双电层模型
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K+ I－
AgI
碘化银胶团示意图（KI过量）
(AgI) m ⋅ nI − ⋅ (n − x)K + ⋅xK + 胶核 扩散层 紧密层
胶粒 胶团
x−
（1）整个胶团是电中性的。 ） （2）胶粒电荷的符号取决于被吸附离子的符号，胶粒带电 ）胶粒电荷的符号取决于被吸附离子的符号， 的多少由被吸附离子与紧密层反号离子电荷之差（ 被吸附离子与紧密层反号离子电荷之差 的多少由被吸附离子与紧密层反号离子电荷之差（n - x）来决 ） 定。
1. 溶胶粒子的结构
以AgI的水溶胶为例。 固体粒子AgI称为“胶 核”。若稳定剂是 KI ，则胶核 吸附I－带负电，反号离子 K+一部分进入紧密层，另 一部分在扩散层。胶核与 紧密层的反号离子构成 “ 胶粒 ”。溶胶中的独立运 溶胶中的独立运 动单位是胶粒，胶粒与扩 动单位是胶粒 散层离子构成“胶团”。可用下式 表示：
对于双电层的具体结构， 对于双电层的具体结构， 最早于1879年Helmholtz提出平板模型； 年 提出平板模型 最早于 提出平板模型； 1910年Gouy和1913年Chapman修正了平板模型，提出 年 修正了平板模型， 和 年 修正了平板模型 了扩散双电层模型； 扩散双电层模型； 后来1924年Stern又提出了 年 又提出了Stern模型。 模型。 后来 又提出了 模型
d′
ϕ0 ζ´ ζ
b'
b
电解质对ζ电势的影响
当电解质浓度增加到一定程度时，扩散厚度变零，ζ 电势 也变为零。这就是胶体电泳的速度会随着电解质浓度的加大而 变小，甚至变为零的原因。
如果ζ 电势降到不足以排斥胶体微粒相互碰撞时的分 子间作用力，则微粒会聚集变大，而在重力作用下沉降。 子间作用力，则微粒会聚集变大，而在重力作用下沉降。 电势，称作临界电位。 胶体微粒开始明显聚集的ζ 电势，称作临界电位。 临界电位 电势绝对值在0.07V时，胶体微粒在溶液中 大约ζ 电势绝对值在 时 相当稳定，引入电解质到足够的浓度， 相当稳定，引入电解质到足够的浓度， ζ 电势绝对值 变化到大约是0.03V时，胶体微粒就会开始明显聚集， 变化到大约是 时 胶体微粒就会开始明显聚集， 而且电解质中影响的离子价数越高， 而且电解质中影响的离子价数越高，所起的凝聚作用越 强。
+ζ -ζ
ϕ0
ζ 电势改变符号是由于胶体粒子
表面对某种反号离子具有很强的吸附 能力，从而吸附了过多的反号离子。 能力，从而吸附了过多的反号离子。
例如， 使胶体 使胶体SiO2聚沉是一个典型例子： 聚沉是一个典型例子： 例如，Fe使胶体 利用粒子的光散射测定Fe 加入SiO2后的聚沉作用表明， 后的聚沉作用表明， 利用粒子的光散射测定 3+加入 约为5时 胶体SiO2表面有负电荷，Fe的主要形态为 表面有负电荷， 的主要形态为 在pH约为 时，胶体 约为 Fe(OH)2+,Fe(OH)2+及多聚配合物 x(OH)y(H2O)z3x-y。 及多聚配合物Fe 在log[Fe3+]=-5.26时，突然发生聚沉， 时 突然发生聚沉， 而在log[Fe3+]= -4.48时，胶体悬浮体又重新建立。 而在 时 胶体悬浮体又重新建立。
胶体微粒受电解质的影响使双电层变薄的理论称为 双电层压缩理论。 双电层压缩理论。 根据这一理论， 根据这一理论，可以解释为何在河流与海洋交界的 河口地区有大量的泥沙沉积。 河口地区有大量的泥沙沉积。
