胶体的电学性质
胶体的电学性质讲解
在胶体体系中，胶体粒子不停的运动着， 固相物质与液相物质不停的在错动，使得
胶粒表面上时刻保持固定层与不动层的结 构形态，即ξ电位对胶体体系来讲是现实 的。
下面来看看电解质如何改变这种结构形态， 如何影响ξ电位值。
1、吸附作用
电解质加到胶体溶液中后，由电解质电解 出来的正离子或负离子，有时能够直接进 入胶团的固定层中：
与可动层之间。高价离子交换强。 例如
负电性的As2S3溶胶中加入CaCl2 Ca2进入可动层中，将可动层中原来的
Na+交换出来，这种交换是等电量的交换
进入一个Ca2，交换出两个Na+。交换的 结果是双电层薄了，溶剂化弱了，溶胶 稳定性降低。 反之，若原来是Ca2，用Na+交换，则双 电层厚度增加，溶剂化作用不变，溶胶稳 定性不变。
外层离子(又叫大气离子)的每个离子都处 于力的一种平衡状态(扩散力及固体的引 力)
(2)当固体与液体接触时，只要液体能润 湿固体，肯定就有一层液体薄膜紧紧地贴 附在固体表面上，它变成了固体的一部分。
随着液体薄膜的出现，外层离子被分割成
两部分:一部分属于固体,连同固体表面一 起称为固定层(storn层,紧密层);另一部分 属于液体,为水动层(扩散层)。
碱金属交换能力大小: Li+ Na K Kb Cs
碱金属交换能力大小: Ms2+ Ca2 Sr 2 Ba2
双电层厚度不变，所带电量不变，
电位不变，胶粒稳定性不变；
电解质浓度不变，电解质介型
不变， 减小
3、压缩作用
电解质对双电层还有一种压缩作用，即扩 散层离子的扩散范围缩小，它发生在所加 异电性离子与扩散层离子是同一种离子的 情况下，譬如Na胶体中加入NaCl。
胶体的电学性质[业界优制]
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COOH
阴离子水分散聚丙烯酰胺胶粒带负电：
阳离子淀粉胶粒带正电：
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3
2 、 离子吸附作用
胶粒可通过对介质中阴、阳离子的不等量吸附而带电。如：金属氢氧 化物通过吸附H+或OH-而带正电荷或负电荷。
判断优先吸附离子的规律有两个： （a）水化能力弱的离子易被优先吸附。水化能力强的留在溶液中，通常
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6
5、 摩擦带电
在非水介质中（或非极性介质），胶粒的 电荷来源于分散相（胶粒）与分散介质的 运动摩擦。
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7
三、双电层理论
反离子概念： 胶粒表面带电时，由于整个分散体系是电中性的，为了维持体系的电中
性，在分散介质中必然存在与胶粒表面电荷数量相等而符号相反的离子。 同离子概念：
与固体表面带电符号相同的离子。
阳离子的水化能力比阴离子强，所以胶粒带负电的可能性比较大。 （b）Fajans规则：即能与胶粒组成离子形成不溶物的离子将优先被吸附。 如AgNO3与KI溶液反应制备AgI胶体。 当AgNO3过量,胶粒将优先吸附Ag+带正电；当KI过量，则优先吸附I-
而带负电。
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4
“电势决定离子”：被吸附离子是胶粒表面电荷的来源，其溶液中的浓度
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5
4、 晶格取代
例：（1）粘土由铝氧八面体和硅氧四面体的晶格组成。
晶格中的Al3+、Si4+往往有一部分被低价的Mg2+或
Ca2+取代（同晶置换），使粘土晶格带负电。为保持
体系的稳定（电中性），粘土胶粒表面吸附一些正离
子。
例：（2）分子筛骨架的基本结构是硅氧四面体和铝氧 四面体，相当于Al3+取代了—Si—中的Si4+，所以分子 筛在水性体系中也带负电。
胶体的电学性质与胶体的结构
8.3 胶体的电学性质与胶体的结构胶体物系的主要特征是多相性、高度分散性和热力学不稳定性，粒子有聚结变大而下沉的趋势。
但实际上很多胶体物系可以在相当长的时间内稳定存在而不聚结。
