溶胶的稳定性和聚沉作用
实验一溶胶的制备及溶胶的稳定性
实验五十一 溶胶的制备及其稳定性 一、实验目的 1．了解溶胶的制备方法 2．了解影响溶胶聚沉的因素 3．了解大分子物质对溶胶的保护作用 二、实验原理 胶体是指一种或几种物质以一定的分散程度（粒子直径在1－100nm ）分散在另一种物质中所形成的体系。
其中以固体分散在水中的溶胶最为重要。
以下讨论的都是指这种水溶胶。
要制备出比较稳定的溶胶必须满足两个条件： （1）固体分散相粒子大小必须在胶体分散度的范围内。
（2）胶粒在液体介质中要保持分散，不聚结（一般需加稳定剂）。
通常制备溶胶有2种方法： （1）凝聚法，即在一定条件下使小分子或离子聚结成胶体分散度的大小。
（2）分散法，即是将大块固体分割到胶体分散度的大小。
溶胶的性质与其结构有关。
本实验用AgNO 3和过量的KI 所制备的AgI 溶胶（A ）的胶团结构简图如下： [(AgI) · I m n －· )(x n −K + ] · −x x K + 此溶胶由m 个AgI 组成胶核。
由于KI 过量，溶液中还剩有K +、NO 3－、I －等离子。
因为胶核可有选择地吸附与其组成相类似离子的倾向，所以I － 在胶核表面优先吸附，使胶核带上了负电荷。
溶液中与其电性相反的K +（反离子）也部分被吸附在胶核表面形成吸附层，胶核和吸附层构成胶粒，剩下的其余反离子松散的分布在胶粒外面，形成扩散层。
扩散层和胶粒合称为胶团。
在溶胶中胶粒是独立运动单位。
因此AgI 溶胶（A ）的胶粒是带负电的。
本实验用过量的AgNO 3和少量的KI 制成的AgI 溶胶（B ）的胶团结构简图如下： [(AgI) · Ag m n ＋· )(x n −NO 3－ ] ·+x x NO 3－同理可推断出AgI 溶胶（B ）的胶粒是带正电的。
由于胶粒带电是导致其具有稳定性的原因之一。
因此，电解质的加入或带相反电荷溶胶的混合，都将破坏胶团的双电层结构，使溶胶发生聚沉。
胶体的稳定性和聚沉作用
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。
§14.7 溶胶的稳定性和聚沉作用.
2. 胶粒之间的相互作用 将胶粒带相反电荷的溶胶互相混合，也会发生聚
沉。
与加入电解质情况不同的是，当两种溶胶的用 量恰能使其所带电荷的量相等时，才会完全聚沉， 否则会不完全聚沉，甚至不聚沉。
产生相互聚沉现象的原因是：可以把溶胶粒 子看成是一个巨大的离子，所以溶胶的混合类似 于加入电解质的一种特殊情况。
加入少量明胶，使SiO2 的胶粒粘附在明胶上，便于
聚沉后过滤，减少损失，使分析更准确。
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不同胶体的相互作用
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胶体稳定性的DLVO理论大意
在20世纪四十年代，前苏联学者Deijaguin和 Landau与荷兰学者Verwey和Overbeek分别提出了关于 各种形状粒子之间在不同的情况下相互吸引能与双电 层排斥能的计算方法。他们处理问题的方法与结论有 大致共同之处，因此以他们的姓名第一个字母简称为 DLVO理论。
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影响聚沉作用的一些因素
电解质的影响有如下一些规律： （1）聚沉能力主要决定于与胶粒带相反电荷的离子 的价数
异电性离子为一、二、三价的电解质，其聚沉
值的比例约为： 100:1.6:0.14
讲-第章-胶体的稳定性
(ii) 脱水效应—高聚物分子由于亲水，其水化作用较胶粒 水化作用强(憎水)，从而高聚物的加入夺去胶粒的水化外壳 的保护作用。
(iii) 电中和效应—离子型高聚物的加入吸附在带电的胶 粒上而中和胶粒表面电荷。
2. 空间稳定理论（ steric stabilization）
向溶胶中加入高聚物或非离子表面活性剂，虽降低了电势， 但却显著地提高了溶胶系统的稳定性，这是用DLVO理论所解 释不了的。这种结果可用空间稳定理论加以解释。空间稳定理 论认为这是由于溶胶粒子表面吸附了高聚物，吸附的高聚物层 引起系统的G >0.
