胶体分散体系稳定性精选PPT.ppt

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1、关于胶体分散体系稳定性关于胶体分散体系稳定性1第1页，讲稿共50张，创作于星期三2 溶溶胶胶是是高高度度分分散散的的多多相相系系统统,它它拥拥有有巨巨大大的的比比表表面面,属属于于热热力力学学不不稳稳定定系系统统。但但有有些些溶溶胶却能在相当长时间里稳定存在。胶却能在相当长时间里稳定存在。例例如如法法拉拉弟弟制制备备的的金金溶溶胶胶静静置置数数十十年年才才聚聚沉沉于于管管壁壁上上.憎憎液液溶溶胶胶为为什什么么能能够够相相对对稳稳定地存在定地存在?人人们们提提出出了了多多种种理理论论进进行行解解释释,如如DLVO理理论论,空间稳定理论及空缺稳定理论等。空间稳定理论及空缺稳定理论等。第2页，讲稿共

2、50张，创作于星期三3 胶胶体体由由于于具具有有巨巨大大的的表表面面能能，因因此此是是热热力力学学不不稳稳定定体体系系，但但在在某某些些条条件件下下，也也能能稳稳定定的的存存在在一一段段时时间间。胶胶体体的的稳定是相对的、暂时的和有条件的，而不稳定则是绝对的。稳定是相对的、暂时的和有条件的，而不稳定则是绝对的。8.1 溶胶的稳定性和聚沉作用溶胶的稳定性和聚沉作用 影响溶胶稳定性的因素影响溶胶稳定性的因素(1)(1)溶胶的动力稳定因素溶胶的动力稳定因素(2)(2)胶粒带电的稳定作用胶粒带电的稳定作用(3)(3)溶剂化的稳定作用溶剂化的稳定作用第3页，讲稿共50张，创作于星期三4溶胶的稳定性和聚沉

3、作用溶胶的稳定性和聚沉作用 溶胶的高分散性，强烈的布朗运动溶胶的高分散性，强烈的布朗运动 溶胶的动力学稳定性，而不会很快沉降；溶胶的动力学稳定性，而不会很快沉降；溶胶的多相性，高表面能溶胶的多相性，高表面能 有聚结长大以降低表面能的趋势有聚结长大以降低表面能的趋势 热力学不稳定性（聚结）热力学不稳定性（聚结）。要使胶体稳定存在必须具有：较低的聚结稳定性要使胶体稳定存在必须具有：较低的聚结稳定性及较好的动力稳定性。及较好的动力稳定性。第4页，讲稿共50张，创作于星期三5一旦质点聚结长大，一旦质点聚结长大，Brown 运动速运动速度降低，动力学稳定性也随之丧失。度降低，动力学稳定性也随之丧失。因此

4、，胶体的聚结稳定性一直是胶因此，胶体的聚结稳定性一直是胶体化学研究中的一个重要课题。体化学研究中的一个重要课题。第5页，讲稿共50张，创作于星期三68.1.1 胶体稳定性的胶体稳定性的DLVO理论理论 胶体质点间的作用力：胶体质点间的作用力：1)范德华吸引力；范德华吸引力；2)双电层重叠排斥力（扩散层的重叠排斥）双电层重叠排斥力（扩散层的重叠排斥）胶体的稳定性取决于质点之间吸引作用与排斥作用胶体的稳定性取决于质点之间吸引作用与排斥作用的相对大小。的相对大小。第6页，讲稿共50张，创作于星期三7 前前 苏苏 联联 学学 者者 德德 查查 金金(Derjaguin)和和 朗朗 道道(Landau)

