说，若液体在固体表面服从Young方程， 则该液体不可能在固体表面铺展，此说法对 吗？
胶体的稳定性名词解释
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。
胶体的聚沉
胶体的聚沉
胶体聚沉简单的理解就是均匀胶体因受外界影响，而发生沉淀分离。
胶体又称胶状分散体是一种较均匀混合物，在胶体中含有两种不同状态的物质，一种分散相，另一种连续相，分散质的一部分是由微小的粒子或液滴所组成，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，这是一种高度分散的多相不均匀体系；
聚沉是一种化学现象，指向胶体中加入电解质溶液时，加入的阳离子中和了胶体粒子所带的的电荷，使胶体粒子聚集成较大颗粒，从而形成沉淀从分散剂里析出。
8.6胶体稳定性
电解质影响溶胶电性，溶胶对其十分敏感
适量电解质是溶胶稳定必要条件 过多电解质使溶胶发生聚沉 聚沉原因：反离子压缩双电层，使 δ，，= 0时最不稳定 聚沉值：溶胶完全聚沉所需电解质的最低浓度
不同电解质聚沉能力(聚沉值)不同，聚沉值越小，电解质 的聚沉能力越强。
二、 溶胶的聚沉
(3) 有机化合物的离子：通常有强吸附能力，有很强的聚沉能力
(4) 不规则聚沉：逐渐增加电解质，溶胶发生聚沉-分散-聚沉 ξ
30mV
稳 定 区
-30mV
聚 沉 区
稳定区
聚 沉 区
c
二、 溶胶的聚沉
2．溶胶的相互聚沉作用 带相反电荷的溶胶互相混合发生聚沉 水的净化：水中悬浮物(负溶胶) →明矾(正溶胶) 3．大分子化合物的作用 大分子易吸附到胶粒表面，对溶胶的稳定性影响很大 (1) 保护作用：有足量的大分子化合物 原因：高分子覆盖溶胶表面，增加胶 粒对介质的亲和力，由憎液变成亲液 停靠基团
稳定基团
百度文库
(2) 絮凝作用：少量大分子化合物
絮凝物：疏松的棉絮状沉淀 原因：大分子的搭桥效应、脱水效应、电中和效应
优点：效率高，絮块大，沉降快
三. 溶胶稳定的DLVD理论
1. 胶粒之间的作用力和势能曲线 (1) Van der Walls 引力（远程力） (2) 静电斥力（近程力） 势能V
胶体的稳定性
胶体的稳定性
答案：
胶体（Colloid）又称胶状分散体，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[1]。
胶体不一定都是胶状物，也不一定是液体，常见的胶体有有色玻璃、果冻、鸡蛋清、血液等。
介稳性：
胶体的稳定性介于溶液和浊液之间，在一定条件下能稳定存在，属于介稳体系。
胶体具有介稳性的两个原因：
原因一：胶体粒子可以通过吸附而带有电荷，同种胶粒带同种电荷，而同种电荷会相互排斥（要使胶体聚沉，就要克服排斥力，消除胶粒所带电荷）。
原因二：胶体粒子在不停地做布朗运动，与重力作用相同时便形成沉降平衡的状态。
结构：
根据法扬斯规则（能与晶体的组成离子形成不溶物的离子将优先被吸附.优先吸附具有相同成分的离子），胶体粒子是胶粒，胶粒与扩散层在一起组成了胶团，而胶粒又包括胶核与吸附层。
胶体稳定性的主要原因
胶体稳定性的主要原因
胶体稳定性的主要原因有三个：
1、溶胶的动力学稳定性。胶粒因布朗运动而克服重力的作用，从而保持溶胶的稳定。
2、胶粒带电的稳定作用。静电斥力的存在使得胶粒难以互相靠近，增加了溶胶的稳定性。
3、溶剂化的稳定作用。因分散相粒子周围离子的溶剂化而形成具有一定弹性的溶剂化外壳，增加了胶粒互相靠近时的机械阻力，使溶胶难以聚沉。