可见，聚沉能力是聚沉值的倒数，即聚沉值愈小，该电解 质的聚沉能力就愈大；反之，聚沉值越小的电解质，其聚沉能 力越强。
（1）电解质中与胶粒所带电荷相反的离子是其主要聚沉作用 的离子，并且离子价数越高，电解质的聚沉能力越大。
对某一给定溶胶，一、二、三价反离子聚沉值的比例大约是：
100 :1.6 : 0.14
当x缩小，先出现一 极小值F，则发生粒子的
Born排斥 {U}
聚集称为絮凝（可逆的）。
UR ∝exp{-x} —德拜参量
Umax
当x再缩小，则出现 极大值Umax。只有两胶 粒通过热运动积聚的动 能超过15kT时才有可能
超过此能量值，进而出 现极小值C，在此处发
生粒子间的聚沉（不可 逆）。
势垒
exp( Ze0 ) 1
2kT
exp( Ze0 ) 1
2kT
B：常数； ：介电常数；Z：分散离子价数 ； ：复合比 (complex ration) ; kB :波尔滋曼常数
溶胶的制备、纯化、稳定性研究及溶胶聚沉值的测定
溶胶的制备、纯化、稳定性研究及溶胶聚沉值的测定—电压对溶胶稳定性的影响和KCl聚沉值的测定一、前曰(一)实验背景电泳法测定氢氧化铁溶胶6-电势是大多数高校化学专业开设的基础物理化学实验之一，胶体是日常生活中比较常见的混合物体系，本文从水解法制备Fe(OH)3溶胶、Fe(OH)3溶胶的纯化、电泳实验、测定不同电解质对Fe(OH)3溶胶的聚沉值等四个方面对Fe(OH)3溶胶的性质进行深入的探究，通过本实验我们可以探究利用溶胶的性质来处理水污染等实际问题。
(二)实验要求1、了解制备胶体的不同方法，学会制备Fe(OH)3溶胶。
2、实验观察胶体的电泳现象，掌握电泳法测定胶体电动电势的技术。
3、探讨不同外加电压、电泳时间、溶胶浓度、辅助液的pH值等因素对Fe(OH)3溶胶电动电势测定的影响。
4、探讨不同电解质对所制备Fe(OH)3溶胶的聚沉值，掌握通过聚沉值判断溶胶荷电性质的方法。
二、实验部分(一)实验原理胶体现象无论在工农业生产中还是在日常生活中，都是常见的问题。
为了了解胶体现象，进而掌握其变化规律，进行胶体的制备及性质研究实验很有必要。
1、溶胶的制备溶胶的制备方法可分为分散法和凝聚法。
分散法是用适当方法把较大的物质颗粒变为胶体大小的质点，如机械法，电弧法，超声波法，胶溶法等；凝聚法是先制成难溶物的分子(或离子)的过饱和溶液，再使之相互结合成胶体粒子而得到溶胶，如物质蒸汽凝结法、变换分散介质法、化学反应法等。
Fe(OH)3溶胶的制备就是采用化学反应法使生成物呈过饱和状态，然后粒子再结合成溶胶。
2、溶胶的纯化制诚的Fe(OH)3溶胶溶液中常有其它杂质存在，而影响其稳定性，而且制得的Fe(OH) 3水溶胶冷却时，反应要逆向进行，因此必须纯化。
常用的纯化方法是半透膜渗析法。
渗析时以半透膜隔开胶体溶液和纯溶剂，胶体溶液中的杂质，如电解质及小分子能透过半透膜，进入溶剂中, 而大部分胶粒却不透过.如果不断换溶剂,则可把胶体中的杂质除去.要提高渗析速度，可用热渗析或电渗析的方法。
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。
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。
第8章 胶体分散体系稳定性
8.2 聚沉动力学
自热力学的观点，憎液胶体都是不稳定的。 通常所说的胶体稳定与否，是指聚沉速度的 相对快慢，聚沉速度是胶体稳定性的定量反 映。
快聚沉：势垒Umax为零，胶粒凡碰即聚；
慢聚沉：有势垒存在，只有其中一部分胶粒 碰撞导致聚沉。
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8.2.1 快聚沉