5、(1941年年)与与荷荷兰兰学学者者维维韦韦(Verwey)和和奥奥弗弗比比克克(Overbeek)(1948年年)分分别别提提出出了了带带电电胶胶体体粒粒子子之之间间的的相相互互吸吸引引能能与与双双电电层层排排斥斥能能的的计计算算方方法法，并并据据此此对对憎憎液液胶胶体体的的稳稳定定性性进进行行了了定定量量处处理理，这这就就是是关于胶体稳定性的关于胶体稳定性的DLVO理论理论。DLVO 理论理论 第7页，讲稿共50张，创作于星期三8DLVO 理论要点理论要点l(1)在胶团之间，既存在着斥力势能，又存在着引力势在胶团之间，既存在着斥力势能，又存在着引力势能能l(2)胶体系统的相对稳定或聚沉取决

6、于斥力势能和胶体系统的相对稳定或聚沉取决于斥力势能和引力势能的相对大小引力势能的相对大小l(3)斥力势能、引力势能以及总势能都随粒子间距离斥力势能、引力势能以及总势能都随粒子间距离的变化而变化的变化而变化l(4)加入电解质对引力势能影响不大，但对斥力势加入电解质对引力势能影响不大，但对斥力势能的影响却十分显著能的影响却十分显著第8页，讲稿共50张，创作于星期三9 在在溶溶胶胶中中分分散散相相微微粒粒间间存存在在的的吸吸引引力力本本质质上上仍仍具具有有范范德德华华吸吸引引力力的的性性质质，但但这这种种吸吸引引力力的的作作用用范范围围要要比比一一般般分分子的大得多，故称其为子的大得多，故称其为远程

7、范德华力远程范德华力。颗粒间的范德华引力颗粒间的范德华引力 分分子子之之间间的的范范德德华华引引力力作作用用，属属短短程程力力，其其势势能能大大小小与与分子间距离的六次方成反比。分子间距离的六次方成反比。第9页，讲稿共50张，创作于星期三10 胶体质点可看作是大量分子的集合体。胶体质点可看作是大量分子的集合体。胶粒之间胶粒之间的相互作用可看作是分子作用的加和。的相互作用可看作是分子作用的加和。若两个球形粒子体积相等，若两个球形粒子体积相等，则质点间的范德华吸引能：则质点间的范德华吸引能：H0：两球表面之间的最短距离；：两球表面之间的最短距离；R：胶粒半径；：胶粒半径；A：哈哈梅梅克克(Hama

8、ker)常常数数 与与组组成成质质点点的的分分子子之之间间的的相相互互作作用用有有关关，因因此此是是物物质质的的特特征征常常数数。一一般般物物质质的的A值值均均在在10-20J左左右。右。RR第10页，讲稿共50张，创作于星期三11RRUA 1/H0 H0，UA远程力远程力UA A A，UA分散介质与分散相性质越接近，哈梅克常数越小，引力分散介质与分散相性质越接近，哈梅克常数越小，引力势能越小，体系越稳定。势能越小，体系越稳定。第11页，讲稿共50张，创作于星期三12(a)扩扩散散层层未未重重叠叠,两两胶胶团团之之间间不不产生斥力产生斥力(b)扩扩散散层层重重叠叠,平平衡衡破破坏坏,产产生渗透

9、性斥力和静电斥力生渗透性斥力和静电斥力 两两胶胶团团靠靠近近使使双双电电层层部部分分重重叠叠时时，由由于于重重叠叠部部分分反反离离子子浓浓度度比比未未重重叠叠区区浓浓度度大大，反反离离子子将将向向低低浓浓度度的的未未重重叠叠区区扩扩散散,由此产生由此产生渗透性斥力渗透性斥力；同时胶团之间也产生；同时胶团之间也产生静电斥力静电斥力。斥力势能是由于胶团间的排斥力引起的。斥力势能是由于胶团间的排斥力引起的。8.1.2 双电层的排斥能双电层的排斥能第12页，讲稿共50张，创作于星期三13对球形粒子，电场斥力对球形粒子，电场斥力H0HRhdhO1O2 R:粒子半径；粒子半径；n0:单位体积粒子数；单位体

