胶体的电学性质
高一化学胶体的性质
第一节
一种重要的化合物——胶体
分散系
溶液
悬浊液 乳浊液 胶体
分散质微 粒大小
分散质微 粒组成
<10－9m 分子、离子
>10－7m
很多分子集 合体
>10－7m
很多分子集 合体
10-9-— 10-7m
分子集 合体
主要特征 均一、稳定
能否透过
滤纸
能
不均一、 不稳定
不能
不均一、 不稳定
均一、 较稳定
现将有关实验现象记录如下：（1）电泳：甲液的阳 极周围颜色变浅，阴极周围颜色变深；
不能
能
1、丁达尔现象 ——光学性质
当一束强光透过胶体时，可以看到一条光 亮的通路，这种现象叫做丁达尔现象。
用这种方法可以区别溶液和胶体。
2、电泳 ——电学性质
在外加电场的作用下，胶体的微粒在分散 剂里向阴极（或阳极）作定向移动的现象，叫 做电泳。
电泳现象证明了胶体微粒带有电荷。
胶体的应用与危害
应用：在日常生活中如，墨水、墨汁、明矾 净水、土壤保肥中均应用胶体原理。
例5：已知土壤胶体胶粒带负电荷，因此在水 稻田中，施用含氮量相同的下列化肥时，肥 效较差的是（ ）
A．硫酸铵
B．碳铵
C．硝铵
D．氯化铵
危害：雾、烟对生活、交通带来的危害也不 可小视。
练习
有甲、乙、丙、丁四种液体，它们分别为 Fe(OH)3胶体、硅酸胶体、AS2S3胶体、NaOH溶液。
3、胶体的聚沉
（1）胶体稳定存在的原因：
胶粒带电
（2）胶体的凝聚 ①破坏胶粒的带电结构——加入酸碱盐
由于胶体胶粒带有电荷，加入酸碱盐溶液 后，由于酸碱盐在溶液中能电离出阳离子和阴 离子，分别能中和带有负电荷胶粒的胶体和带 有正电荷胶粒的胶体。
高三化学胶体的性质及其应用
A 练习1:不能发生丁达尔现象的分散系是（ B） A、碘酒 B、无水酒精 C、蛋白质溶液 D、钴玻璃
2、 布朗运动(动力学性质) 在超显微镜下观察胶体溶液可以看到胶体颗粒 不断地作无规则的运动。
普遍存在 的现象
原因：溶剂分子不均匀地撞击胶体粒子，使其 发生不断改变方向、改变速率的布朗运动。
胶体微粒作布朗运动是胶体稳定的原因之一。 练习2:胶体粒子能作布朗运动的原因是 （ C ） ①水分子对胶体粒子的撞击 ②胶体粒子有 吸附能力 ③胶体粒子带电 ④胶体粒子质 量很小，所受重力小 A、①② B、①③ C、①④ D、②④
现象：
胶体变成浑浊状态，产生红褐色沉淀的量
⑤>①=②>③>④
实例： ①浑浊的井水中加入少量石灰能使水变 澄清；
②豆浆里加盐卤(MgCl2· 2O)或石膏 6H (CaSO4· 2O)溶液使之凝聚成豆腐； 2H ③水泥里加石膏能调节水泥浆的硬化速率；
④在江河与海的交汇处形成的沙洲。
(2)加入胶粒带相反电荷的胶体
练习６:下列事实：①用盐卤点豆腐 ②水 泥的硬化 ③用明矾净水 ④河海交汇处可 沉积沙洲 ⑤制肥皂时在高级脂肪酸钠、甘 油和水形成的混合物中加入食盐，析出肥 皂 ⑥钢笔使用两种不同颜色的蓝墨水，易 出现堵塞 ⑦血液透析。其中与胶体知识有 关的是 （ D ） A、①②③④⑤ C、①③⑤⑥⑦ B、③④⑤⑥⑦ D、全部都是
一、胶体的性质
1、丁达尔现象(光学性质)
实验：光束分别通过AgI胶体和CuSO4溶液，观察现象。
现象：一束光通过胶体时，从侧面可观察到胶体里产生 一条光亮的“通路”。
（溶液）
（胶体）
原因：胶粒直径大小与光的波长相近,胶粒对 光有散射作用；而溶液分散质的粒子太 小，不发生散射。 应用：鉴别溶胶和溶液。
化学胶体知识点
化学胶体知识点化学胶体是指由两种或两种以上的物质组成的，其中至少有一种是固体的、维持着空间网状结构的分散体系。