快聚沉时，质点之间无势垒存在，凡碰即 聚，聚结速度取决于碰撞频率，而碰撞频率则 由布朗运动，即质点的扩散速度决定，于是聚 沉速度问题转化为质点向另一质点扩散的问题。 1917年，斯莫卢霍夫斯基(Smoluchowski) 将扩散理论用于聚沉，讨论了单分散球形质点 的聚沉速度。
沉所需要的电解质的最低浓度。 聚沉能力: 聚沉值的倒数定义为聚沉能力 聚沉值大小与实验条件有关，通常作相同条件 下的比较。
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电解质的聚沉作用
少量电解质的存在对溶胶起稳定作用 ; 过量的电 解质的存在对溶胶起破坏作用(聚沉)。原因主要是: •电解质的浓度或价数增加都 会压缩扩散层, 使扩散层变薄, 斥力势能降低; •若加入的反离子发生特性吸 附时, 斯特恩层内的反离子数 量增加 , 使胶体粒子带电量降 低。
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临界聚沉浓度
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。 某电解质的聚沉值愈小， 表明其聚沉能力 愈强。 电解质浓度越高，势垒降低，系统越不稳定。
U H
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临界聚沉值
c B
(kT )
3 5
4 0
A z
2
6
(a) 当表面电势较高时，γ0 →1，c∝z-6 当表面电势较低时，γ0≈zeψ0/4kT c∝ψ04 ·z-2
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发生聚沉时，原始质点消失， 球形胶粒的消失速度：
胶体5
此顺序与离子水化半径有关，Li+离子半径最小，
水化能力最强，水化半径最大，聚沉能力最小。
如AgI负溶胶
电解质聚沉能力 LiNO3<NaNO3<RbNO3
NaCl< Na2SO4<Na3PO4
具有相同阳离子的阴离子，对带正电的溶胶的聚
沉能力为：
F ->Cl - >Br - >NO3 - >I -
如豆浆中加入卤水做豆腐，豆浆是带负电的大豆蛋
相对大小；斥力>吸力，稳定；斥力<吸力，聚沉；
（3）、斥力势能、吸力势能、总势能随粒子间距离而变；
（4）、加入电解质对吸力势能影响不大，对斥力势能影响大；
DLVO理论仅考虑了V.D.W力和电场斥力这两个主 要方面，还不能充分说明胶体体系稳定和聚沉的各种复 杂原因，有待进一步完善。
二、溶胶的聚沉 许多因素会导致溶胶聚沉：
靠近到与双电层的扩散层重叠时，变为静电斥力，胶团靠
的越近，斥力就越大，此斥力大于引力时，碰撞的胶粒会 重新分开，习惯上把这种稳定性叫聚结稳定性。
③ 溶剂化的稳定作用 胶粒表面吸附的离子及反离子都是溶剂化的，在 胶粒周围形成溶剂化膜。溶剂化膜具有一定的机械强 度和弹性，能阻止胶粒聚结。
总结：分散相粒子的带电、溶剂化作用、布朗运动是憎液高分子物质加入溶胶中能显著提高溶胶对电解质的稳 定性。多个高分子化合物的一端吸附在同一个分散相粒子 的表面上，或是多个大分子环绕在胶粒周围，形成水化外 壳，将分散相粒子完全包围起来起到保护作用。
高分子的保护作用
高分子的敏化作用
2) 敏化作用
——高分子化合物引起溶胶聚沉的现象叫敏化作用
外加电解质、温度变化、溶胶浓度，不同电性溶
溶胶的经典稳定理论——DLVO理论
�
00-8-1 2
溶胶的经典稳定理论——DLVO理论
(3) 斥力势能, 吸力势能 以及总势能都随粒子间距离 的变化而变化, 且在某一距 离范围吸力占优势, 而在另 一距离范围斥力占优势. (4) 加入电解质对吸力势 能影响不大, 但对斥力势能 的影响却十分显著. 电解质 的加入会导致系统的总势能 发生很大的变化, 适当调整 电解质浓度, 可以得到相对 稳定的胶体.
