溶胶的稳定与聚沉

2、溶胶的聚沉 聚沉：溶胶中的分散相微粒互相聚结，颗粒变大，进而发生沉 淀的现象。 （1）电解质的聚沉作用 聚沉值 倒数 电解质的聚沉能力
聚沉值＝ 加入溶胶中电解质的物 质的量 溶胶的体积＋电解质溶 液的体积
使溶胶发生明显的聚沉所需电解质的最小浓度
某电解质的聚沉值愈小，其 聚沉能力愈大
2、溶胶的聚沉 （1）电解质的聚沉作用 （A）电解质浓度的影响 c3>c2>c1 c↑，聚沉时所需克服的势垒↓。 （B）舒尔策一哈迪价数规则 反离子的价数愈高，聚沉能力愈大 带负电荷As2S3胶体粒子，起聚沉作用的是阳离子 聚沉值 KCl MgCl2 AlCl3 （mol. m-3 ） 49.5 0.7 0.093 聚沉能力 1 ： 70.7 ： 532 聚沉能力可近似表示为反号离子价数的六次方之比
§12.5 溶胶的稳定与聚沉
1、溶胶的经典稳定理论—DLVO理论 实线为胶核 （1）DLVO理论基本要点： 作用的范围 （A）胶团间既存在引力势能，也存在斥力势能。 的大小
胶核
扩散层边界
※胶团外A点，不受正电荷影响 ※扩散层内任B点，因正电荷作用 未被完全抵消，仍表现出正电性。 两个胶粒趋近、胶团的扩散层未 重叠时，两者间不产生任何斥力
（2）吸力势能及斥力势能对溶胶稳定性的影响
★两胶粒相距较远时，离子氛尚未重 叠，引力势能和斥力势能皆趋于零。
两胶粒靠近时斥力势能变 化情况
★胶粒间距离变近，引力势能占优势
(a点前)，曲线在横轴下，总势能为 负值； ★胶粒间距离再接近(ab点间) ，斥力 势能占优势，总势能曲线出现极大值 能峰Emax； ★如越过能峰Emax ，势能迅速下降， 意味着胶粒将发生聚集； 若势能峰足够高，溶胶处于相对 稳定的状态； 若势能峰不存在或者很小，则溶 胶易于发生聚沉。
Biblioteka Baidu
形成较疏松 的沉积物
表示吸力势能变化情况
永久性聚沉
★在总势能曲线上出现两个最小值。
1、溶胶的经典稳定理论—DLVO理论
（3）影响溶胶稳定的主要因素 ◎胶粒带电 增加胶粒间的排斥作用。 ◎溶剂化作用 形成弹性水化外壳，增加溶胶聚合的 阻力。 ◎布朗运动 当布朗运动足够强时，能克服重力场的影响而不 下沉，称为动力稳定性。
2、溶胶的聚沉 （1）电解质的聚沉作用 （C）对于同价离子，聚沉能力各不相同 ◆同价正离子,半径愈小,水化能力愈强，被吸附的能力愈小，聚 沉能力愈弱 负溶胶，一价正离子的聚沉能力： H ＋ > Cs＋ > Rb＋ > K＋ > Na＋ > Li＋ ◆同价的负离子，半径愈小，吸附能力愈强，聚沉能力愈强。 正溶胶：一价负离子的聚沉能力： F－ > Cl － > Br － > NO3 － > I － 带有相同电荷的离子，按聚沉能力的大小排列的顺序称“感胶离 子序”。 （2）溶胶的相互聚沉 两种电性不同的溶胶混合，可发生相互聚沉作用
（3）高分子化合物的聚沉作用和保护作用 ◆保护作用 高分子线团环绕在分散相粒子周围，形成水化外壳，包围 分散相粒子，对溶胶起到保护作用。
◎两个胶团的扩散层发生重叠，重
叠区内负离子浓度增加，扩散层对 称性遭破坏， 破坏负离子的平衡分布 破坏双电层的静电平衡
◎导致两胶团之间产生静电斥力
（1）DLVO理论基本要点 （B）溶胶的相对稳定或聚沉取决于斥力势能或引力势能的相 对大小 ◎斥力势能占优——稳定 ◎引力势能占优——聚沉 ◎调整两者的相对大小，可改变胶体系统的稳定性 （C）斥力势能、引力势能及总势能都是粒子间距离的函数。 某一距离范围内，引力势能占优势，另一距离 范围斥力势 能占优势。 （D）加入电解质导致系统的总势能发生很大的变化 加入电解质，对斥力势能影响十分明显，调整电解质浓 度，对溶胶稳定性有明显作用。
（3）高分子化合物的聚沉作用和保护作用 ◆聚沉作用 （A）搭桥效应：高分子化合物起搭 桥作用，把多个胶粒联结起来，变成 较大的聚集体而聚沉; （B）脱水效应: 高分子化合物对 水有更强的亲合力，使胶体粒子 脱水，失去水化外壳而聚沉； （C）电中和效应：离子型的高分子化合物吸附在带电胶粒 上，中和分散相粒子的表面电荷，使粒子间斥力势能降低，溶 胶聚沉 。