在化学胶体中，存在着胶体粒子和连续相之间的相互作用，这种相互作用决定了胶体系统的性质和行为。
化学胶体是一种重要的研究对象，广泛应用于生物医学、材料科学、环境工程等领域。
一、胶体的定义和特点化学胶体是由胶体粒子和连续相组成的分散体系。
胶体粒子的尺寸通常在1到1000纳米之间，介于分子和晶体之间。
胶体粒子可以是固体、液体或气体。
连续相可以是气体、液体或固体。
胶体的特点包括：1. 可见性：胶体粒子的尺寸远大于分子，因此可以通过显微镜观察到。
2. 分散性：胶体粒子在连续相中均匀分散，不易沉积和沉淀。
3. 敏感性：胶体系统对温度、电场、pH值等外界条件的变化非常敏感，会发生相应的变化。
4. 稳定性：胶体粒子之间存在吸引力和排斥力，使得胶体系统能够保持稳定的存在。
二、胶体的分类化学胶体根据胶体粒子的物理状态和连续相的性质可以分为几种不同类型：1. 溶胶：连续相为液体，胶体粒子为液体或固体。
溶胶具有高度的透明性和稳定性，如胶体金溶液、胶体二氧化硅溶液等。
2. 凝胶：连续相为液体，胶体粒子形成了三维网状结构。
凝胶具有固体的形态和流动性，如胶体石墨、胶体二氧化硅凝胶等。
3. 粉体：连续相为气体，胶体粒子为固体。
粉体具有较大的比表面积和较高的吸附性能，如烟雾、粉尘等。
4. 真胶：连续相为液体，胶体粒子为固体。
真胶具有高度的黏性和弹性，如橡胶、明胶等。
5. 气溶胶：连续相为气体，胶体粒子为液体或固体。
气溶胶具有较长的悬浮时间和较大的扩散能力，如大气中的水滴、尘埃等。
三、胶体的性质与应用1. 光学性质：由于胶体粒子的尺寸与可见光波长相当，胶体溶液会呈现出特殊的光学性质，如散射、吸收和折射等。
这些性质使得胶体在光学传感、光学材料等领域有着广泛的应用。
2. 电学性质：由于胶体粒子带有电荷，胶体溶液会呈现出电导性和电泳性等特殊的电学性质。
胶体的电学性质与胶体的结构
8.3 胶体的电学性质与胶体的结构胶体物系的主要特征是多相性、高度分散性和热力学不稳定性，粒子有聚结变大而下沉的趋势。
但实际上很多胶体物系可以在相当长的时间内稳定存在而不聚结。
研究表明，这与胶体粒子带电有直接关系，胶体粒子带电是溶胶稳定存在的重要原因。
8.3.1 电泳在外电场影的作用下，胶体粒子在分散介质中定向移动的现象称为电泳。
中性粒子不可能在外电场中定性移动，所以电泳现象的存在，说明胶体粒子是带电的。
电泳的实验装置如图。
胶体粒子的电泳速度与粒子所带电量及外加电势梯度成正比,而与介质粘度及粒子的大小成反比。
胶体粒子要比离子大得多，而实验表明胶体粒子的速度与离子的速度的数量基本相同。
这说明胶体粒子所带的电量是相当大的。
实验表明，溶胶中加入电解质会使电泳速度降低，直至为零，甚至可改变胶粒的带电符号。
胶体的动电势为：（11）因此只要测出V 和I 及体系的κ和η，就可算出ζ。
η为分散介质的粘度，单位为Pa ·s 。
溶胶的电动电势绝对值只有几十毫伏。
8.3.2 电渗在毛细管的两端施加一定电压时，毛细管中的液体或溶液产生定向移动的现象叫电渗。
电渗的实验装置如图。
液体或溶液中加入电解质会使电渗速度降低，直至为零，甚至可以改变电渗的方向3胶电 泳电 渗8.3.3 流动电势当外力迫使液体或溶液流经毛细管时，在毛细管两端将产生电势差，这个电势差叫流动电势。
用泵输送碳氢化合物时，在流动过程中产生流动电势，高压下易于产生火花。
由于此类液体易燃，固应采取相应的防护措施，如油管接地或加入油溶性的电解质，增加介质的电导等。
8.3.4 沉降电势在重力或离心离力的作用下，分散相粒子在分散介质中迅速沉降而在沉降方向产生的电势差称沉降电势。