00-8-1
扩散层未重叠, 两胶团 之间不产生斥力
扩散层重叠, 平衡破坏, 产 生渗透性斥力和静电斥力
1
溶胶的经典稳定理论——DLVO理论
两胶团扩散层重叠后, 破坏了扩散层中反离子的平衡分 布, 使重叠区反离子向未重叠区扩散, 导致渗透性斥力产生; 同时也破坏了双电层的静粒间存在的吸引力本质上仍具有范德 华吸引力的性质, 但这种吸引力的作用范围要比一般分子的 大千百倍之多, 故称其为远程范德华力. 远程范德华力势能与 粒子间距离的一次方或二次方成正比, 也可能是其它更复杂 的关系. (2) 胶体系统的相对稳定或聚沉取决于斥力势能和吸力 势能的相对大小. 当粒子间斥力势能在数值上大于吸力势能, 而且足以阻止由于布朗运动使粒子相互碰撞而粘结时, 则胶 体处于相对稳定状态; 当吸力势能在数值上大于斥力势能, 粒 子将相互靠拢而发生聚沉. 调整两者的相对大小, 可以改变胶 体系统的稳定性.
E 斥 力 0 吸 力
c1 c3 c2
x
从电解质对胶体粒子势 能的影响看, 当电解质的浓度 或价数增加使溶胶发生聚沉 时, 所必须克服的势垒高度和 位置皆发生变化, 势垒高度随 电解质浓度增大而降低.
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电解质浓度对胶粒势能的影响 00-8-1
溶胶的聚沉
简述溶胶的聚结稳定性的定义
简述溶胶的聚结稳定性的定义溶胶的聚结稳定性是指溶胶粒子从胶体分散液中沉淀析出的难易程度。
根据聚结的不同类型，有聚沉和聚结两种不同的现象，但这两个概念又可交替使用。
溶胶的聚结可以用凝聚核来说明，具有较大的稳定性的溶胶称为凝聚核，通常又叫做稳定核。
溶胶的聚结稳定性又分为内聚结和外聚结两种情况。
1。
内聚结溶胶的聚结稳定性的表征，就是看胶粒是否能够自发地进行二次聚结。
即判断溶胶是否存在凝聚核，一般可以用电泳法。
把分散相加入到电泳槽中，样品的颗粒大小应比凝聚核大，使胶粒之间产生凝聚核。
如果加入足够多的样品时，形成的凝聚核中的凝聚质点数与凝聚核的平均直径之比就是该溶胶的电泳分散系数，它反映了溶胶的凝聚程度。
溶胶的聚结稳定性可以用电泳、光学显微镜或差示扫描量热法来测定，其具体方法如下：(1)将胶体溶液加入到密闭的容器里，用0.1-0.3mol/L的凝聚剂作电泳分散剂，在恒温条件下，测定单位体积内能够自动形成凝聚核的样品所占的百分率。
一般而言，样品颗粒越小，则单位体积内能够形成凝聚核的样品的百分率越高，此值也就越大。
(2)将溶胶与凝聚核直接接触，然后测定凝聚核中的凝聚质点与胶体颗粒中的颗粒的总质点数之比，以此计算聚结核的直径。
(3)测定凝聚核形成后溶胶样品中的凝聚质点与胶体颗粒的质点数之比，以此计算凝聚核的直径。
溶胶的凝聚核在一定条件下会脱稳，随着时间的延长，由于溶胶发生二次聚结，而使得凝聚核的数目不断增多。
这些增多的凝聚核又因静电引力相互吸附，当达到一定程度时便不再聚结，这种过程就是溶胶的聚结稳定性。
2。
外聚结试验证明，当溶胶的内聚结发展到一定程度时，胶粒间的凝聚核并不稳定，胶粒仍有脱稳的趋势。
当凝聚核数目较少，又处于聚合阶段时，胶粒间彼此分离的倾向很弱；若胶粒数目较多，又处于“解聚”阶段时，胶粒间彼此分离的倾向很强。
这两种现象都能使胶粒失去凝聚力，逐渐形成聚沉。
为了观察聚沉的实际情况，可以先进行外聚结的研究，也就是在一定条件下，测定凝聚核的数目。
胶体稳定性的DLVO 理论