研究表明，这与胶体粒子带电有直接关系，胶体粒子带电是溶胶稳定存在的重要原因。
8.3.1 电泳在外电场影的作用下，胶体粒子在分散介质中定向移动的现象称为电泳。
中性粒子不可能在外电场中定性移动，所以电泳现象的存在，说明胶体粒子是带电的。
电泳的实验装置如图。
胶体粒子的电泳速度与粒子所带电量及外加电势梯度成正比,而与介质粘度及粒子的大小成反比。
胶体粒子要比离子大得多，而实验表明胶体粒子的速度与离子的速度的数量基本相同。
这说明胶体粒子所带的电量是相当大的。
实验表明，溶胶中加入电解质会使电泳速度降低，直至为零，甚至可改变胶粒的带电符号。
胶体的动电势为：（11）因此只要测出V 和I 及体系的κ和η，就可算出ζ。
η为分散介质的粘度，单位为Pa ·s 。
溶胶的电动电势绝对值只有几十毫伏。
8.3.2 电渗在毛细管的两端施加一定电压时，毛细管中的液体或溶液产生定向移动的现象叫电渗。
电渗的实验装置如图。
液体或溶液中加入电解质会使电渗速度降低，直至为零，甚至可以改变电渗的方向3胶电 泳电 渗8.3.3 流动电势当外力迫使液体或溶液流经毛细管时，在毛细管两端将产生电势差，这个电势差叫流动电势。
用泵输送碳氢化合物时，在流动过程中产生流动电势，高压下易于产生火花。
由于此类液体易燃，固应采取相应的防护措施，如油管接地或加入油溶性的电解质，增加介质的电导等。
8.3.4 沉降电势在重力或离心离力的作用下，分散相粒子在分散介质中迅速沉降而在沉降方向产生的电势差称沉降电势。
储油罐中的油内常含有水滴，水滴的沉降常形成很高的沉降电势，消除的办法是加入有机电解质，以增加介质的电导。
电泳、电渗、流动电势和沉降电势，其电学性质都与固液相之间的相对运动有关，故统称为电动现象。
上海大学胶体与表面化学考试知识点
1、胶体的基本特性特有的分散程度；粒子大小在1nm~100nm之间多相不均匀性：在超级显微镜下可观察到分散相与分散介质间存在界面。
热力学不稳定性；粒子小，比表面大，表面自由能高，是热力学不稳定体系，有自发降低表面自由能的趋势，即小粒子会自动聚结成大粒子。
2、胶体制备的条件：分散相在介质中的溶解度须极小必须有稳定剂存在3、胶体分散相粒子大小分类分子分散系统胶体分散系统粗分散系统二、1、动力学性质布朗运动、扩散、沉降光学性质是其高度分散性与不均匀性的反映电学性质主要指胶体系统的电动现象丁达尔实质：胶体中分散质微粒散射出来的光超显微镜下得到的信息（1）可以测定球状胶粒的平均半径。
（2）间接推测胶粒的形状和不对称性。
例如，球状粒子不闪光，不对称的粒子在向光面变化时有闪光现象。
（3）判断粒子分散均匀的程度。
粒子大小不同，散射光的强度也不同。
（4）观察胶粒的布朗运动、电泳、沉降和凝聚等现象观察到胶粒发出的散射光，可观察布朗运动电泳沉降凝聚，只能确定质点存在和位置（光亮点），只能推测不能看到大小和形状2、胶体制备的条件溶解度稳定剂3、溶胶的净化渗析法、超过滤法4、纳米颗粒粒径在1-100之间纳米颗粒的特性与粒子尺寸紧密相关，许多特性可表现在表面效应和体积效应两方面。
5、布朗运动使胶粒克服重力的影响，6、I反比于波长λ的四次方7、溶胶产生各种颜色的原因；溶胶中的质点对可见光产生选择性吸收。
溶胶对光吸收显示特定波长的补色不吸收显示散射光的颜色agcl&agbr光透过浅红垂直淡蓝雾里黄灯减散，入射白光散射光中蓝紫色光散射最强天蓝是太阳散射光，早傍晚红色是透射光有宇散射作用8、9、胶粒带电原因：吸附、电离、同晶置换（晶格取代）、摩擦带电。
10、胶团结构：一定量难溶物分子聚结成中心称为胶核、然后胶核选择性的吸附稳定剂中的一种离子，形成紧密吸附层；由于正、负电荷相吸，在紧密层外形成反号离子的包围圈，从而形成了带与紧密层相同电荷的胶粒；胶粒与扩散层中的反号离子，形成一个电中性的胶团。
高三化学胶体的性质及其应用
A 练习1:不能发生丁达尔现象的分散系是（ B） A、碘酒 B、无水酒精 C、蛋白质溶液 D、钴玻璃
2、 布朗运动(动力学性质) 在超显微镜下观察胶体溶液可以看到胶体颗粒 不断地作无规则的运动。
普遍存在 的现象
原因：溶剂分子不均匀地撞击胶体粒子，使其 发生不断改变方向、改变速率的布朗运动。