10、积粒子数；H0:粒子之间的最近距离；粒子之间的最近距离；-1:扩散双电层厚度；扩散双电层厚度；第13页，讲稿共50张，创作于星期三140:粒子表面电势；粒子表面电势；Z：溶液中离子的电荷数；：溶液中离子的电荷数；e:电子电量电子电量1.610-19库仑库仑0为正值，随距离增大呈指数衰减。为正值，随距离增大呈指数衰减。第14页，讲稿共50张，创作于星期三15 当当粒粒子子间间斥斥力力势势能能在在数数值值上上大大于于引引力力势势能能，而而且且足足以以阻阻止止由由于于布布朗朗运运动动使使粒粒子子相相互互碰碰撞撞而而粘粘结结时时，则则胶胶体体处处于于相相对对稳稳定定状状态态；当当引引力力势势能能在在数

11、数值值上上大大于于斥斥力力势势能能，粒粒子子将将相相互互靠靠近近而而发发生生聚聚沉沉。调调整整两两者者的的相相对对大大小小，可可以以改改变变胶胶体体系系统统的的稳定性。稳定性。颗颗粒粒间间的的范范德德华华引引力力使使颗颗粒粒互互相相趋趋近近而而聚聚结，不利于稳定。结，不利于稳定。颗颗粒粒间间的的静静电电斥斥力力使使颗颗粒粒互互相相远远离离，有有利利于于稳定。稳定。第15页，讲稿共50张，创作于星期三168.1.3 总的势能曲线总的势能曲线当粒子的动能大于势垒时方能聚沉当粒子的动能大于势垒时方能聚沉Umax为势垒为势垒势垒的高低决定了胶体的稳定性势垒的高低决定了胶体的稳定性系统的总势能为斥力势能

12、和引力势能的加和。系统的总势能为斥力势能和引力势能的加和。以总势能对距离作图，以总势能对距离作图，即得总势能曲线即得总势能曲线 第16页，讲稿共50张，创作于星期三影响势垒的因素影响势垒的因素:(a)A的影响：当的影响：当、0不变时，不变时，A，势垒，势垒(b)0的影响：的影响：0，势垒，势垒(c)的影响：的影响：，势垒，势垒 当当颗颗粒粒动动能能较较小小时时，不不能能越越过过能能垒垒而而相相互互靠靠近近；只只有有当当动动能能很很高高时时，方方能能越越过过能能垒垒而而聚聚沉沉。这这就就很很好地说明了溶胶是一种亚稳的系统。好地说明了溶胶是一种亚稳的系统。能垒愈高，稳定的时间愈长。能垒愈高，稳定的

13、时间愈长。能能垒垒高高度度为为零零时时，系系统统极极不不稳稳定定，只只要要粒粒子子相遇就要聚沉。相遇就要聚沉。第17页，讲稿共50张，创作于星期三18势势能能到到达达第第二二最最小小值值：可可逆逆聚聚沉沉能能形形成成缔缔合合体体，但但由于质点相距较远，能量降低很少，很容易拆散。由于质点相距较远，能量降低很少，很容易拆散。斥力势能斥力势能,引力势能及总势能曲线引力势能及总势能曲线相距相距(H)较远时较远时：离子氛未重合，引力起作用：离子氛未重合，引力起作用HH离离子子氛氛重重叠叠，斥斥力力起起作作用用，总总势势能能逐逐渐渐上上升升为为正正值值。至至一一定定距距离离处处势势能最大能最大Umax 粒

14、粒子子不不能能进进一一步步靠靠近近，或碰撞后又分开。或碰撞后又分开。第18页，讲稿共50张，创作于星期三19斥力势能斥力势能,引力势能及总势能曲线引力势能及总势能曲线H克克服服势势垒垒Umax，势势能能迅迅速速下下降降，引引力力占占优优势势，胶胶粒粒间间距距很很近近，永久聚沉。永久聚沉。（不可逆聚沉）（不可逆聚沉）习习惯惯上上，将将第第一一极极小小处处发发生生的的聚聚结结称称为为聚聚沉沉，而而将将在在第二极小处发生的叫做絮凝。第二极小处发生的叫做絮凝。第19页，讲稿共50张，创作于星期三20起起聚聚沉沉作作用用的的主主要要是是反反离离子子，且且聚聚沉沉能能力力随随离离子子价价的的增加而显著增加