可使溶胶凝聚的方法：适量的电解质存在，对溶胶起到稳定的作用。当电解质加入过多，尤其是高价反离子的加入，往往会使溶胶聚沉。原因是电解质的浓度增大时，会压缩扩散层，使扩散层变薄，使反离子进入而减少荷（带）电性，导致碰撞聚沉。所以加入过量电解质是破坏溶胶最有效的方法。
胶体的稳定性和聚沉
胶体的稳定性和聚沉
憎液溶胶属热力学不稳定体系，有集结长大以至于聚沉的趋势。但在短时
间内甚至在相当长时间内(对某些特殊的溶胶如金溶胶)，憎液溶胶却能稳定存在。
1.溶胶的稳定性
除布朗运动外，溶胶的稳定性还与下面两个因素有关。
(1).胶粒的电性：带电的胶粒由于胶粒间的范德华力而相互吸引，而相同
电荷的斥力又将使之分开。胶粒是否稳定，取决于这两种相反的力的相对大小。这也是20世纪40年代由Derjaguin、Landan、Verwey、Overbeek等人提出的
溶胶稳定性理论(通常称为DLVO理论)的主要点。
(2).溶剂化作用：溶剂化作用降低了胶粒的表面能，同时溶剂分子把胶粒
包围起来，形成一具有弹性的水合外壳。当胶粒相互靠近时，水合外壳因受到
挤压而变形，但每个变形胶团都力图恢复其原来的形状而又被弹开。可见，水
合外壳(溶剂化层)的存在起着阻碍聚结的作用。
综上所述：分散相粒子的带电、溶剂化作用、布朗运动是憎液溶胶三个最
重要的稳定因素。凡是能使上述稳定因素遭到破坏的作用，皆可以使溶胶聚沉
2.溶胶的聚沉
溶胶中的分散相微粒互相聚沉，颗粒变大，最后发生沉淀的现象称为聚沉。溶胶的聚沉可分为二个阶段，第一为无法用肉眼观察出分散程度变化的阶段，
称为"隐聚沉"；第二阶段则可用肉眼观察到颗粒的变化，称为"显聚沉"。
(1).电解质的聚沉作用
当往溶胶中加入过量的电解质后，往往会使溶胶发生聚沉。这是由于电解
质加入后，电解质中与扩散层反离子电荷符号相同的那些离子将由于同电排斥
而将反离子压入到吸附层，从而减少胶粒的带电量，ζ电势降低。当扩散层中
第十章 胶体的稳定性
Born斥力位能
势垒
第一极小值
第二极小值
位能曲线
第十章 胶体的稳定性
10.4 Schulze-Hardy规则的定量说明
临界聚沉状态: E0 = 0 总位能曲线满足两个条件:
ET = EA + ER = 0
κ = f (c)
B为常数 γ、A 不变
二价反离子的聚沉值不变;
三价反离子的聚沉值减小。
第十章 胶体的稳定性
10.3 DLVO理论
(1) 胶粒间的 van der Waals引力位能 (EA) Hamaker假设: 质点间的相互作用等于组成它们的各分子对 之间相互作用之和。 ① 两等同球状胶粒
半径为a 相距为H 且 H＜＜a
“-”表示吸引
10.2 聚沉作用
③ 同号离子影响
- 高价同号离子有稳定作用
④ 不规则聚沉
- 随电解质浓度 (c) 升高:
聚沉→重新分散→再聚沉
- 原因: 特性吸附所致
⑤ 互沉现象
- 电性相反的胶体混合发生聚沉
不规则聚沉
- 原因：两种胶粒上的电荷相互中和;
两种胶体的稳定剂相互作用生成沉淀。
⑥ 胶体浓度的影响
Burton-Bishop规则: 浓度增大, 一价反离子的聚沉值增加;
dn/dR 不随 t 变化
胶体的稳定与聚沉解析
由电解质所引起的聚沉过程比较缓慢，所得到的 沉淀颗粒紧密、体积小，这是由于电解质压缩了溶胶 粒子的扩散双电层所引起的；
高分子化合物对溶胶的絮凝和稳定作用
1．高分子化合物对溶胶的絮凝作用
