第十章 胶体的稳定性
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.
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;
胶体化学 (Colloid Chemistry)
第十章 胶体的稳定性
10.1 憎液溶胶的稳定性
- 某些性质在一定程度上的不变性。 (1) 热力学稳定性 不稳定 (2) 动力学稳定性 稳定
- 在重力场或离心力场中，胶粒从分散介质中离析的程度。 - 原因：① 有能垒和 (或) 熵垒
② Brown 运动 (3) 聚集稳定性
A: Harmaker常数 一般在 10-20 - 10-19 J 之间
A＞0 吸引
A＜0 排斥
② 两平行等同板状胶粒
单位面积的引力位能:
.
H - 板间距
10.3 DLVO理论
(2) 双电层间的斥力位能 (ER) ① 两等同球状胶粒
② 两平行等同板状胶粒
Born斥力位能
势垒
(3) 总相互作用位能 (ET) ET = EA + ER
10.5 聚沉动力学
两粒子聚结形成聚集体
10.5.1 快速聚沉 - 无势垒, 凡碰即聚, 聚集速率由扩散控制。
Smoluchowski (1917年)：将扩散理论应用于聚沉
粒子半径: a
单位体积中粒子数: n
Fick第一定律：
2a
J - 单位时间内扩散到的粒子数
R
稳定状态: 半径为 R 的球面
dn/dR 不随 t 变.化
10.5 聚沉动力学
R ≥ 2a
*
快速聚沉: R = 2a n = 0 R→∞ n (本体中粒子数浓度)
积分 * 式得: J = 8πaDn
因粒子相对运动, 即相对扩散系数
原始 (一级) 粒子消失的速度: 两个初级粒子聚结成一个“大颗粒”, 总颗粒数减少一半:
.
10.5 聚沉动力学
t = 0 n = n0 tn 双颗粒聚结速率
势垒: 胶体稳定的原因 E0＞15 kT，稳定性很好。
. 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
第十章 胶体的稳定性
快速聚沉速率常数:
稳速求出 适用于聚沉初始阶段
与粒子大小无关 ♦ 实际体系更复杂, 因存在三聚体、四聚体等多聚体。
.
10.5 聚沉动力学
10.5.2 慢速聚沉 - 有势垒存在
缓慢聚沉的速率常数： ♦定义: 稳定性比
E0：势垒 w 越大, 体系越稳定.
因
E0
与电解质浓度有关, .
故
w
与电解质浓度也有关。
10.5 聚沉动力学
10.6 高分子的稳定与絮凝作用 (1) 吸附层的空间稳定性 ① 体积限制效应 ② 渗透压效应 (2) 桥联作用 聚集体 -絮凝 网状结构 – 稳定 一般：浓度低时，絮凝作用； 浓度高时，稳定作用。 分子量大时，絮凝作用； 分子量小时，稳定作用. 。
Βιβλιοθήκη Baidu
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
- 体系的分散度随时间的变化 ♦ 聚沉作用: 无机电解质使胶体聚结成沉淀的作用 聚集作用
絮凝作用: 高分子使胶体聚结成沉淀的作用 .
第十章 胶体的稳定性
10.2 聚沉作用
(1) 聚沉值 发生明显聚沉时电解质的浓度 mmol/L
(2) 实验规律 ① Schulze-Hardy 规则 起聚沉作用的主要是反离子，反离子的价数越高，聚沉 效率越高。聚沉值与反离子价数的六次方成反比。 - 惰性电解质适用之,“电势决定离子”不适用之。 ② 感胶离子序 (Hofmeister序) 同价离子也有差异 聚沉值大小顺序：
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;
胶体化学 (Colloid Chemistry)
第十章 胶体的稳定性
10.1 憎液溶胶的稳定性
- 某些性质在一定程度上的不变性。 (1) 热力学稳定性 不稳定 (2) 动力学稳定性 稳定
- 在重力场或离心力场中，胶粒从分散介质中离析的程度。 - 原因：① 有能垒和 (或) 熵垒
② Brown 运动 (3) 聚集稳定性
A: Harmaker常数 一般在 10-20 - 10-19 J 之间
A＞0 吸引
A＜0 排斥
② 两平行等同板状胶粒
单位面积的引力位能:
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H - 板间距
10.3 DLVO理论
(2) 双电层间的斥力位能 (ER) ① 两等同球状胶粒
② 两平行等同板状胶粒
Born斥力位能
势垒
(3) 总相互作用位能 (ET) ET = EA + ER
10.5 聚沉动力学
两粒子聚结形成聚集体
10.5.1 快速聚沉 - 无势垒, 凡碰即聚, 聚集速率由扩散控制。
Smoluchowski (1917年)：将扩散理论应用于聚沉
粒子半径: a
单位体积中粒子数: n
Fick第一定律：
2a
J - 单位时间内扩散到的粒子数
R
稳定状态: 半径为 R 的球面
dn/dR 不随 t 变.化
10.5 聚沉动力学
R ≥ 2a
*
快速聚沉: R = 2a n = 0 R→∞ n (本体中粒子数浓度)
积分 * 式得: J = 8πaDn
因粒子相对运动, 即相对扩散系数
原始 (一级) 粒子消失的速度: 两个初级粒子聚结成一个“大颗粒”, 总颗粒数减少一半:
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10.5 聚沉动力学
t = 0 n = n0 tn 双颗粒聚结速率
势垒: 胶体稳定的原因 E0＞15 kT，稳定性很好。
. 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)
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B为常数 γ、A 不变
第十章 胶体的稳定性
快速聚沉速率常数:
稳速求出 适用于聚沉初始阶段
与粒子大小无关 ♦ 实际体系更复杂, 因存在三聚体、四聚体等多聚体。
.
10.5 聚沉动力学
10.5.2 慢速聚沉 - 有势垒存在
缓慢聚沉的速率常数： ♦定义: 稳定性比
E0：势垒 w 越大, 体系越稳定.
因
E0
与电解质浓度有关, .
故
w
与电解质浓度也有关。
10.5 聚沉动力学
10.6 高分子的稳定与絮凝作用 (1) 吸附层的空间稳定性 ① 体积限制效应 ② 渗透压效应 (2) 桥联作用 聚集体 -絮凝 网状结构 – 稳定 一般：浓度低时，絮凝作用； 浓度高时，稳定作用。 分子量大时，絮凝作用； 分子量小时，稳定作用. 。
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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
- 体系的分散度随时间的变化 ♦ 聚沉作用: 无机电解质使胶体聚结成沉淀的作用 聚集作用
絮凝作用: 高分子使胶体聚结成沉淀的作用 .
第十章 胶体的稳定性
10.2 聚沉作用
(1) 聚沉值 发生明显聚沉时电解质的浓度 mmol/L
(2) 实验规律 ① Schulze-Hardy 规则 起聚沉作用的主要是反离子，反离子的价数越高，聚沉 效率越高。聚沉值与反离子价数的六次方成反比。 - 惰性电解质适用之,“电势决定离子”不适用之。 ② 感胶离子序 (Hofmeister序) 同价离子也有差异 聚沉值大小顺序：