15、。增加而显著增加。聚聚沉沉能能力力与与反反离离子子价价数数的的6次次方方成成反反比比，而而与与同同电电子子的的价价数数无无关关，一一、二二、三三价价反反离离子子的的聚聚沉沉值值的的比比例例大大致致符合：符合：舒尔茨舒尔茨-哈代（哈代（Schulze-Hardy）经验规则：）经验规则：8.1.4 电解质对胶体稳定性的影响电解质对胶体稳定性的影响CCC：临界絮凝浓度（临界聚沉值）：临界絮凝浓度（临界聚沉值）第20页，讲稿共50张，创作于星期三21UH临界聚沉浓度临界聚沉浓度 胶胶体体的的稳稳定定性性取取决决于于总总势势能能曲曲线线上上的的势势垒垒的的大大小小。那那么么就就可可以以定定性性地地把把是

16、是否否存存在在势势垒垒作作为为判判断断胶胶体体稳稳定定与与否的标准。否的标准。势垒的高度随溶液中电解质浓度的增大而降低，势垒的高度随溶液中电解质浓度的增大而降低，当电解质浓度达到某一数值时，当电解质浓度达到某一数值时，势能曲线的最高点恰为零，势势能曲线的最高点恰为零，势垒消失，体系由稳定转为聚沉，垒消失，体系由稳定转为聚沉，这就是这就是临界聚沉状态临界聚沉状态，这时的，这时的电解质浓度即是该胶体的电解质浓度即是该胶体的临界临界聚沉值聚沉值。第21页，讲稿共50张，创作于星期三22使使一一定定量量的的溶溶胶胶在在一一定定时时间间内内完完全全聚聚沉沉所所需需电电解解质质的最小浓度。的最小浓度。某电

17、解质的聚沉值愈小，某电解质的聚沉值愈小，表明其聚沉能力愈强。表明其聚沉能力愈强。UH临界聚沉浓度临界聚沉浓度 电解质浓度越高，势垒降低，系统越不稳定。电解质浓度越高，势垒降低，系统越不稳定。第22页，讲稿共50张，创作于星期三23临界聚沉值临界聚沉值(a)当表面电势较高时，当表面电势较高时，0 1，cz-6 当表面电势较低时，当表面电势较低时，0ze0/4kT c04 z-2 一般情况下，聚沉值在一般情况下，聚沉值在z-2 z-6 之间变化之间变化(b)聚沉值与分散介质介电常数的立方成正比聚沉值与分散介质介电常数的立方成正比第23页，讲稿共50张，创作于星期三24DLVO理论总结（理论总结（1

18、）l胶粒既存在斥力势能，也存在引力势能。前者是带电胶胶粒既存在斥力势能，也存在引力势能。前者是带电胶粒靠近时粒靠近时扩散层重叠产生的静电排斥力扩散层重叠产生的静电排斥力；而后者是；而后者是长程范德长程范德华力华力所产生的吸引力。所产生的吸引力。l胶粒间存在的斥力势能和引力势能的相对大小决定了系胶粒间存在的斥力势能和引力势能的相对大小决定了系统的总势能，亦决定了胶体的稳定性。统的总势能，亦决定了胶体的稳定性。当斥力势能当斥力势能引力势能，并足以阻止胶粒由于布朗运动碰撞引力势能，并足以阻止胶粒由于布朗运动碰撞而粘结时，胶体稳定；而当引力势能而粘结时，胶体稳定；而当引力势能斥力势能时，胶粒靠斥力势能