高分子的絮凝作用则是由于吸附了溶胶粒子以后， 高分子化合物本身的链段旋转和运动，将固体粒子聚 集在一起而产生沉淀。
絮凝作用具有迅速、彻底、沉淀疏松、过滤快、 絮凝剂用量少等优点，特别对于颗粒较大的悬浮体尤 为有效。这对于污水处理、钻井泥浆、选择性选矿以 及化工生产流程的沉淀、过滤、洗涤等操作都有极重 要的作用。
高分子化合物对溶胶的絮凝和稳定作用
高分子化合物絮凝作用的特点： (1) 起絮凝作用的高分子化合物一般要具有链状 结构
溶胶的稳定性
溶剂化层的影响 胶粒表面因吸附某种离子而带电，并且此种离子
及反离子都是溶剂化的，这样，在胶粒周围就形成了 一个溶剂化膜（水化膜）
水化膜中的水分子是比较定向排列的，当胶粒彼 此接近时，水化膜就被挤压变形，而引起定向排列的 引力又力图恢复原来的定向排列，这样就使水化膜表 现出弹性，成为胶粒彼此接近时的机械阻力
胶体由于具有巨大的表面能，因此是热 力学不稳定体系，但在某些条件下，也能稳 定的存在一段时间。胶体的稳定是相对的、 暂时的和有条件的，而不稳定则是绝对的。
影响溶胶稳定性的因素
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8.4 胶体的稳定性和聚沉作用
8.4.1 溶胶的稳定
根据胶体的各种性质。溶胶稳定的原因可归纳为:
(1) 溶胶的动力稳定性
胶粒因颗粒很小，布朗运动较强，能克服重力影响不下沉而保持均匀分散。这种性质称为溶胶的动力稳定性。影响溶胶动力稳定性的主要因素是分散度。分散度越大，颗粒越小，布朗运动越剧烈，扩散能力越强，动力稳定性就越大，胶粒越不溶易下沉。此外分散介质的粘度越大，胶粒与分散介质的密度差越小，溶胶的动力稳定性也越大，胶粒也越不溶易下沉。 (2) 胶粒带电的稳定作用
下图表示的是一个个胶团。蓝色虚线圆是扩散层的边界，虚线圆以外没有净电荷，
呈电中性。因此，当两个胶团不重迭时，如左图，它们之间没有静电作用力，只有胶粒间的引力，这种引力与它们之间距离的三次方成反比，这和分子之间的作用力（分子之间的作用力与分子之间距离的六次方成反比）相比，是一种远程力，这种远程力驱使胶
团互相靠近。当两个胶团重迭时，如右图，它们之间就产生静电排斥力。重叠越多，静电排斥力越大。如果静电排斥力大于胶粒之间的吸引力，两胶粒相撞后又分开，保持了溶胶的稳定。胶粒必须带有一定的电荷才具有足够的静电排斥力，而胶粒的带电量与ζ电势的绝对值成正比。因此，胶粒具有一定的ζ电势是胶粒稳定的主要原因。 (3) 溶剂化的稳定作用
物质和溶剂之间所起的化合作用称为溶剂化，溶剂若为水，则称水化。憎液溶胶的胶核是憎水的，但它吸附的离子都是水化的，因此增加了胶粒的稳定性。由于紧密层和分散
层中的离子都是水化的，这样在胶粒周围形成了水化层。实验证明，水化层具有定向排列
＋ ＋ ＋
＋ ＋
＋ ＋ ＋ － － －
－ － －
－ － 胶核 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － － － － － 胶核
结构，当胶粒接近时，水化层被挤压变形，它有力图恢复定向排列结构的能力，使水化层具有弹性，这成了胶粒接近时的机械阻力，防止了溶胶的聚沉。
以上影响溶胶稳定的三种因素中，尤以带电因素最重要。
8.4.2 溶胶的聚沉
溶胶中的分散相颗粒相互聚结而变大，以至最后发生沉降的现象称为聚沉。一般ζ电势的绝对值大于0.03伏时，溶胶是稳定的。造成溶胶聚沉的因素很多，如浓度、温度、光的作用、搅拌、外加电解质、胶体相互作用和高分子化合物的作用等，其中尤以外加电解质和胶体相互作用最为重要。