储油罐中的油内常含有水滴，水滴的沉降常形成很高的沉降电势，消除的办法是加入有机电解质，以增加介质的电导。
电泳、电渗、流动电势和沉降电势，其电学性质都与固液相之间的相对运动有关，故统称为电动现象。
胶体的电学性质
2 同号离子的影响
一些同号离子,对溶胶有稳定作用,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,即对溶胶有稳定作用. 例：As2S2负电溶胶,电解质KCl的聚沉值是49.5,甲 酸钾85,乙酸钾为110,柠檬酸钾是240
密结合；在电动现象中,这些溶剂分子及其内部的反 离子与粒子将作为一个紧密的整体运动,由此固-液两 相产生相对运动时存在一个界面,称为滑动面.滑动面 确切位置不详,但一般认为它在Stern层之外,并深入到 扩散层中. 电动电势ζ：滑动面上的电势称为电动电势ζ 或Zeta电 势
2 扩散层中的电荷与电势分布
表面电势：带电粒子表面与液体内部的电势差称为粒 子的表面电势φ0
关于双电层的内部结构,即电荷与电势的分布有多种模型 如：1879年,Helmholtz模型; 1910~1913年,Gouy-Chapman模型; 1924年,Stern模型.
Stern层：在胶体表面因静电引力和van der Waals引力而吸附的一层反离子, 紧贴在胶体表面形成一个紧密固定的吸附层.Stern层的厚度有反离子的大小 而定.
Stern面：吸附反离子的中心构成的面.
Stern电势：Stern平面与液体内部的电势差为Stern电势ѱ δ .在Stern层内,电 势由胶体表面电势ѱ 0直线下降到ѱδ .
高一化学胶体的性质
分散质微 粒组成
溶液
<10－9m 分子、离子
悬浊液
>10－7m
很多分子集 合体
乳浊液
>10－7m
很多分子集 合体
胶体
10-9-— 10-7m
分子集 合体
主要特征 均一、稳定
能否透过
滤纸
能
不均一、 不稳定
不能
不均一、 不稳定
均一、 较稳定
不能
能
能否透过
半透膜
能不能不能不能来自2、电泳 ——电学性质
在外加电场的作用下，胶体的微粒在分散 剂里向阴极（或阳极）作定向移动的现象，叫 做电泳。
电泳现象证明了胶体微粒带有电荷。
同种胶体微粒在同一溶液中只吸附同种离 子，所以带同种电荷，具有排斥力，这也是胶 体不易凝聚的、比较稳定的一个主要原因。
例1：在陶瓷工业上常遇到因陶土里混有氧化铁而 影响产品质量的问题。解决方法之一是把这些陶土和 水一起搅拌，使微粒直径在10－9—10－7m之间，然 后插入两根电极，接通直流电源，这时阳极聚集 _________，阴极聚集________，理由_______。
8胶体的电学性质
8胶体的电学性质胶体化学胶体与界面化学——轻化工程专业胶体化学3.4胶体的电学性质Electricpropertieofcolloid1.电动现象(1)电泳(electrophorei)在外加电场作用下，胶体粒子在分散介质中定向移动的现象称为电泳(+)(-)胶体化学(2)电渗(electro-omoi)在外加电场作用下，分散介质的定向移动现象称为电渗。
在外加电场作用下，分散相和分散介质的相对移动现象统称为电动现象。
(+)粘土胶体化学2.胶粒的带电特征(1)吸附由于胶粒颗粒度小,具有巨大的表面能,因此有吸附分散介质中的离子,以降低其表面能的趋势。
FajanRule具有与胶粒化学组成相同的离子优先被吸附。
例：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。
