胶体的电学性质

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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
实验发现：胶体粒子在电场中会发生 定向移动; 胶粒在运动（沉降）过程 会产生沉降电势。
以上现象说明，胶粒是带电的。
胶体是热力学不稳定系统，其所以能长期存在 的重要因素就是胶体粒子本身带电的结果。
② 界面移动电泳
如图，首先关闭活塞，在漏斗 中装上待测溶胶，U型活塞上部 加入一定量密度小于胶体的、不 同颜色的电解质。
实验开始时，慢慢打开U形 管底部两边活塞，使溶胶 进入U形管，同时保持不同颜色的界面清晰，当液面浸没 左、右两电极时即关上，并把活塞上面多余的溶胶吸走， 同时使两臂液面等高。
小心打开U形管活塞，接通电源，观察液面的变 化。
d） 离子型固体电解质形成溶胶时，由于正、 负离子溶解量不同，使胶粒带电。
如制备AgI溶胶时，由于Ag+活动能力较强，结 合力小于I-，所以比I-容易脱离晶格而进入溶液， 使胶粒带负电。
溶胶的电动现象
由于胶粒带电，而溶胶是电中性的，则介质带与胶 粒相反的电荷。
在外电场作用下，胶粒和介质分别向带相反电荷的电 极移动，就产生了电泳和电渗的电动现象，这是因电而动。
证明胶体粒子带电的有：电泳、电渗、 流动电势和沉降电势等电动现象。
电动现象的实质是由于双电层结构的存 在，其紧密层和扩散层中各具有相反的剩 余电荷，在外电场或外加压力下，它们发 生相对运动。
胶粒带电的原因
在固体表面的带电离子称为定位离子
固体表面上产生定位离子的原因如下：
a）固体的溶胶粒子，可从溶液中选择性地吸附 某种离子而带电。
胶粒在重力场作用下发生沉降，而产生沉降电势； 带电的介质发生流动，则产生流动电势。这是 因动而产生电。 以上四种现象都称为电动现象。
溶胶的电动现象
1、电泳
在外电场的作用下，胶体粒子
在分散介质 中定向移动的现象，称
为电泳。 界面移动电泳装置
+
-
实验测出在一定时间内界 面移动的距离，可求得粒子的
NaC l溶 液
Fe(OH)3溶 胶
电泳速度，由电泳速度可求出
胶体粒子的 电势。
影响电泳的因素有：带电粒子的大小、形状；粒子表 面电荷的数目；介质中电解质的种类、离子强度，pH值和 粘度；电泳的温度和外加电压等。
电势梯度越大，粒子带电 愈多，粒子的体积越小，则 电泳速度越大；介质的粘度 越大，电泳速度则越小。
此外：溶胶中外 加电解质的改变， 会改变电泳速度， 甚至改变胶粒的电 泳方向。
若是无色溶胶，必须用紫外吸收等光学方法读 出液面的变化。
另外要选择合适的介质，使电泳过程中保持液面 清晰。
根据通电时间和液面升高或下降的刻度计算电泳 速度。
实验测出在一定时间内界面移动的距离,
对于球形质点，粒子半径r较大时，可求得胶粒的电 泳速度v,进而求得电迁移率u
u v 为介质的粘度，[] Pa.s
先将一厚滤纸条在一定 pH的缓冲溶液中浸泡，取出 后两端夹上电极，在滤纸中 央滴少量待测溶液，电泳速 度不同的各组分即以不同速 度沿纸条运动。
经一段时间后，在纸条上形成距起点不同距离的区 带，区带数等于样品中的组分数。将纸条干燥并加热， 将蛋白质各组分固定在纸条上，再用适当方法进行分析。
b.凝胶电泳
电泳实验
① 区带电泳 将惰性的固体或凝胶作为支持物，两端
接正、负电极，在其上面进行电泳，从而将 电泳速度不同的各组成分离。
区带电泳实验简便、易行，样品用量少， 分离效率高，是分析和分离蛋白质的基本方 法。
常用的区带电泳有：纸上电泳，圆盘电泳 和板上电泳等。
a.纸上电泳
用滤纸作为支持物的电泳称为纸上电泳。
。 例：蛋白质中的氨基酸分子: 在pH低时氨基形成－NH3+而带正电； 在pH高时羧基形成－COO－而带负电。
溶液中带电溶胶粒子表面，必然要吸引相反电荷 离子，使它们围绕在溶胶粒子周围，这样就在固-液 两相间形成了双电层。
c）同晶置换（晶格取代）
粘土矿物中如高岭土，主要由铝氧四面体和 硅氧四面体组成，粘土中Al3+或Si4+的晶格点往 往被一部分低价的Mg2+和Ca2+所取代，而这些正 离子在水中因水化离开表面，于是粘土颗粒带负 电。
用淀粉凝胶、琼胶或聚丙烯酰胺等 凝胶作为载体，则称为凝胶电泳。
将凝胶装在玻管中，电泳后各组 分在管中形成圆盘状，称为圆盘电泳；
凝胶电泳的分辨率极高。例如， 纸上电泳只能将血清分成五个组分， 而用聚丙烯酰胺凝胶作的圆盘电泳 可将血清分成25个组分。
C.板上电泳
如果将凝胶铺在玻板上进行的电泳称为平板 电泳。