(1) 电解质的作用
由实验得知，不断向胶体溶液中加入电解质，胶粒的ζ电势的绝对值不断下降；当ζ电势的绝对值小至某一数值时，溶胶开始聚沉。ζ电势的绝对值越小，聚沉速度越快；ζ电势的绝对值等于0，即等电态时，聚沉速度达到最大。在电解质的作用下，溶胶开始聚沉的电动电势称临界电势。多数溶胶的临界电势在±（25～30）mV之间。
所有电解质达到某一浓度时，都能使溶胶聚沉。引起溶胶明显聚沉所需电解质的最小浓度，称为该电解质的聚沉值。而聚沉值的倒数定义为聚沉能力。电解质的聚沉能力一般有如下规律：
（1）电解质中能使溶胶聚沉的离子是与胶粒电荷相反的异电离子，随着异电离子价数的增高，聚沉能力迅速增加。这就是舒尔采－哈迪（Schulze-Hardy）价数
规则。
例如，对带负电的As2S3胶粒起聚沉作用的是阳离子，含不同价数阳离子的盐KCl、MgCl2和AlCl3对As2S3溶胶的聚沉值分别为
KCl ：49.5，MgCl2：0.7，AlCl3：0.093 mol/m3 若以一价阳离子为标准，其聚沉能力有如下关系：
Me+︰Me2+︰Me3+= 1︰71︰532
一般可认为
Me+︰Me2+︰Me3+= 16︰26︰36= 1︰64︰729
几种物质的聚沉值见表4。
应该指出，舒尔采－哈迪价数规则是很粗略的，不同的作者得出的数据有较大的差
别，但价数不同的离子的聚沉能力的显著差别仍然存在，并且保持着上述顺序。另外价数规则不适用的例子也很多，如H+虽为一价，却有很高的聚沉能力；又如有机化合物离子不论价数如何，其聚沉能力都很强，如上表。
（２）相同价数离子的聚沉能力不同
如同一种阴离子NO3－的各种一价盐，其阳离子对负溶胶的聚沉能力顺序为
Cs+＞Rb+＞K+＞Na+＞Li+
这个顺序与它们的水化作用相反。同一种阳离子的各种一价盐，其阴离子对正溶胶的聚沉能力顺序为
Cl－＞Br－＞NO3－＞I－
这种将价数相同的阳离子或阴离子按聚沉能力排成的顺序称为感胶离子序。
(2)胶体的相互作用
将带相反电荷的溶胶互相混合，也会发生聚沉。明矾[KAl(SO4)312H2O]在水中形成Al(OH)3正溶胶与水中微
粒一起沉淀就是一例。然而与
电解质的聚沉作用不同之处
在于两种溶胶用量应恰能使
其所带的总电量相同时，才会
完全聚沉，否则可能不完全聚
沉，甚至不聚沉。表 4 用不
同数量(mg)的氢氧化铁正溶
胶和定量的硫化锑负溶胶（含
0.56mg Sb2S3）作用时观察到
的情况。
(3)高分子化合物对溶胶的作用
在溶胶中加入少量的高分子化合物，有时会降低溶胶的稳定性，甚至发生聚
沉，这种现象称为敏化作用。产生这种现
象的原因可能是由于高分子化合物数量
少，无法将胶体颗粒完全覆盖，胶粒附着表格4溶胶的相互聚沉作用
敏化作用
在高分子化合物上，附着多了，质量变大而引起聚沉，如图。
但加入较多的高分子化合物后，高分子化合物被吸附在胶粒的表面，包围着胶粒，使胶粒对分散介质的亲和力增加，从而增加了溶胶的稳定性。这种现象称为高分子化合物对溶胶的保护作用，如图。
高分子化合物的这种保护作用应用很广，例如血液中所含的难溶盐类，象碳酸钙和磷酸钙等，就是靠血液中的蛋白质
保护而存在。医药上点眼用的蛋白银就是蛋白质保护的银溶胶。照相用的软片是用明胶所保护的AgBr 悬浮体。 (4) 溶胶浓度的影响
溶胶浓度增大时，则因布朗运动的作用，使胶团互相碰撞的次数增加，聚集成大颗粒机会增多，溶胶的稳定性降低，因而将加速溶胶的聚沉。
保护作用