胶体微粒作布朗运动是胶体稳定的原因之一。 练习2:胶体粒子能作布朗运动的原因是 （ C ） ①水分子对胶体粒子的撞击 ②胶体粒子有 吸附能力 ③胶体粒子带电 ④胶体粒子质 量很小，所受重力小 A、①② B、①③ C、①④ D、②④
现象：
胶体变成浑浊状态，产生红褐色沉淀的量
⑤>①=②>③>④
实例： ①浑浊的井水中加入少量石灰能使水变 澄清；
②豆浆里加盐卤(MgCl2· 2O)或石膏 6H (CaSO4· 2O)溶液使之凝聚成豆腐； 2H ③水泥里加石膏能调节水泥浆的硬化速率；
④在江河与海的交汇处形成的沙洲。
(2)加入胶粒带相反电荷的胶体
练习６:下列事实：①用盐卤点豆腐 ②水 泥的硬化 ③用明矾净水 ④河海交汇处可 沉积沙洲 ⑤制肥皂时在高级脂肪酸钠、甘 油和水形成的混合物中加入食盐，析出肥 皂 ⑥钢笔使用两种不同颜色的蓝墨水，易 出现堵塞 ⑦血液透析。其中与胶体知识有 关的是 （ D ） A、①②③④⑤ C、①③⑤⑥⑦ B、③④⑤⑥⑦ D、全部都是
一、胶体的性质
1、丁达尔现象(光学性质)
实验：光束分别通过AgI胶体和CuSO4溶液，观察现象。
现象：一束光通过胶体时，从侧面可观察到胶体里产生 一条光亮的“通路”。
（溶液）
（胶体）
原因：胶粒直径大小与光的波长相近,胶粒对 光有散射作用；而溶液分散质的粒子太 小，不发生散射。 应用：鉴别溶胶和溶液。
胶体的电学性质
为胶粒的Zata电位，又叫动电位。
2 、电渗
①电渗现象 在外加电场作用下，带电的介质通过多孔膜或半径
为1～10 nm的毛细管作定向移动，这种现象称为电渗。 外加电解质对电渗速度影响显著，随着电解质浓度
的增加，电渗速度降低，甚至会改变电渗的方向。 电渗方法有许多实际应用，如溶胶净化、海水淡化、
泥炭和染料的干燥等。
图中，3为多孔膜，可 以用滤纸、玻 璃或棉花等 构成；
也可以用氧化铝、碳 酸钡、AgI等物质构成。
如果多孔膜吸附阴离 子，则介质带正电， 通 电时向阴极移动；
在U型管1,2中盛电解质溶液，将电极5,6接通直流电 后，可从有刻度的毛细管 4中，准确地读出液面的变化。
3、流动电势
其规则是：离子晶体表面从溶液中优先吸附 能与它晶格上离子生成难溶或电离度很小化合物 的离子。
例： AgI溶胶： 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。
b）溶胶粒子表面上的某些分子、 原子可发生电离
液槽
气体 加压
多孔 塞
定义：
在外力作用下，迫使液 体通过多孔隔膜（或毛 细管）定向流动，在多 孔隔膜两端所产生的电 势差，称为流动电势。
该过程可认为是电渗 的逆过程
电位差计
4、沉降电势
在重力场的作用下，带电的 分散相粒子，在分散介质中迅 速沉降时，使底层与表面层的 粒子浓度悬殊，从而产生电势 差，这就是沉降电势。
胶体的电学性质
• 1.胶粒带电现象 • 2.胶粒带电的原因 • 3.溶胶的电动现象 • 4. 扩散双电层理论
胶粒带电现象
胶体的基本特征
胶体的基本特征胶体是一种特殊的物质，具有许多独特的特征。
本文将以胶体的基本特征为标题，探讨胶体的相关知识。
胶体的第一个基本特征是其由两个或多个不相溶的物质组成。
这些物质分别是连续相和分散相。
连续相是胶体中占据主导地位的物质，通常是液体。
分散相则是以微小颗粒或小液滴的形式分散在连续相中的物质。
这种双相结构赋予了胶体独特的性质。
胶体的第二个基本特征是其颗粒或液滴的尺寸通常在1纳米到1微米之间。
这种微小的尺寸使得胶体的分散相可以呈现出均匀的分布，并且在光学上表现出散射现象。
这也是为什么我们能够看到许多胶体溶液呈现出浑浊的外观。
胶体的第三个基本特征是分散相的表面具有相当的活性。
这是因为胶体颗粒或液滴的尺寸非常小，表面积相对较大。
这使得胶体颗粒或液滴能够与周围的分子进行接触和反应。
由于表面活性，胶体能够吸附其他物质，形成吸附层。
这种吸附层可以改变胶体的性质，并且在许多应用中发挥重要作用。
胶体的第四个基本特征是其具有流变性质。
流变性是指胶体在外力作用下能够发生形变和流动的特性。
这是由于胶体中分散相之间的相互作用力和连续相的黏性所决定的。
胶体的流变性质使其在许多工业和生物领域具有广泛的应用，例如润滑剂、涂料和生物医学材料等。
胶体的第五个基本特征是其具有光学性质。
由于胶体中分散相的尺寸与光波长相当，所以胶体溶液会发生散射现象。