65胶体稳定性的DLVO 理论胶体(憎液溶胶)是一个高度分散的系统，它有很大的表面自由能，且具有自发降低表面自由能的倾向，这就是说，在本质上，憎液溶液胶属于热力学不稳定系统。
某些物理条件的改变，特别是电解质的加入，会显著地影响它的稳定性，使它聚集而沉淀。
早在一个世纪前，Schulze(舒尔茨)和Hardy(哈迪)就经验发现，异号离子的电荷数对溶胶的聚沉影响很大。
电荷数(价数)愈高，聚沉能力愈大。
如果将使溶胶聚沉的电解质最低浓度称为聚沉值，则一价、二价和三价异号离子的聚沉值之比约为66)31(:)21(:1，这个规律称为Schulze —Hardy 规则。
怎样解释这个规则，就成了胶体稳定性理论必须面对的首要任务。
直到上个世纪的四十年代，这个问题才被两位前苏联学者Дерягин(杰里亚金)、Ландау(朗道)和两位荷兰学者Verwey(弗威)和Overbeek(奥弗比克)所解决，因此，称为DLVO 理论。
本专题就专门来介绍这个理论。
鉴于理论是建立在数学解析的基础上，下面的介绍只取推导的结果，而将介绍的重心放在物理意义上。
1．DLVO 理论这个理论完全着眼于溶胶粒子的作用势能与粒子间距的关系。
认为粒子间存在着两个相互制约的作用力，一是van der Waals 引力，它要使粒子兼并而聚沉。
另一是扩散双电层重迭所引起的静电斥力，它是维护溶胶稳定的原因。
因此，溶胶是否能够相对地稳定就取决于这两种力谁占据优势，DLVO 理论的首要任务便是分别计算粒子之间的引力和斥力势能与粒子间距的定量关系。
(1) 粒子间的van der Waals 引力势能如所周知，分子之间是存在短程的van der Waals 引力的，这种力的大小与分子间距的7次方成反比。
它包括分子间的偶极—偶极作用，偶极与诱导偶极的作用和分子间的色散作用。
后者亦称London 力，在胶体中常常起着主要的作用，量子力学算得，London 力的引力势能与分子间距的关系可由下式表示662A 43−−−=−=x x h V βνα (65-1) 式中h 为Planck 常数, ν为分子的特征振动频率，α为分子的极化率，x 为分子间距，负号表示吸引。
溶胶的聚沉
絮凝，这对有用矿泥的回收特别有利。 目前，市售絮凝剂牌号最多的是聚丙烯酰胺类，各种牌
号标志着它的不同水解度和摩尔质量，适应各种不同的实际 需要。这类絮凝剂约占各种絮凝剂总量的 70%。其他絮凝剂 还有：聚氧乙烯、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酸钠以及动 物胶、蛋白质等。
影响溶胶稳定性的因素还有很多，如溶胶的浓渡、温度、 pH、非电解质的作用等，在此不再详述。了解溶胶稳定性的 规律，有助于根据需要，通过调节外界条件达到使溶胶稳定 存在或使溶胶破坏的目的。
越强，聚沉值越小。这一规律称为哈迪 – 叔采（Hardy Schulze）规则。通常一价反离子的聚沉值比二价的大 20—80 倍，比三价的大 500—1500 倍。应当指出，当离子在胶粒表 面强烈吸附或发生表面化学反应时，哈迪 – 叔采规则不能 应用。例如对 As2S3 溶胶来说，一价吗啡离子的聚沉能力比 二价 Mg2+和 Ca2+还要强得多。
（1）外加电解质对溶胶聚沉的影响