甚至胶体粒子有时会由于某种电 解质的加入而改变电泳方向， 解质的加入而改变电泳方向，即ζ 电 势改变符号。此时， 势改变符号。此时，进入紧密层的 反号离子电荷除中和固体表面的电 荷外还有剩余。 荷外还有剩余。
电 势
+ + + +
扩散层
+++++++++
2. 胶体粒子的双电层结构 粒子的相反电荷离子是由紧密层 和扩散层两部分组成。 紧密层中的反号离子被束缚在胶 体粒子周围， 扩散层中的反号离子虽受胶体粒 子的静电引力的影响，但可脱离 胶体粒子而移动。
（设粒子荷负电）
紧密层
双电层
电 势
+ +
ζ +
+++++++++
二、双电层模型
由于胶粒表面带某种电荷， 由于胶粒表面带某种电荷，则固液两相分别带有不 同符号的电荷（整个胶体溶液是电中性的），在界面上 同符号的电荷（整个胶体溶液是电中性的），在界面上 ）， 形成了双电层结构。 形成了双电层结构。 双电层结构 所以胶体溶液表现出各种电学性质（电泳、电渗、 所以胶体溶液表现出各种电学性质（电泳、电渗、流动 电势、沉降电势等）。 电势、沉降电势等）。
+
ϕ0
ϕ0 ：固体表面和液体内部的总
的电位差
紧密层
扩散层
电位 ζ电 差 ζ 电
: 紧密层的 体
面 电
体 的
液
的电
d
ζ 电势对பைடு நூலகம்它离子十分敏
感，外加电解质的变化会引起 ζ 电势的显著变化。因为外加 电势的显著变化。 电解质浓度加大时， 电解质浓度加大时，会使进入 紧密层的反号离子增加， 紧密层的反号离子增加，使得 粒子外界面与溶液本体的电 电势下降， 势差减小，即 ζ 电势下降， 势差减小， 从而使双电层变薄 双电层变薄。 从而使双电层变薄。
AgI
碘化银胶团示意图（KI过量）
(AgI) m ⋅ nI − ⋅ (n − x)K + ⋅xK + 胶核 扩散层 紧密层
胶粒 胶团
x−
（1）整个胶团是电中性的。 ） （2）胶粒电荷的符号取决于被吸附离子的符号，胶粒带电 ）胶粒电荷的符号取决于被吸附离子的符号， 的多少由被吸附离子与紧密层反号离子电荷之差（ 被吸附离子与紧密层反号离子电荷之差 的多少由被吸附离子与紧密层反号离子电荷之差（n - x）来决 ） 定。
1. 溶胶粒子的结构
以AgI的水溶胶为例。 固体粒子AgI称为“胶 核”。若稳定剂是 KI ，则胶核 吸附I－带负电，反号离子 K+一部分进入紧密层，另 一部分在扩散层。胶核与 紧密层的反号离子构成 “ 胶粒 ”。溶胶中的独立运 溶胶中的独立运 动单位是胶粒，胶粒与扩 动单位是胶粒 散层离子构成“胶团”。可用下式 表示：
对于双电层的具体结构， 对于双电层的具体结构， 最早于1879年Helmholtz提出平板模型； 年 提出平板模型 最早于 提出平板模型； 1910年Gouy和1913年Chapman修正了平板模型，提出 年 修正了平板模型， 和 年 修正了平板模型 了扩散双电层模型； 扩散双电层模型； 后来1924年Stern又提出了 年 又提出了Stern模型。 模型。 后来 又提出了 模型
d′
ϕ0 ζ´ ζ
b'
b
电解质对ζ电势的影响
当电解质浓度增加到一定程度时，扩散厚度变零，ζ 电势 也变为零。这就是胶体电泳的速度会随着电解质浓度的加大而 变小，甚至变为零的原因。