这种散射会导致胶体呈现出特定的颜色，这也是为什么我们能够看到一些胶体溶液呈现出不同的颜色。
胶体的第六个基本特征是其具有电学性质。
胶体中的分散相通常带有电荷，可以被溶液中的离子吸附，形成电荷层。
这种电荷层的存在导致了胶体粒子之间的静电斥力，从而维持了胶体的稳定性。
这也是为什么胶体溶液可以长时间保持均匀分散状态的原因。
胶体具有由两个或多个不相溶物质组成、微小尺寸、表面活性、流变性、光学性质和电学性质等基本特征。
这些特征使得胶体在许多领域具有重要的应用价值，并且对我们的生活和工业生产有着重要影响。
化学胶体知识点
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。
胶体的电学性质与胶体的结构
8.3 胶体的电学性质与胶体的结构胶体物系的主要特征是多相性、高度分散性和热力学不稳定性，粒子有聚结变大而下沉的趋势。
但实际上很多胶体物系可以在相当长的时间内稳定存在而不聚结。
研究表明，这与胶体粒子带电有直接关系，胶体粒子带电是溶胶稳定存在的重要原因。
8.3.1 电泳在外电场影的作用下，胶体粒子在分散介质中定向移动的现象称为电泳。
中性粒子不可能在外电场中定性移动，所以电泳现象的存在，说明胶体粒子是带电的。
电泳的实验装置如图。
胶体粒子的电泳速度与粒子所带电量及外加电势梯度成正比,而与介质粘度及粒子的大小成反比。
胶体粒子要比离子大得多，而实验表明胶体粒子的速度与离子的速度的数量基本相同。
这说明胶体粒子所带的电量是相当大的。
实验表明，溶胶中加入电解质会使电泳速度降低，直至为零，甚至可改变胶粒的带电符号。
胶体的动电势为：（11）因此只要测出V 和I 及体系的κ和η，就可算出ζ。
η为分散介质的粘度，单位为Pa ·s 。
溶胶的电动电势绝对值只有几十毫伏。
8.3.2 电渗在毛细管的两端施加一定电压时，毛细管中的液体或溶液产生定向移动的现象叫电渗。
电渗的实验装置如图。
液体或溶液中加入电解质会使电渗速度降低，直至为零，甚至可以改变电渗的方向3胶电 泳电 渗8.3.3 流动电势当外力迫使液体或溶液流经毛细管时，在毛细管两端将产生电势差，这个电势差叫流动电势。
用泵输送碳氢化合物时，在流动过程中产生流动电势，高压下易于产生火花。
由于此类液体易燃，固应采取相应的防护措施，如油管接地或加入油溶性的电解质，增加介质的电导等。
8.3.4 沉降电势在重力或离心离力的作用下，分散相粒子在分散介质中迅速沉降而在沉降方向产生的电势差称沉降电势。
储油罐中的油内常含有水滴，水滴的沉降常形成很高的沉降电势，消除的办法是加入有机电解质，以增加介质的电导。
电泳、电渗、流动电势和沉降电势，其电学性质都与固液相之间的相对运动有关，故统称为电动现象。
高一化学胶体的性质
（3）将乙慢慢加入丙液中，先出现凝聚，后液体变 清，则甲为 ，乙为
丙为 ，丁为 。
米女士也斜耍着功夫像牛怪般的怪影一样朝月光妹妹狂转过来月光妹妹骤然光洁秀美的指甲瞬间抖出飞青色的凹窜骷髅味……一双莹白色的半透明隐形 翅膀渗出竹帘晚嗥声和嘀嘀声……涌出匀称的极像暗黄色鹭鸶似的胸饰忽亮忽暗跃出狐隐谷露般秀了一个，直体贝颤前空翻三百六十度外加瞎转八十一周的粗犷招式！紧接着思维离奇的精灵头脑骤然旋转紧缩 起来……清秀流畅、宛如泉光溪水般的肩膀渗出嫩黄色的隐约风雾……空灵玉白，妙如仙境飞花般的嫩掌射出浅灰色的飘飘余味……最后耍起玲珑活泼 的美鼻子一甩，突然从里面涌出一道流光，她抓住流光讲究地一甩，一组灰叽叽、黄澄澄的功夫⊙玉光如梦腿＠便显露出来，只见这个这件宝器儿，一 边转化，一边发出“唰唰”的怪声。……超然间月光妹妹狂魔般地连续使出八百七十六家六狗灌木丛震，只见她透射着隐隐天香的玉白色腕花中，萧洒 地涌出二十簇晃舞着⊙金丝芙蓉扇＠的琴弓状的翅膀，随着月光妹妹的晃动，琴弓状的翅膀像脊骨一样在掌心中尊贵地击打出隐隐光幕……紧接着月光 妹妹又来了一出独腿旋转挖竹竿的怪异把戏，，只见她灿烂闪耀，美如无数根弯曲阳光般的披肩金发中，轻飘地喷出二十片摆舞着⊙金丝芙蓉扇＠的雪 洞银脸蝶状的锅盖，随着月光妹妹的旋动，雪洞银脸蝶状的锅盖像鱼杆一样，朝着女强盗Ｎ．娆丝米女士仿佛廊柱般的腿狂转过去。紧跟着月光妹妹也 斜耍着功夫像牛怪般的怪影一样朝女强盗Ｎ．