19、时，胶粒靠近而聚沉。近而聚沉。调整其相对大小，可改变胶体的稳定性。调整其相对大小，可改变胶体的稳定性。第24页，讲稿共50张，创作于星期三25l斥斥力力势势能能、引引力力势势能能及及总总势势能能随随胶胶粒粒间间距距离离而而改改变变。由由于于UR和和UA与与距距离离的的关关系系不不同同，会会出出现现在在一一定定距距离离范范围围内内吸力占优；而在另一范围内斥力占优的现象。吸力占优；而在另一范围内斥力占优的现象。l加加入入电电解解质质对对引引力力势势能能影影响响不不大大，但但对对斥斥力力势势能能有有很很大大影影响响。电电解解质质的的加加入入会会导导致致系系统统总总势势能能的的变变化化，适适当当调调整

20、整可可得得到到相相对稳定的胶体系统。对稳定的胶体系统。DLVO理论总结（理论总结（2）第25页，讲稿共50张，创作于星期三26综上所述，综上所述，分散相粒子的分散相粒子的带电带电、溶剂化作用溶剂化作用及及布布朗运动朗运动是溶胶三个重要的是溶胶三个重要的稳定原因稳定原因。胶粒带电胶粒带电静电斥力。静电斥力。溶溶剂剂化化作作用用机机械械阻阻力力。（溶溶剂剂化化作作用用也也是是使使溶溶胶胶稳稳定定的的重重要要原原因因，水水化化外外壳壳的的存存在在势势必必增增加加溶溶胶胶聚聚合合的机械阻力。）的机械阻力。）布布朗朗运运动动动动力力稳稳定定性性。（布布朗朗运运动动足足够够强强，粒粒子子热热运运动动能能够

21、够克克服服重重力力场场的的作作用用而而不不下下沉沉，溶溶胶胶的的这这种性质，称为种性质，称为动力稳定性动力稳定性）第26页，讲稿共50张，创作于星期三278.2 聚沉动力学聚沉动力学 l自自热热力力学学的的观观点点，憎憎液液胶胶体体都都是是不不稳稳定定的的。通通常常所所说说的的胶胶体体稳稳定定与与否否，是是指指聚聚沉沉速速度度的的相相对对快慢，聚沉速度是胶体稳定性的定量反映。快慢，聚沉速度是胶体稳定性的定量反映。l快聚沉：势垒快聚沉：势垒Umax为零，胶粒凡碰即聚；为零，胶粒凡碰即聚；l慢慢聚聚沉沉：有有势势垒垒存存在在，只只有有其其中中一一部部分分胶胶粒粒碰碰撞导致聚沉。撞导致聚沉。第27页

22、，讲稿共50张，创作于星期三288.2.1 快聚沉快聚沉 快聚沉时，质点之间无势垒存在，凡碰即聚，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。化为质点向另一质点扩散的问题。1917年，斯莫卢霍夫斯基年，斯莫卢霍夫斯基(Smoluchowski)将扩散将扩散理论用于聚沉，讨论了单分散球形质点的聚沉速度。理论用于聚沉，讨论了单分散球形质点的聚沉速度。第28页，讲稿共50张，创作于星期三291）增高温

23、度、降低介质粘度，有利于聚沉；）增高温度、降低介质粘度，有利于聚沉；2）在在定定温温、定定介介质质粘粘度度下下，聚聚沉沉速速度度与与浓浓度度的的平平方成正比。方成正比。球形胶粒的消失速度：球形胶粒的消失速度：发生聚沉时，原始质点消失，发生聚沉时，原始质点消失，快聚沉的速度常数快聚沉的速度常数第29页，讲稿共50张，创作于星期三308.2.2 慢聚沉：慢聚沉：（Ks 即即 Kslow）当当质质点点之之间间有有势势垒垒存存在在时时，势势垒垒的的作作用用相相当当于于质质点点之之间间存存在在一一斥斥力力，在在其其作作用用下下，质质点点向向彼彼此此远远离的方向扩散。离的方向扩散。于于是是，慢慢聚聚沉沉的