如果ζ 电势降到不足以排斥胶体微粒相互碰撞时的分 子间作用力，则微粒会聚集变大，而在重力作用下沉降。 子间作用力，则微粒会聚集变大，而在重力作用下沉降。 电势，称作临界电位。 胶体微粒开始明显聚集的ζ 电势，称作临界电位。 临界电位 电势绝对值在0.07V时，胶体微粒在溶液中 大约ζ 电势绝对值在 时 相当稳定，引入电解质到足够的浓度， 相当稳定，引入电解质到足够的浓度， ζ 电势绝对值 变化到大约是0.03V时，胶体微粒就会开始明显聚集， 变化到大约是 时 胶体微粒就会开始明显聚集， 而且电解质中影响的离子价数越高， 而且电解质中影响的离子价数越高，所起的凝聚作用越 强。
+ζ -ζ
ϕ0
ζ 电势改变符号是由于胶体粒子
表面对某种反号离子具有很强的吸附 能力，从而吸附了过多的反号离子。 能力，从而吸附了过多的反号离子。
例如， 使胶体 使胶体SiO2聚沉是一个典型例子： 聚沉是一个典型例子： 例如，Fe使胶体 利用粒子的光散射测定Fe 加入SiO2后的聚沉作用表明， 后的聚沉作用表明， 利用粒子的光散射测定 3+加入 约为5时 胶体SiO2表面有负电荷，Fe的主要形态为 表面有负电荷， 的主要形态为 在pH约为 时，胶体 约为 Fe(OH)2+,Fe(OH)2+及多聚配合物 x(OH)y(H2O)z3x-y。 及多聚配合物Fe 在log[Fe3+]=-5.26时，突然发生聚沉， 时 突然发生聚沉， 而在log[Fe3+]= -4.48时，胶体悬浮体又重新建立。 而在 时 胶体悬浮体又重新建立。
胶体微粒受电解质的影响使双电层变薄的理论称为 双电层压缩理论。 双电层压缩理论。 根据这一理论， 根据这一理论，可以解释为何在河流与海洋交界的 河口地区有大量的泥沙沉积。 河口地区有大量的泥沙沉积。
甚至胶体粒子有时会由于某种电 解质的加入而改变电泳方向， 解质的加入而改变电泳方向，即ζ 电 势改变符号。此时， 势改变符号。此时，进入紧密层的 反号离子电荷除中和固体表面的电 荷外还有剩余。 荷外还有剩余。
电 势
+ + + +
扩散层
+++++++++
2. 胶体粒子的双电层结构 粒子的相反电荷离子是由紧密层 和扩散层两部分组成。 紧密层中的反号离子被束缚在胶 体粒子周围， 扩散层中的反号离子虽受胶体粒 子的静电引力的影响，但可脱离 胶体粒子而移动。
（设粒子荷负电）
紧密层
双电层
电 势
+ +
ζ +
+++++++++
二、双电层模型
由于胶粒表面带某种电荷， 由于胶粒表面带某种电荷，则固液两相分别带有不 同符号的电荷（整个胶体溶液是电中性的），在界面上 同符号的电荷（整个胶体溶液是电中性的），在界面上 ）， 形成了双电层结构。 形成了双电层结构。 双电层结构 所以胶体溶液表现出各种电学性质（电泳、电渗、 所以胶体溶液表现出各种电学性质（电泳、电渗、流动 电势、沉降电势等）。 电势、沉降电势等）。
+
ϕ0
ϕ0 ：固体表面和液体内部的总
的电位差
紧密层
扩散层
电位 ζ电 差 ζ 电
: 紧密层的 体
面 电
体 的
液
的电
d
ζ 电势对பைடு நூலகம்它离子十分敏
感，外加电解质的变化会引起 ζ 电势的显著变化。因为外加 电势的显著变化。 电解质浓度加大时， 电解质浓度加大时，会使进入 紧密层的反号离子增加， 紧密层的反号离子增加，使得 粒子外界面与溶液本体的电 电势下降， 势差减小，即 ζ 电势下降， 势差减小， 从而使双电层变薄 双电层变薄。 从而使双电层变薄。