娆丝米女士狂转过去随着两条怪异光影的瞬间碰撞，半空顿时出现一道亮黑色的闪光，地面变成了淡白色 、景物成了暗紫色、天空变成了墨蓝色、四周发出了旋风般的巨响……月光妹妹秀美挺拔的玉腿受到震颤，但精神感觉很爽！再看女强盗Ｎ．娆丝米 女士淡白色地灯一样的牙齿，此时正惨碎成飞盘样的水红色飞渣，闪速射向远方，女强盗Ｎ．娆丝米女士疯嗥着快速地跳出界外，飞速将淡白色地灯一 样的牙齿复原，但元气和体力已经大伤。月光妹妹：“你的业务好老套哦，总是玩狼皮换羊皮，就不能换点别的……”女强盗Ｎ．娆丝米女士：“这次 让你看看我的真功夫。”月光妹妹：“嘻嘻，你的功夫十分了得哦，太像捧着手纸当圣旨的奴才功了！这招法术实在太垃圾了！”女强盗Ｎ．娆丝米女 士：“气死我了，等你体验一下我的『棕光玄神猪肚腿』就知道谁是真拉极了……”女强盗Ｎ．娆丝米女士突然耍动弯曲的纯黑色古树模样的胸部一嗥 ，露出一副优美的神色，接着旋动纯灰色玉葱般的腰带，像深红色的金肾圣地狮般的一笑，闪
8胶体的电学性质
8胶体的电学性质胶体化学胶体与界面化学——轻化工程专业胶体化学3.4胶体的电学性质Electricpropertieofcolloid1.电动现象(1)电泳(electrophorei)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(+)(-)胶体化学(2)电渗(electro-omoi)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。
(+)粘土胶体化学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。
FajanRule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。
胶体化学(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，而使胶粒带负电胶体化学3.胶粒的双电层结构Helmholtz平板电容器理论_+_+_+_+_+_+φ胶体化学Gouy-Chapman扩散双电层模型+++++++++____φζ电势______紧密层扩散层胶体化学Stern扩散双电层模型紧密层(Stern层)+++++++++++------滑移界面(Stern面)---φζ---反号离子溶剂分子扩散层胶体化学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。
胶体化学③φ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。
第六讲、胶体的电学性质
1、在无外电场作用下散射光的频诺方程式为：
2、在有外电场作用下的散射光的频谱方程式为
归纳与讨论
(1)如果从现象的角度归纳本章，则本章主要讨论了静电 现象和动电现象两部分。前者讨论在没有外电场或外力作 用下，固—液接触界面的电现象。后者讨论在外电场或外 力作用下的运动现象及电现象。如果从带电界面的角度束 归纳本章，则它主要讨论了带电界面的结构和性质。前者 指双电层的结构，后者指其电动性质。结构和性质将会构 成任何一个体系完整的整体。
第二种倩况是离子晶体的溶解。
当组成离子晶体的离子在溶液中有不同的溶解度时， 就会使晶体表面带电：如果正离子溶解度大于负离子，则 表面带负电；相反，则表面带正电。
3、固体表面的电离
由于这种原因带电的倩况很多。原来中性的固体表面，在不同的PH条 件下，受到溶液中H+和OH-作用而发生不同形式的电离，最后导致其表面 带电。带电的情况将随溶液中pH值而变化。
T1，T2两管的尺寸必须满足下列条件：
2．电泳光散射技术
电泳光散射是将激光光散射与显微电泳技术结合起来的
新技术。 由于显微电泳不容易精确测定粒子的位移，而激光光散 射正好弥补丁这一点，所以这种新技术实际上是用激光光 散射测定粒子在外电场作用下的位移，以获得其精确的电 泳速度。 它具有测量速度快、分辨率高和适应范围宽等优点。 它分为两种情况：
2．电渗速度的测量
为了能够观察电渗速度，可以在一密闭他中引入一些起标记作用的 微粒。这样可以直接用显微镜观察在外电场作用下粒子移动的速度， 从而确定其电渗速度。如果密闭的电渗池采用圆柱形，在外电场作用 下，带电粒子在他中向一电极方向移动；同时，靠近池壁的液体则向 另一方向流动，这就是电渗流。由于电渗他是封闭的，故液体必然在 他的中心产生回流。如图4—18所示。