胶体化学(2)电离SiO2溶胶表面水解SiO2+H2O→H2SiO3若溶液显酸性H2SiO3→HSiO2++OHOH-进入溶液，而使胶粒带正电若溶液显碱性H2SiO3→HSiO3++H+H+进入溶液，而使胶粒带负电胶体化学3.胶粒的双电层结构Helmholtz平板电容器理论_+_+_+_+_+_+φ胶体化学Gouy-Chapman扩散双电层模型+++++++++____φζ电势______紧密层扩散层胶体化学Stern扩散双电层模型紧密层(Stern层)+++++++++++------滑移界面(Stern面)---φζ---反号离子溶剂分子扩散层胶体化学扩散双电层模型吸附离子胶粒表面紧密层(离子和溶剂化分子)反号离子扩散层ζ电势：胶粒表面滑移界面处的电势。
胶粒表面热力学电势φ和电动电势(ζ电势)的区别：①发生在不同的部位；②大小不同，一般情况下ζ电势只是热力学电势的一部分，其绝对值小于φ。
胶体化学③φ只取决于被吸附的离子和溶胶中的反号离子的活度,而ζ电势的值还与溶胶中外加电解质有关。
物理化学14章_胶体与大分子溶液
物理化学14章_胶体与大分子溶液一、胶体胶体是一种分散体系，其中分散相的粒子大小在1-100nm之间。
这种分散体系具有一些特殊的性质，例如光学、电学和动力学性质，这使得胶体在许多领域都有广泛的应用。
1、胶体的分类胶体可以根据其分散相的不同分为不同类型的胶体，例如：（1）金属胶体：以金属或金属氧化物为分散相的胶体，如Fe(OH)3、TiO2等。
（2）非金属胶体：以非金属氧化物、硅酸盐、磷酸盐等为分散相的胶体，如SiO2、Al2O3、Na2SiO3等。
（3）有机胶体：以高分子化合物为分散相的胶体，如聚合物、蛋白质、淀粉等。
2、胶体的制备制备胶体的方法有多种，例如：（1）溶解法：将物质溶解在适当的溶剂中，通过控制浓度和温度等条件使物质析出形成胶体。
（2）蒸发法：将溶剂蒸发，使溶质析出形成胶体。
（3）化学反应法：通过化学反应生成胶体粒子。
3、胶体的性质胶体具有一些特殊的性质，例如：（1）光学性质：胶体粒子对光线有散射作用，因此胶体具有丁达尔效应。
（2）电学性质：胶体粒子可以带电，因此胶体具有电泳现象。
（3）动力学性质：胶体粒子由于其大小限制，表现出不同于一般粒子的动力学性质，例如扩散速度较慢、沉降速度较慢等。
二、大分子溶液大分子溶液是一种含有高分子化合物的溶液，其中高分子化合物通常具有较大的分子量。
这种溶液具有一些特殊的性质，例如分子量较大、分子链较长、分子间相互作用较强等。
1、大分子溶液的分类大分子溶液可以根据其组成的不同分为不同类型的溶液，例如：（1）合成高分子溶液：由合成高分子化合物组成的溶液。
（2）天然高分子溶液：由天然高分子化合物组成的溶液，如蛋白质、淀粉、纤维素等。
2、大分子溶液的制备制备大分子溶液的方法有多种，例如：（1）溶解法：将大分子化合物溶解在适当的溶剂中，通过控制浓度和温度等条件使其溶解。
（2）化学反应法：通过化学反应合成大分子化合物并将其溶解在适当的溶剂中。
3、大分子溶液的性质大分子溶液具有一些特殊的性质，例如：（1）粘度：大分子溶液通常具有较高的粘度，这是因为大分子链较长，运动较困难。
胶体的性质及其应用
现象净化或检验胶 体？
分散系 胶体
吸附层
扩散层
答：电解质离子在电场作用下也发
生定向运动，因此， 生定向运动，因此，电泳不能用作 净化或检验胶体的方法。 净化或检验胶体的方法。
胶体性质 小结
