第五章 胶体的稳定性(精心制作)解析

AlCl3 1/2Al(SO4)3 Al(NO3)
0.093 Al(NO3)3 0.096 La(NO3)3 0.095 Ce(NO3)3
（单位：mmol/L）
Al2O3（正电） 165 NaCL 140 KCl 136 KNO3 126
2.40 K2SO4 2.60 K2Cr2O7 2.43 草酸钾
0.067 K3[Fe(CN)6] 0.069 0.069
43.5 46 60
0.30 0.63
0.69
0.08
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5.1 电解质的聚沉作用
聚沉作用规律
1 叔尔采—哈迪（Schulze-Hardy）规则
起聚沉作用的主要是反离子，反离子的价数越高，聚沉效率也越
高。由表5-1可粗略的估计出。对于给定溶胶来说，聚沉值与反离子的
1．热力学稳定性
胶体是高度分散的多相体系，有巨大的界面能，因而是热力学不 稳定体系。
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胶体的稳定性概论
2．动力稳定性
由于胶粒很小，强烈的Brown运动能阻止其在重力场中的沉降， 因而具有动力稳定性。如Farady制备的金溶胶放置了几十年才沉下来。
3．聚结稳定性
粒子间有相互聚结而降低其界面能的趋势，称为聚结不稳定性。 稳定的溶胶必须同时兼备聚结稳定性和动力稳定性，其中聚结 稳定性更为重要，一旦失去聚结稳定性，粒子相互聚结变大，最终 将导致失去动力学稳定性。
2 异号离子大小（感胶离子序）
聚沉值的大小与水合离子半径有一定关系，同价离子、水合离子半 径越小，越容易靠近胶体粒子，聚沉能力就越大；水合离子半径越大， 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。
正离子：H＋>Cs+> Rb+>NH4+ >K+>Na+>Li+ 负离子：F－>C1－>ClO3 －>Br－>NO3－>I－>SCN－>OH－
与胶粒所带电荷相同的离子称为同号离子，一般来说他们对胶 体有一定的稳定作用，特别是高价离子或有机离子，在胶粒表面 特性吸附后可降低反离子的聚沉作用。
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5.1 电解质的聚沉作用
4 不规则聚沉
有时少量的电解质使溶胶聚沉，电解质浓度高时沉淀又重新分散成 溶胶，并使胶粒所带电荷符号改变，浓度再高时，又使溶胶再次聚沉。 这种现象称为不规则聚沉。此时，电解质的浓度已经很高，再增加电 解质也不能使沉淀再分散。多发生在高价反离子或有机反离子为聚沉 剂的情况。
两种电性相反的溶胶混合时可发生相互聚沉作用，聚沉的程度 与两胶体的比例有关，比例相差很大时，聚沉不完全或不发生聚沉， 在等电点附近沉淀最完全。
相互聚沉的原因可能有两种：① 两种胶粒电性中和；② 两种 胶粒的稳定剂相互发生破坏（如沉淀）。
6 Burton-Bishop规则
溶胶的浓度也影响电解质的聚沉值。
第五章 胶体的稳定性
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5.1 电解质的聚沉作用 5.2 高分子化合物的絮凝作用 5.3 高分子化合物的稳定作用
秦可欣 哈尔滨商业大学
胶体的稳定性概论
胶体溶液的稳定性实指其某种性质（如分散相浓度、颗粒大小、 体系黏度和密度等）在一定程度的不变性。包括热力学稳定性、动 力稳定性和聚结稳定性。
胶体的离子有很大的比表面，体系的表面能也很高， 所以粒子有自动聚集以降低其表面能的趋势。粒子由小变 大的过程称为聚集过程（aggregation），由胶体粒子聚集 而成的大粒子称为聚集体（aggregate），如聚集的最终结 果导致粒子从溶液中沉淀析出则称为聚沉过程。为了加速 聚集，可以外加其他物质作聚沉剂，如电解质等。
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5.1 电解质的聚沉作用
表5-1 电解质对溶胶聚沉浓度
As2S3（负电）
LiCl NaCl KCl KNO3
AgI(负电)
58 51 49.5 50
LiNO3 NaNO3 KNO3 RbNO3
CaCl2 MaCl2 MaSO4
0.65 Ca(NO3)2 0.72 Ma(N03)2 0.81 Pb(NO3)2
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5.1 电解质的聚沉作用
同价离子聚沉能力的次序称为感胶离子序。 对于高价离子的聚沉能力，电荷作用是主要的，离子大小的影响相 对的就不那么显著了。而大的有机离子，如表面活性剂，由于与胶粒 间有较强的范德华引力，容易在胶体粒子上吸附，所以聚沉能力比同 价小离子要大得多。
3 同号离子的影响
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5.1 电解质的聚沉作用
聚沉值
表征电解的聚沉能力的参数是聚沉值。聚沉值是指在规定条件
下使溶胶聚沉所需电解质的最低浓度，常以mmol/L为单位。聚沉值
的倒数为聚沉率。
聚沉值越小，该电解质的聚沉作用越强，聚沉能力越大。聚沉 值与测定条件有关，所以只能对相同条件的结果进行对比。
下面的表给出了一些体系的聚沉值。
价数的六次方成反比。即：
M
:M
2
: M 3
100 :1.6 : 0.3
1
6
:
1
6
:
1
6
1 2 3
上式括号中的分母就相当于反离子的价数，这个规则称为
Schulze-Hardy规则。
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5.1 电解质的聚沉作用
一价离子的聚沉值：25～150mmol/L之间 二价离子的聚沉值：0.5～2mmol/L之间 三价离子的聚沉值：0.01～0.1mmol/L之间
不规则聚沉可通过反离子对ζ电势的影响来解释，见下页图。
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5.1 电解质的聚沉作用
稳定区
Biblioteka Baidu聚沉区
+30mv
0 － 30mv
稳定区
不规则聚沉示意图
当ζ电势绝对值低于临界值（一般为30mv）时，溶胶就聚沉，
高于此值，体系稳定。
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5.1 电解质的聚沉作用
5 溶胶相互聚沉
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5.1 电解质的聚沉作用
通常对一价反离子来说，溶胶稀释时聚沉值增加；对二价反离 子：不变；对三价反离子：降低。这就是Burton－Bishop规则。
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胶体的稳定性概论
无机电解质和高分子都能对溶胶的稳定性产生重大影响，但其机 理不同。为加以区别，通常：
把无机电解质使溶胶沉淀的作用称为聚沉作用 把高分子使溶胶沉淀的作用称为絮凝作用
两者可统称为 聚集作用
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第一节 电解质的聚沉作用
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5.1 电解质的聚沉作用