24、的聚聚沉沉速速度度常常数数 Ks 比比快快聚聚沉沉小小（应应加加一阻力校正项）：一阻力校正项）：式式中中 Kr 相相当当于于碰碰撞撞频频率率，Vm 势势垒垒相相当当于于慢慢聚聚沉沉过程的活化能。过程的活化能。第30页，讲稿共50张，创作于星期三318.3 影响溶胶稳定性的因素影响溶胶稳定性的因素 浓浓 度度 温温 度度 有利聚沉（见上公式）有利聚沉（见上公式）外加电解质，胶外加电解质，胶体体系相互作用体体系相互作用降低稳定性降低稳定性聚沉聚沉：憎液溶胶中分散相微粒互相聚结，颗粒变：憎液溶胶中分散相微粒互相聚结，颗粒变大，进而发生沉淀的现象。大，进而发生沉淀的现象。加热加热、辐射辐射或或加入电加

25、入电解质解质皆可导致溶胶的聚沉。皆可导致溶胶的聚沉。第31页，讲稿共50张，创作于星期三32聚聚沉沉值值：使使一一定定量量的的溶溶胶胶在在一一定定时时间间内内完完全全聚聚沉沉所所需要的电解质的最低浓度。需要的电解质的最低浓度。聚沉能力聚沉能力:聚沉值的倒数定义为聚沉能力聚沉值的倒数定义为聚沉能力聚聚沉沉值值大大小小与与实实验验条条件件有有关关，通通常常作作相相同同条条件件下下的的比比较。较。8.3.1（外加）电解质影响（外加）电解质影响溶胶的稳定性受电解质的影响非常敏感。溶胶的稳定性受电解质的影响非常敏感。第32页，讲稿共50张，创作于星期三33电解质的聚沉作用电解质的聚沉作用 少少量量电电解

26、解质质的的存存在在对对溶溶胶胶起起稳稳定定作作用用;过过量量的的电电解解质质的的存存在对溶胶起破坏作用在对溶胶起破坏作用(聚沉聚沉)。原因主要是。原因主要是:若若加加入入的的反反离离子子发发生生特特性性吸吸附附时时,斯斯特特恩恩层层内内的的反反离离子子数数量量增增加加,使胶体粒子带电量降低。使胶体粒子带电量降低。电电解解质质的的浓浓度度或或价价数数增增加加都都会会压压缩缩扩扩散散层层,使使扩扩散散层层变变薄薄,斥斥力力势势能降低能降低;第33页，讲稿共50张，创作于星期三34从从电电解解质质对对胶胶体体粒粒子子势势能能的的影影响响看看,当当电电解解质质的的浓浓度度或或价价数数增增加加使使溶溶胶

27、胶发发生生聚聚沉沉时时,所所必必须须克克服服的的势势垒垒高高度度和和位位置置皆皆发发生生变变化。化。势势垒垒高高度度随随电电解解质质浓浓度度增大而降低增大而降低。c1c2c30Ux电解质浓度对胶粒势能的电解质浓度对胶粒势能的影响影响斥斥力力吸吸力力第34页，讲稿共50张，创作于星期三35 舒尔茨舒尔茨-哈代（哈代（S-H）规则：）规则：起起聚聚沉沉作作用用的的主主要要是是反反离离子子，反反离离子子的的价价数数越越高高，聚沉能力越强，聚沉值越小。聚沉能力越强，聚沉值越小。一、二、三价反离子的聚沉值的比例大致符合：一、二、三价反离子的聚沉值的比例大致符合：价数规则价数规则第35页，讲稿共50张，创

28、作于星期三36 如如对对带带负负电电的的As2S3溶溶胶胶起起聚聚沉沉作作用用的的是是电电解解质质的的阳阳离离子子，KCl，MgCl2，AlCl3的的聚聚沉沉值值分分别别为为49.5，0.7，0.093mol m-3，若若以以K+为为比比较较标标准准，其其聚聚沉沉能能力力有有如如下下关关系：系：Me+:Me2+:Me3+=1:70.7:532一般聚沉能力可近似表示为反离子价数的一般聚沉能力可近似表示为反离子价数的6次方之比次方之比:Me+:Me2+:Me3+=16:26:36=1:64:729也有许多反常现象也有许多反常现象,如如H+虽为一价虽为一价,却有很强的聚沉能力。却有很强的聚沉能力。第