带正电荷的胶粒： 带正电荷的胶粒： 金属氢氧化物（ Fe（OH） Al（OH） 金属氢氧化物（如Fe（OH）3、Al（OH）3） 金属氧化物（ 金属氧化物（如Fe2O3、TiO2）等 AgI 带负电荷的胶粒： 带负电荷的胶粒： 非金属氧化物、金属硫化物（ 非金属氧化物、金属硫化物（如：As2S3）、 硅酸胶体、 硅酸胶体、土壤胶体等 AgI
分散系 胶体 胶体性质 小结
分析Fe（ 分析 （OH）3胶体电泳现象： ） 胶体电泳现象： 胶粒表面积大 移动 吸附能力强 吸附阳离子
胶体微粒带正电
在电场作用下向阴极
阴极区胶体的颜色加深、 阴极区胶体的颜色加深、液面上升 AgNO3和KI制备的AgI胶体在外加 KI制备的AgI胶体在外加 制备的AgI 电场下阳极区颜色加深说明什么？ 电场下阳极区颜色加深说明什么？
分散系
胶体
胶体性质
小结
5、凝胶 、
某些胶体凝聚的产物，是一种特殊的胶体。 某些胶体凝聚的产物，是一种特殊的胶体。 具有弹性的半固态冻状物。 豆腐、 具有弹性的半固态冻状物。如：豆腐、硅 胶。
硅胶是一种高活性吸附材料，表面积大，有很 硅胶是一种高活性吸附材料，表面积大， 强的吸附能力。属非晶态物质， 强的吸附能力。属非晶态物质，其化学分子式 不溶于水和任何溶剂， 为mSiO2 · nH2O。不溶于水和任何溶剂，无毒无 化学性质稳定，除强碱、 味，化学性质稳定，除强碱、氢氟酸外不与任 何物质发生反应。常作干燥剂、吸附剂、载体。 何物质发生反应。常作干燥剂、吸附剂、载体。
胶体的电学性质
则胶粒的电量增加，为了保持胶粒电中性
，与胶粒异电性的离子就会分布于可动层 中。这就增加了双电层的电量和厚度，ξ值 增加，胶体的稳定性增加。如HgS胶体中 加 离入子分布到可K4动[F，层（e 中CN。）6 ] [进F（e入C固N）定6 ]4层 中，
②如果进入固定层的离子与胶粒是异电性 离子，就会出现两种可能：一种可能是破 坏双电层，一种可能是中和固定层上的电 量。
4FeO 4OH
]
NaCl
5、[ F（e OH）3
4FeO 4OH
]
NaOH
[
F（e OH）3
4FeO 5OH
]Na
6、[ F（e OH）3
4FeO 5OH
]Na
NaOH
[
F（e OH）3
4FeO 6OH
]2Na
2、交换作用 ①发生在异电性离子（与胶粒电性相反）
前面讲到对疏溶胶是由于胶粒带电（加入 稳定集后形成双电池层），保证了胶体体 系的稳定。实际上双电层和溶剂化在疏液 溶胶中都不作用，∴不过全都占主要作用 。
胶体粒子的带电性，决定于固定层中带电
量的多少：固定层带电多则可动层带电就 多，ξ值大，溶剂化膜厚，胶体体系稳定， 固定层带电少则可动层带电就少，ξ值小， 溶剂化膜薄，胶体体系欠稳定或不稳定。
C与s 正Li相 反。
碱金属交换能力大小: Li+ Na K Kb Cs
碱金属交换能力大小: Ms2+ Ca2 Sr 2 Ba2
双电层厚度不变，所带电量不变，
电位不变，胶粒稳定性不变；
电解质浓度不变，电解质介型
不变， 减小
3、压缩作用
胶体化学教案中的胶体的表面电荷与电化学性质
胶体化学教案中的胶体的表面电荷与电化学性质胶体是由微粒子组成的一种特殊物质体系，其微粒子的大小介于溶液中溶质分子和悬浮液中颗粒之间。
而胶体的稳定性与胶体粒子表面的电荷密切相关。
本文将介绍胶体的表面电荷特性以及与电化学性质的关系。
一、胶体的表面电荷胶体的表面电荷是指胶体粒子表面的电荷状态。
胶体的表面电荷来自于离子溶质或功能基团在胶体粒子表面上的吸附和解离。
由于表面吸附的离子溶质呈现空间电荷分布，胶体粒子表面形成一个电离层，称为电二重层。