高二化学第二章第二节胶体的性质及其应用 推荐
注：胶粒所带电荷可根据电泳实验来确定 胶粒带有电荷，但胶体本身呈电中性
四、胶体的聚沉
1.胶体稳定的原因：
一、主要是由于同种胶粒带有相同的电荷， 它们相互排斥的缘故。
二、布朗运动
2.胶体的聚沉：施加某些条件，使分散质粒子
聚集成大于100nm的大颗粒而成为沉淀。
盐，析出肥皂。
练习4 利用胶体知识解释问题
1. 沙洲的形成 2. 墨水不能与其它品种墨水混用 3. 不同血型的人不宜相互输血 4. 卤水点豆腐 5. 明矾净水 6. 土壤的保肥性 7. 工业制皂的盐析 8. 冶金工业电泳除尘 9. 血液透析，血清纸上电泳 10. 工业选矿，原油脱水
作业： 课本 P21 《圆梦》
3.胶体聚 沉的方法
加少量电解质溶液 加带有相反电荷胶粒的胶体（明矾净水） 加热或搅拌
4.凝胶：指胶粒与分散剂一起凝聚形成的不流动 的冻状物。如：果冻、凉粉、豆腐等。
五、胶体的应用
1、材料研究上：改进材料的机械性能和光学性能， 如有色玻璃
2、医学上：诊断和治疗某些疾病，如血液透析治疗 尿毒症，用血清纸上电泳诊断疾病
B.②③④ D.③④⑥
练习2
在Fe(OH)3胶体里加入2mol/L硫酸溶 液,由于_______离子的作用,使胶 体先形成了沉淀,这个过程称为 ____________;后来由于_______离 子的作用,又使沉淀溶解.产生上述 实验现象的原因是 _________________________.
2.原因：分散剂分子（水分子）从各个方向撞 击分散质分子，而在每一瞬间分散质粒子在不 同方向上所受的力是不同的，使分散质粒子运 动的方向每一瞬间都在改变。因此，分散质粒 子就不可能静止，运动是无方向性、无规律性 的。
物理化学14章_胶体与大分子溶液
物理化学14章_胶体与大分子溶液一、胶体胶体是一种分散体系，其中分散相的粒子大小在1-100nm之间。
这种分散体系具有一些特殊的性质，例如光学、电学和动力学性质，这使得胶体在许多领域都有广泛的应用。
1、胶体的分类胶体可以根据其分散相的不同分为不同类型的胶体，例如：（1）金属胶体：以金属或金属氧化物为分散相的胶体，如Fe(OH)3、TiO2等。
（2）非金属胶体：以非金属氧化物、硅酸盐、磷酸盐等为分散相的胶体，如SiO2、Al2O3、Na2SiO3等。
（3）有机胶体：以高分子化合物为分散相的胶体，如聚合物、蛋白质、淀粉等。
2、胶体的制备制备胶体的方法有多种，例如：（1）溶解法：将物质溶解在适当的溶剂中，通过控制浓度和温度等条件使物质析出形成胶体。
（2）蒸发法：将溶剂蒸发，使溶质析出形成胶体。
（3）化学反应法：通过化学反应生成胶体粒子。
3、胶体的性质胶体具有一些特殊的性质，例如：（1）光学性质：胶体粒子对光线有散射作用，因此胶体具有丁达尔效应。
（2）电学性质：胶体粒子可以带电，因此胶体具有电泳现象。
（3）动力学性质：胶体粒子由于其大小限制，表现出不同于一般粒子的动力学性质，例如扩散速度较慢、沉降速度较慢等。
二、大分子溶液大分子溶液是一种含有高分子化合物的溶液，其中高分子化合物通常具有较大的分子量。
这种溶液具有一些特殊的性质，例如分子量较大、分子链较长、分子间相互作用较强等。
1、大分子溶液的分类大分子溶液可以根据其组成的不同分为不同类型的溶液，例如：（1）合成高分子溶液：由合成高分子化合物组成的溶液。
（2）天然高分子溶液：由天然高分子化合物组成的溶液，如蛋白质、淀粉、纤维素等。
2、大分子溶液的制备制备大分子溶液的方法有多种，例如：（1）溶解法：将大分子化合物溶解在适当的溶剂中，通过控制浓度和温度等条件使其溶解。
（2）化学反应法：通过化学反应合成大分子化合物并将其溶解在适当的溶剂中。
3、大分子溶液的性质大分子溶液具有一些特殊的性质，例如：（1）粘度：大分子溶液通常具有较高的粘度，这是因为大分子链较长，运动较困难。
胶体化学教案中的胶体的表面电荷与电化学性质
胶体化学教案中的胶体的表面电荷与电化学性质胶体是由微粒子组成的一种特殊物质体系，其微粒子的大小介于溶液中溶质分子和悬浮液中颗粒之间。