29、36页，讲稿共50张，创作于星期三37注意：注意：l“S-H”规规则则只只适适用用于于“不不相相干干”（不不与与胶胶粒粒反反应应）的外加电解质。的外加电解质。l例例如如：在在 AgI 负负溶溶胶胶中中，若若外外加加AgNO3，则则反反离离子子 Ag+能能与与 AgI 上上吸吸附附的的 I 形形成成 AgI 而而使使胶胶粒粒表表面电荷大大减少，容易聚沉。面电荷大大减少，容易聚沉。l因因此此，相相干干离离子子(Ag+)的的聚聚沉沉值值比比一一般般不不相相干干离离子要小得多（仅为子要小得多（仅为0.01）。）。第37页，讲稿共50张，创作于星期三388.3.2 同价数的反离子聚沉能力同价数的反离子聚

30、沉能力 l反离子半径对反离子半径对 AgI 负溶胶聚沉值的影响负溶胶聚沉值的影响 外电外电解质解质反离子半径（反离子半径（）（水化前）（水化前）反离子半径（反离子半径（）（水化后）（水化后）聚沉值聚沉值 mmol/L LiNO3 NaNO3 KNO30.781.001.332.311.761.19165140136Ca(NO3)2Mg(NO3)21.050.753.003.322.402.60第38页，讲稿共50张，创作于星期三39l离子水化后半径越小，聚沉能力越强，聚沉值越小。离子水化后半径越小，聚沉能力越强，聚沉值越小。l水水化化层层愈愈厚厚,被被吸吸附附的的能能力力愈愈小小,使使其其进进

31、入入斯斯特特恩恩层的数量减少层的数量减少,而使聚沉能力减弱。而使聚沉能力减弱。第39页，讲稿共50张，创作于星期三40同价数反离子聚沉能力：同价数反离子聚沉能力：由于负离子水化能力很弱由于负离子水化能力很弱,所以负离子的半径愈小所以负离子的半径愈小,吸附能力愈强吸附能力愈强,聚沉能力愈强聚沉能力愈强.这种将带有相同电荷的离子按聚沉能力大小排列的这种将带有相同电荷的离子按聚沉能力大小排列的顺序顺序,称为称为感胶离子序感胶离子序。第40页，讲稿共50张，创作于星期三418.3.3 大的有机反离子大的有机反离子l因因大大的的有有机机反反离离子子与与胶胶粒粒之之间间有有很很强强的的范范德德华华引引力，

32、易被吸附。力，易被吸附。l与与同同价价小小离离子子比比，大大的的有有机机反反离离子子聚聚沉沉能能力力大大得得多，聚沉值小。多，聚沉值小。第41页，讲稿共50张，创作于星期三428.3.4 同号离子的影响同号离子的影响l在在反反离离子子相相同同情情形形下下，有有些些同同号号离离子子由由于于和和质质点点的的范范德德华华吸吸引引而而被被吸吸附附，改改变变了了胶胶粒粒的的表表面面性性质质，增增加加了了稳稳定定性性，聚聚沉沉能能力力降低，聚沉值增加。降低，聚沉值增加。一般的：一般的：l大的或高价的负离子对负溶胶有稳定作用；大的或高价的负离子对负溶胶有稳定作用；l大的或高价的正离子对正溶胶有稳定作用。大的

33、或高价的正离子对正溶胶有稳定作用。第42页，讲稿共50张，创作于星期三43 例如例如:下表为不同电解质对下表为不同电解质对亚铁氰化铜亚铁氰化铜负溶胶的负溶胶的聚沉值聚沉值 电电解解质质 聚聚沉沉值值/(mol m-3)电电解解质质 聚聚沉沉值值/(mol m-3)KBr 27.5 KNO3 28.7K2SO4 47.5K2CrO4 80.0K2C4H4O6 95.0K4Fe(CN)6 260.0i)对比左右列，高价负离子的聚沉值的明显大于低价负离对比左右列，高价负离子的聚沉值的明显大于低价负离子（稳定）。子（稳定）。ii)对比上下行，由对比上下行，由 rNO3 rBr (水化后水化后)，稳定作