电二重层由两部分组成，一部分是紧贴胶体粒子表面的静电双层，另一部分是周围电解质溶液中的扩散层。
表面电荷的性质可由电位、电动势和电导率等电化学参数来描述。
胶体粒子表面的电势由胶体粒子的电位决定，电位为负则表明表面带负电，电位为正则表明表面带正电。
表面电位的大小与溶液中的离子浓度有关，离子浓度较高时，电位较小；离子浓度较低时，电位较大。
二、胶体的电化学性质1. 电动势胶体溶液中的电动势是描述胶体系统中整体电化学性质的参数。
胶体溶液中存在电离现象，胶体粒子表面带电，导致溶液中存在着电荷偏移，形成电位差。
这种电位差称为胶体溶液的电动势，可通过电位计来测量。
胶体溶液的电动势与胶体粒子表面电荷的性质和溶液中的离子浓度有关。
2. 电泳现象电泳是指胶体粒子在电场中移动的现象。
由于胶体粒子表面带电，当电场施加在胶体溶液中时，胶体粒子会受到电场力的作用而发生电泳运动。
电泳现象的方向和速度与胶体粒子带电性质、电场强度以及溶液中的离子浓度有关。
3. 电位理论电位理论是用来解释胶体表面电荷的理论模型之一。
电位理论认为胶体粒子表面存在一个电离层，电离层中带电离子与胶体粒子表面具有某种形式的静电吸引或排斥作用，从而保持胶体粒子带电性质的稳定。
电位理论对于解释胶体粒子聚集、沉降和胶体溶液的浑浊度等现象具有重要意义。
总结起来，胶体的表面电荷与电化学性质密切相关。
通过胶体溶液的电动势、电泳现象和电位理论等电化学参数，可以揭示胶体粒子表面的特点和胶体溶液中电荷的分布情况。
胶体的性质及应用
电荷
非金属氧化物、金属硫化物的胶体粒子、土 壤胶体粒子等带负电荷 有些胶体在制备时各物质的用量不同所带电 荷就不同，如AgI胶体，当AgNO3过量时带正电
荷；当KI过量时带负电荷。
4、胶体的凝聚
使胶体微粒凝聚成更大的颗粒形成沉淀，从分 散剂里析出的过程叫胶体的凝聚。 原因：当破坏胶体微粒原来带有相同电荷的特点
场作用下发生了定向移动 （向阴极或阳极移动 ）。
20041028223354491.swf
氢氧化铁胶体 的电泳
胶粒带电原因：胶体粒子具有相对较大的表面积，
能吸附阴阳离子。胶体微粒带同种电荷，但整个 胶体分散系是呈电中性的。 当胶粒带正电荷时向阴极运动，当胶粒带负电荷 时向阳极运动。 胶体的胶粒有的带电，有电泳现象；有的不带电 （如淀粉胶体），没有电泳现象。
胶粒带同种电荷，相互间产生排斥作用，不易结
合成更大的沉淀微粒，这是胶体具有稳定性的主 要因素。
应用： 静电除尘
电泳电镀（利用电泳将油漆、乳胶、橡胶等粒
子均匀地沉积在镀件上）。
问题：能否用电泳现象净化或检验胶体？ 电解质离子在电场作用下也可发生定向运动， 因此，电泳不能用作净化或检验胶体的方法。
胶体微粒所带电荷的规律
课堂练习ห้องสมุดไป่ตู้
1、不能发生丁达尔现象的分散系是（ AB ） A、碘酒 C、蛋白质溶液 B、无水酒精 D、钴玻璃
2、胶体粒子能作布朗运动的原因是（ C ） ①水分子对胶体粒子的撞击；②胶体粒子有吸附
能力；③胶体粒子带电；④胶体粒子质量很小， 所受重力小 A、①② B、①③ C、①④ D、②④
3、下列不存在丁达尔效应的分散系是（
聚，后液体变清。
12-04溶胶系统的电学性质
胶粒
如在稀KI溶液中缓慢加入少量AgNO3稀溶液, 得到AgI 溶胶(负溶胶), 过剩的KI则起稳定剂的作用. 胶团结构式为:
[ (AgI)m n I－(n－x)K+]
x－
x K+
在同一个溶胶中, 每个固体微粒所含分子个数 m及其所吸 附的离子个数 n 都不一定是相等的 . 但整个胶团是电中性的, 总电荷数应为零, 书写胶团结构时要注意这一点.