电解质对溶胶稳定性的影响具有两重性。当电解质浓度 较小时，有助于胶粒带电形成 电势，使粒子之间因同性电 的斥力而不易聚结，因此电解质对溶胶起稳定作用。但是， 当电解质浓度足够大时，使分散层亦薄而 电势下降，因此 能引起溶胶聚沉。关于外加电解质对溶胶聚沉的影响有以下 几点经验规则： 1、外加电解质需要达到一定浓度方能使溶胶发生明显聚沉。 使溶胶发生明显聚沉所需电解质的最低浓度称为“聚沉值”。 聚沉值是电解质对溶胶聚沉能力的衡量，聚沉能力越强，聚 沉值越小，反之亦然。实验表明，当电解质浓度达到聚沉值 时，并未使胶粒的荷电量减少到零，亦即 不等于零。一般 说来此时电动电势的数值仍有 25—30mV 左右，但胶粒的布
发生部分聚沉，甚至不聚沉。我国自古以来沿用的明矾净水，
§6 溶胶的稳定性和聚沉作用
(1) 颗粒间的范德华引力
两分子间由于范德华引力产生的势能函数
可以近似用兰纳－琼斯位能函数表示
p 4 r r
12 6
球形胶体颗粒的位能函数
两个球形胶体颗粒间的位能函数可通 过二重积分求算，近似为：
Schulze-Hardy rule 电解质的聚沉值与胶粒的异电性离子的 价数的6次方成反比
c :c
(1) j
( 2) j
:c
( 3) j
6 6 6 1 1 1 ( ) :( ) :( ) 1 2 3
Cj(i) : i 价电解质的聚沉值
当离子在胶粒表面上有强烈吸附或发生表面化学反应时，舒— 哈规则不适用。
58.4 51 50 65 31 0.65 0.69 0.80 0.096 0.093
NaCl KCl KNO3 K2SO4 K2Cr2O7 K2C2O4 K3[Fe(CN)6]
43.5 46 60 0.30 0.63 0.69 0.08
② 影响电解质聚沉能力的因素：
(a) 主要取决于与胶粒所带电荷相反的离子（反 离子）所带的电荷数（即价数）。反离子的 价数越高，聚沉能力越强。
势垒 Eb
H
当粒子的动能3kT/2大于势垒Eb时方能聚沉
4.
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。
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。
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。从已知的表值 可见，对同一溶胶，外加电解质的离子 价数越低，其聚沉值越大。
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。
当扩散层中的反离子被全部压入吸附层内，胶粒处于等电状态，ζ电势为零，此时溶胶的稳定性最差，非常易于聚沉。
如豆浆使荷负电的蛋白质胶体，卤水中的Ca2+、Mg2+、Na+等离子压缩扩散层厚度，使ζ电势下降并使蛋白质聚沉。
实验表明，当溶胶的ζ电势降低到一定值时，(不必降到零！)，就可观察到聚沉现象的发生。
简述溶胶稳定的原因
简述溶胶稳定的原因在化学实验中，为了区别两种物质是否溶解在同一溶液中，常常采用分别加入沉淀剂和溶剂，使其成为不溶的沉淀或溶液的混合物。
由于沉淀剂能使溶液变浑浊而溶液不变浑浊，这种混合物称为溶胶。
为什么胶体能稳定存在呢？首先要弄清楚，胶体具有独特的性质：1、胶体不需要或只需微量的电解质溶液便能稳定存在； 2、胶体对光、热、酸碱等外界条件的刺激都极为敏感，加入少量的电解质便可使胶体发生聚沉，从而使胶体的性质发生改变； 3、胶体能带电。
根据这些特点，胶体与悬浮液相比，胶体具有以下性质：①溶解度小。
一般的物质都是在水中溶解的，在水中可以任意的溶解。