而胶体的稳定性与胶体粒子表面的电荷密切相关。
本文将介绍胶体的表面电荷特性以及与电化学性质的关系。
一、胶体的表面电荷胶体的表面电荷是指胶体粒子表面的电荷状态。
胶体的表面电荷来自于离子溶质或功能基团在胶体粒子表面上的吸附和解离。
由于表面吸附的离子溶质呈现空间电荷分布，胶体粒子表面形成一个电离层，称为电二重层。
电二重层由两部分组成，一部分是紧贴胶体粒子表面的静电双层，另一部分是周围电解质溶液中的扩散层。
表面电荷的性质可由电位、电动势和电导率等电化学参数来描述。
胶体粒子表面的电势由胶体粒子的电位决定，电位为负则表明表面带负电，电位为正则表明表面带正电。
表面电位的大小与溶液中的离子浓度有关，离子浓度较高时，电位较小；离子浓度较低时，电位较大。
二、胶体的电化学性质1. 电动势胶体溶液中的电动势是描述胶体系统中整体电化学性质的参数。
胶体溶液中存在电离现象，胶体粒子表面带电，导致溶液中存在着电荷偏移，形成电位差。
这种电位差称为胶体溶液的电动势，可通过电位计来测量。
胶体溶液的电动势与胶体粒子表面电荷的性质和溶液中的离子浓度有关。
2. 电泳现象电泳是指胶体粒子在电场中移动的现象。
由于胶体粒子表面带电，当电场施加在胶体溶液中时，胶体粒子会受到电场力的作用而发生电泳运动。
电泳现象的方向和速度与胶体粒子带电性质、电场强度以及溶液中的离子浓度有关。
3. 电位理论电位理论是用来解释胶体表面电荷的理论模型之一。
电位理论认为胶体粒子表面存在一个电离层，电离层中带电离子与胶体粒子表面具有某种形式的静电吸引或排斥作用，从而保持胶体粒子带电性质的稳定。
电位理论对于解释胶体粒子聚集、沉降和胶体溶液的浑浊度等现象具有重要意义。
总结起来，胶体的表面电荷与电化学性质密切相关。
通过胶体溶液的电动势、电泳现象和电位理论等电化学参数，可以揭示胶体粒子表面的特点和胶体溶液中电荷的分布情况。
胶体的电学性质
一、电动现象
1、电泳（electrophoresis）
研究电泳的实验方法：电泳仪、区带电泳（纸上电泳、凝胶电泳）
用聚丙烯酰铵凝胶来分离血清样品可得到25种组成。
Tiselius电泳仪
提赛留斯电泳仪的纵、横剖面图如图所示。
界面移动电泳仪
显微电泳仪
2.5 溶胶的电学性质
2、电渗（electro-osmosis)
- Ion of opposite charge
double-layer
二. 电动电势 电势
双电层厚度
二. 电动电势 电势
双电层厚度
二. 电动电势 电势
双电层厚度
二. 电动电势 电势
双电层厚度
电势
a d
d' d''
a
b''' b'' b '
'
x
b
外加电解质对 电势的影响
c
'
2.5 溶胶的电学性质（例题）
3、由电泳实验测得Sb2S3溶胶在电压为210V，两极间距离 为38.5cm时，通电36min12s，引起溶胶界面向正极移 动3.2cm，已知介质的介电常数为8.89×10-9F m-1，粘 度为0.001Pa s，计算此溶胶的电动电势。
6 u E
Hale Waihona Puke 6 0.001 ( 3.2 102 )
36 60 12 0.057V
多孔膜的性质决定流动方向： 滤纸、棉花、玻璃－－水向阴极移动
表明液相带正电荷 氧化铝、硫酸钡－－水向阳极移动
表明液相带负电荷
电渗应用: 溶胶净化、海水淡化、 泥炭和染料的干燥等。
胶体的电学性质
定不动的毛细管（或多孔塞）的体积流速Q求算ζ
Q 与ζ电势的关系： Q=v∞A=ζEεA/η AE=I/L0 I为流过介质的电流强度； L0为液体的电导率。 代入（1.61）得 Q=ζEε/(ηL0) (1.63) （1.61）
v∞：介质的线流速；A：多孔塞的有效面积； (1.62)
只要测出体积流速、电导率和电流强度即可求出ζ
1
（1）电荷分布 根据Boltzmann分布规律，距表面x且电势为ѱ处的正
负离子浓度分别为：
n+=n0exp（-ze ѱ /kT) (1.42) n-=n0exp（+ze ѱ /kT) n+:距表面x处单位体积中正离子的数；n0为体相离子浓度；k为 Boltmann常数；e为一个电子的电量。
扩散层中的离子分布：
带入公式（1.43）得 d2 ѱ /dx2=-2n0ze sinh(ze ѱ /kT) /ε （1.46）