2 3
v E 其中 v = {0.032/(36 60 +12)}ms－1 = 1.47 10－5ms－1 E = (210 / 0.385)Vm－1 = 545.5 Vm－1 = 1.03 10－3 Pas
=r0 故 = {1.47 10－5 1.03 10－3 / (81.1 8.854 10－12
2x－ 2－2(n－x) H +] 2xH+
2016/4/26
16
例2 亚铁氰化铜溶胶的稳定剂是亚铁氰化钾, 该胶团的结构 式是什么?胶粒所带电荷的符号如何? 胶团结构:
Cu CN Fe
2 6
nCN6 Fe m
4
4(n q)K
4q
4qK
2016/4/26
• 沉降电势测量示意图
12
3.溶胶的胶团结构
NO3－
Ag
+
NO3－
Ag
+
(AgI)
m
如在稀AgNO3溶液中缓慢入 少量KI稀溶液, 得到AgI溶胶 (正溶胶) AgNO3+ KI=AgI+KNO3 过剩的AgNO3则起稳定剂的作用. 胶团结构式为:
胶体的电学性质
一、电动现象
1、电泳（electrophoresis）
研究电泳的实验方法：电泳仪、区带电泳（纸上电泳、凝胶电泳）
用聚丙烯酰铵凝胶来分离血清样品可得到25种组成。
Tiselius电泳仪
提赛留斯电泳仪的纵、横剖面图如图所示。
界面移动电泳仪
显微电泳仪
2.5 溶胶的电学性质
2、电渗（electro-osmosis)
- Ion of opposite charge
double-layer
二. 电动电势 电势
双电层厚度
二. 电动电势 电势
双电层厚度
二. 电动电势 电势
双电层厚度
二. 电动电势 电势
双电层厚度
电势
a d
d' d''
a
b''' b'' b '
'
x
b
外加电解质对 电势的影响
c
'
2.5 溶胶的电学性质（例题）
3、由电泳实验测得Sb2S3溶胶在电压为210V，两极间距离 为38.5cm时，通电36min12s，引起溶胶界面向正极移 动3.2cm，已知介质的介电常数为8.89×10-9F m-1，粘 度为0.001Pa s，计算此溶胶的电动电势。
6 u E
Hale Waihona Puke 6 0.001 ( 3.2 102 )
36 60 12 0.057V
多孔膜的性质决定流动方向： 滤纸、棉花、玻璃－－水向阴极移动
表明液相带正电荷 氧化铝、硫酸钡－－水向阳极移动
表明液相带负电荷
电渗应用: 溶胶净化、海水淡化、 泥炭和染料的干燥等。
胶体的电学性质
定不动的毛细管（或多孔塞）的体积流速Q求算ζ
Q 与ζ电势的关系： Q=v∞A=ζEεA/η AE=I/L0 I为流过介质的电流强度； L0为液体的电导率。 代入（1.61）得 Q=ζEε/(ηL0) (1.63) （1.61）
v∞：介质的线流速；A：多孔塞的有效面积； (1.62)
只要测出体积流速、电导率和电流强度即可求出ζ
1
（1）电荷分布 根据Boltzmann分布规律，距表面x且电势为ѱ处的正
负离子浓度分别为：
n+=n0exp（-ze ѱ /kT) (1.42) n-=n0exp（+ze ѱ /kT) n+:距表面x处单位体积中正离子的数；n0为体相离子浓度；k为 Boltmann常数；e为一个电子的电量。
扩散层中的离子分布：
带入公式（1.43）得 d2 ѱ /dx2=-2n0ze sinh(ze ѱ /kT) /ε （1.46）
---------------------Piosson-Boltzmann 方程
若ѱ 0很低， ze ѱ 0/kT《1时， sinh(ze ѱ /kT) ≈ ze ѱ /kT，则（1.46）变为 d2 ѱ /dx2=k2 ѱ （1.47） k=（2n0z2e2/εkT)1/2 (1.47)的解为：
4 沉降电势
在外力作用下，带电胶粒作相对于相对于液相的运动时，两端产生电势差 。
二、 胶体表面电荷的来源
电动现象表明胶粒在液体中是带电的。电荷来源大致有：
1、 电离作用
2
有些胶粒带有可电离的基团，则在分散介质中电离而带电。 CH -CH CH2-CH 如 丙烯酸酯乳液粒子带负电： m COOH
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。