然而胶体则不然，因为它们的溶解度很小，所以必须在电解质溶液中才能稳定存在。
②表面积大。
对于同样体积的胶体与悬浮液相比，胶体的表面积要大几十倍到几百倍。
由此可知胶体表面上的吸附力也很强。
③稳定性好。
胶体在水中的稳定性是所有物质中最好的。
④粘度小。
胶体的粘度小，所以加入电解质后，胶体易于分散。
⑤电泳现象。
当胶体粒子带负电荷时，它会向带相反电荷的电极移动，形成胶体粒子的定向移动。
胶体带有同号电荷，因此它会吸引彼此排斥的电解质，聚集成较大的颗粒。
因此胶体能稳定存在，原因就是上述五个原因。
2、溶胶不能用过滤的方法分离开来，要用过滤的方法分离的固体是原溶液，原溶液是稳定的，把不稳定的滤渣（没有被溶剂化的胶粒）和母液分开。
3、某些情况下，胶体粒子自身带有电荷，加入的少量电解质会破坏胶粒的电荷平衡，胶粒失去稳定性。
4、胶体粒子的大小很接近，一般用显微镜难以观察清楚。
5、同种胶体的聚沉值相差很小， [gPARAGRAPH3]规则将决定最终的沉降速度。
总之，由于胶体具有以上特点，使得胶体在许多场合有着重要的应用。
例如天然界和生产实践中有大量的胶体存在，还有涂料、建筑装饰材料、工业废水处理、海洋开发、纺织、造纸、印染、照相材料等都与胶体有关。
1、丁达尔现象在显微镜下观察到胶体时，常可见到光亮的圆形，或椭圆形的油珠或水珠，像“丁达尔”小球一样漂浮在视野里。
溶胶的聚沉
第十二章胶体化学溶胶的聚沉溶胶的聚沉溶胶粒子合并、长大，进而发生沉淀的现象，称为聚沉。
溶胶从本质上说是不稳定的，许多因素可导致溶胶聚沉，如加热、辐射、加入电解质等。
溶胶对电解质很敏感，这方面的研究也较深入。
电解质的聚沉作用电解质的浓度或反离子价数增加时，都会压缩扩散层，使扩散层变薄，斥力势能降低，当电解质的浓度足够大时就会使溶胶发生聚沉；若加入的反离子发生特性吸附时，斯特恩层内的反离子数量增加，使胶粒的带电量降低，而导致碰撞聚沉。
E R E A E c 1 c 2c 3 势能 0 电解质浓度： c 3> c 2> c 1聚沉值 − 溶胶发生明显聚沉所需电解质的最小浓度聚沉能力− 聚沉值的倒数 电解质浓度↑： E R ↓，E max ↓， 溶胶稳定性↓电解质对溶胶的聚沉规律：反离子的价数起主要作用价数↑，聚沉值↓，聚沉能力↑聚沉值∝1/Z 6，聚沉能力∝Z 6−−Schultz-Hardy规则例如：对于带负电荷的As2S3 溶胶，用几种电解质聚沉，其聚沉值分别为：KCl： 49.5 mol⋅m-3 ；MgCl2 ： 0.7 mol⋅m-3 ；AlCl3 ： 0.093 mol⋅m-3 ；聚沉能力之比 = 1/ 聚沉值KCl : MgCl: AlCl3 =1 : 70 : 5322反离子价数之比：16 : 26 : 36 = 1 : 64 : 729同价离子，有感胶离子序正离子的聚沉能力：H+ > Cs+ > Rd+ > NH+ > K+ > Na+ > Li+4负离子的聚沉能力：F —> Cl —> Br —> NO—> I—> OH—3◆正离子水化能力强, r↓, 水化能力↑, 水化层厚, 进入紧密层少, 聚沉能力↓◆负离子水化能力弱, 水化层薄, r↓进入紧密层多, 聚沉能力↑高分子化合物的聚沉作用搭桥效应−一个大分子通过吸附，把许多胶粒联结起来，变成较大的聚集体而聚沉；脱水效应−高分子对水的亲合力强，它的存在，使胶粒脱水，失去水化外壳而聚沉；电中和效应−离子型的高分子，吸附到带电胶粒上，中和了粒子表面电荷，使粒子间斥力降低，进而聚沉。