34、用强，所，稳定作用强，所以聚沉值：以聚沉值：KNO3 KBr 第43页，讲稿共50张，创作于星期三44 高高分分子子化化合合物物既既可可使使溶溶胶胶稳稳定定，也也可可使使溶溶胶胶聚聚沉沉。好好的的聚聚沉沉剂剂应应是是相相对对分分子子量量很很大大的的线线型型聚聚合合物物，如如聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺及及其其衍衍生生物物就就是是一一种种良良好好的的聚聚沉沉剂剂，其其相相对对分分子子量量可可高高达达几几百百万万。聚聚沉沉剂剂可可以是离子型的，也可以是非离子型的。以是离子型的，也可以是非离子型的。8.3.5 高分子化合物的聚沉作用高分子化合物的聚沉作用第44页，讲稿共50张，创作于星期三45脱脱水水效效应

35、应:高高聚聚物物分分子子由由于于亲亲水水作作用用强强,其其溶溶解解与与水水化化作用使胶粒脱水，失去水化外壳而聚沉。作用使胶粒脱水，失去水化外壳而聚沉。电电中中和和效效应应:离离子子型型高高聚聚物物吸吸附附在在带带电电的的胶胶粒粒上上而而中中和和了了胶粒的表面电荷，使粒子间的斥力势能降低，而使溶胶聚沉。胶粒的表面电荷，使粒子间的斥力势能降低，而使溶胶聚沉。搭搭桥桥效效应应:一一个个长长碳碳链链的的高高聚聚物物分分子子可可以以同同时时吸吸附附在在许许多多个个分分散散相相微微粒粒上上,通通过过“搭搭桥桥”把把胶胶粒粒联联结在一起结在一起,引起聚沉。也称引起聚沉。也称敏化作用敏化作用。高分子化合物的聚

36、沉作用高分子化合物的聚沉作用第45页，讲稿共50张，创作于星期三46若若在在溶溶胶胶中中加加入入较较多多的的高高分分子子化化合合物物，许许多多个个高高分分子子化化合合物物的的一一端端吸吸附附在在同同一一个个分分散散相相粒粒子子的的表表面面上上，或或者者是是许许多多个个高高分分子子线线团团环环绕绕在在胶胶体体粒粒子子周周围围形形成成水水化化外外壳壳，将将分散相粒子完全包围起来，对溶胶则起保护作用。分散相粒子完全包围起来，对溶胶则起保护作用。高分子化合物的保护作用（使溶胶稳定）高分子化合物的保护作用（使溶胶稳定）第46页，讲稿共50张，创作于星期三47高分子化合物对溶胶聚沉和保护作用示意图高分子化

37、合物对溶胶聚沉和保护作用示意图(a)聚沉作用聚沉作用(b)保护作用保护作用第47页，讲稿共50张，创作于星期三48 当加入的大分子物质的量不足时，憎液溶胶的胶粒粘附在大分子上，大分子起了一个桥梁作用，把胶粒联系在一起，使之更容易聚沉。(1)敏化作用 例如，对SiO2进行重量分析时，在SiO2的溶胶中加入少量明胶，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。第48页，讲稿共50张，创作于星期三49通常金值的数量是这样得到的：为了保护10ml 0.006%的金溶胶，在加入1ml 10%的NaCl溶液后，不致使溶胶聚沉所需高分子的最少质量称为金值，一般以mg为单位。当憎液溶胶中加入足量大分子溶液后，大分子吸附在胶粒周围起到保护溶胶的作用。“金值”是大分子化合物保护金溶胶能力的一种量度，金值越小，保护剂的保护能力越强。(2)金值（gold number)第49页，讲稿共50张，创作于星期三04.04.2023感谢大家观看第50页，讲稿共50张，创作于星期三