---------------------Piosson-Boltzmann 方程
若ѱ 0很低， ze ѱ 0/kT《1时， sinh(ze ѱ /kT) ≈ ze ѱ /kT，则（1.46）变为 d2 ѱ /dx2=k2 ѱ （1.47） k=（2n0z2e2/εkT)1/2 (1.47)的解为：
4 沉降电势
在外力作用下，带电胶粒作相对于相对于液相的运动时，两端产生电势差 。
二、 胶体表面电荷的来源
电动现象表明胶粒在液体中是带电的。电荷来源大致有：
1、 电离作用
2
有些胶粒带有可电离的基团，则在分散介质中电离而带电。 CH -CH CH2-CH 如 丙烯酸酯乳液粒子带负电： m COOH
胶体电学性质
三. 溶胶表面双电层理论
1. 平板双电层（Helmholtz模型）
模型过于简单 不能区别表面电势与电动电势
三. 溶胶表面双电层理论
2. 扩散双电层（Gowy-Chanman模型） 反离子排布 静电吸力，向内集中 热运动，向外扩散 形成内多外少的扩散状分布 (符合Boltzman分布 ) 滑动面 电位
电动现象说明：溶胶质点与介质分别带电，在电场中发生移
动，或移动时产生电场
二. 带电原因
1. 吸附带电 吸附介质中H+，OH– 或其它 非选择性吸附： 一般阳离子水化能力强，不易吸附 悬浮粒子往往吸附阴离子而带负电
选择性优先吸附Fajans规则： 难溶盐晶体的溶胶，优先吸附与其成分相同的离子 HSiO3– + H+ 2. 电离带电 如硅酸溶胶H2SiO3 HSiO2+ + OH – （不同pH时） 3. 同晶置换 4. 摩擦带电 如晶格中高价离子被低价离子置换而带负电 非水介质中无电离，质点与介质摩擦带电
d
0
d
0e
kx
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x
0
d
0e
kx
第五节 溶胶的电学性质
x
一．电动现象
1. 电冰：胶粒在电场中运动 +
–
+
– 半透膜
泥土 胶粒带负电 2. 电渗：介质在电场中运动
泥土 介质带正电
一．电动现象
1. 电冰：胶粒在电场中运动
2. 电渗：介质在电场中运动 3. 流动电势：使介质移动，产生电场 4. 沉降电势：使胶粒移动，产生电场
电解质对双电层影响
d
距离x
胶体的性质及其应用
胶体的性质及其应用文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-胶体的性质及其应用撰稿：顾振海责编：张立［基本目标要求］1．掌握胶体的一些重要性质。
2．了解胶体的一些重要应用。
3．认识物质的性质与物质的聚集状态有关。
［知识讲解］一、胶体的性质及其应用概述1．胶体的性质(1)丁达尔效应光束通过胶体，形成光亮的“通路”的现象叫做丁达尔效应。
(2)布朗运动胶体粒子在分散剂中做不停的、无秩序的运动，这种现象叫做布朗运动。
(3)电泳现象因胶粒带电，在外加电场作用下，胶体粒子在分散剂里向电极(阴极或阳极)做定向移动的现象，叫做电泳。
胶体的电泳具有广泛的实用价值。
2．胶体的应用(1)研发纳米材料。
(2)检验或治疗疾病。
(3)土壤胶体、制作食物等。
3．胶体的聚沉胶体受热或加入电解质或加入带相反电荷胶粒的胶体使胶体粒子聚集成较大颗粒从分散剂里析出的过程叫胶体的聚沉。
二、胶体的性质1．丁达尔效应(胶体的光学性质)(1)产生丁达尔效应，是因为胶体分散质的粒子比溶液中溶质的粒子大，能使光波发生散射(光波偏离原来方向而分散传播)，而溶液分散质的粒子太小，光束通过时不会发生散射。
(2)利用丁达尔效应可以区别溶液和胶体。
2．布朗运动(胶体的动力学性质)(1)产生布朗运动现象，是因为胶体粒子受分散剂分子从各方面撞击、推动，每一瞬间合力的方向、大小不同，所以每一瞬间胶体粒子运动速度和方向都在改变，因而形成不停的、无秩序的运动。
(2)胶体粒子做布朗运动的这种性质是胶体溶液具有稳定性的原因之一。
3．电泳现象(胶体的电学性质)(1)产生电泳现象，是因为胶体的粒子是带电的粒子，所以在电场的作用下，发生了定向运动。
(2)电泳现象证明了胶体的粒子带有电荷；同一种胶体粒子带有相同的电荷，彼此相互排斥，这是胶体稳定的一个主要原因。
(3)胶体粒子带有电荷，一般说来，是由于胶体粒子具有相对较大的表面积，能吸附离子等原因引起的。