胶体带电问题中学教育高中教育中学教育高中教育.pdf

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1、 一、胶体的结构是怎样的？关于胶体的结构，一般认为在胶体粒子的中心，是一个由许多分子聚集而成的固体颗粒，叫做胶核。在胶核的表面常常吸附一层组成类似的、带相同电荷的离子。当胶核表面吸附了离子而带电后，在它周围的液体中，带相反电性的离子会扩散到胶核附近，并与胶核表面电荷形成扩散双电层。扩散双电层由两部分构成：(1)吸附层 胶核表面吸附着的离子，由于静电引力，又吸引了一部分带相反电荷的离子(简称反离子)，形成吸附层。(2)扩散层 除吸附层中的反离子外，其余的反离子扩散分布在吸附层的外围。距离吸附层的界面越远，反离子浓度越小，到了胶核表面电荷影响不到之处，反离子浓度就等于零。从吸附层界面(图中虚线)到

2、反离子浓度为零的区域叫做扩散层。吸附层的离子紧挨着胶核，跟胶核吸附得比较牢固，它跟随胶核一起运动。扩散层跟胶核距离远一些，容易扩散。通常把胶核和吸附层共同组成的粒子称为胶粒，把胶核、吸附层和扩散层统称为胶团。二、胶体为什么会带电？胶体带电的原因，是由于胶体是高分散的多相体系，具有巨大的界面(总表面积)，因而有很强的吸附能力。它能有选择地吸附介质中的某种离子，而形成带电的胶粒。这里以 AgI 胶体为例来说明。包围着 AgI 胶核的是扩散双电层(吸附层和扩散层)，胶核和吸附层构成了胶粒，胶粒和扩散层形成的整体为胶团，在胶团中吸附离子的电荷数与反离子的电荷数相等，因此胶粒是带电的，而整个胶团是电中性

3、的。式中的 m是 AgI 分子数，m的值常常很大，n 的数值比 m小得多；(n-x)是包含在吸附层中的反离子数；x 为扩散层中的反离子数。由于胶核对吸附层的吸引能力较强，对扩散层的吸引能力弱，因此在外加电场(如通直流电)作用下，胶团会从吸附层与扩散层之间分裂，形成带电荷的胶粒而发生电泳现象。带电的胶粒向一极移动，带相反电荷的反离子向另一极极移动。因此，胶团在电场作用下的行为跟电解质相似。三、胶体应该带什么电？胶体粒子吸附溶液中的离子而带电，当吸附了正离子时，胶体粒子荷正电，吸附了负离子则荷负电。不同情况下胶体粒子容易吸附何种离子，与被吸附离子的本性及胶体粒子表面结构有关。法扬斯规则表明：与胶体

4、粒子有相同化学元素的离子优先被吸附。以 AgI 胶体为例，AgNO3与 KI 反应，生成 AgI 溶胶，若 KI 过量，则胶核 AgI 吸附过量的 I-而带负电，若AgNO3过量，则 AgI 吸附过量的 Ag+而带正电。四、氢氧化铁胶体一定带正电吗？在制备氢氧化铁胶体的实验中，一般为向沸水中加入 FeCl3 溶液，由于 Fe3的水解，使溶液显酸性，溶液中的 OH 浓度较小，因此氢氧化铁胶核更容易吸附浓度较大的 Fe3，带正电，如果在碱性环境下，则可吸附 OH 带负电。由此，我们常说的氢氧化铁胶体带正电，是由于制备胶体的实验过程的特殊性决定的，而非氢氧化铁胶体一定带正电。五、胶体都是由于吸附离子

5、而带电吗？前文所述的胶体粒子带电荷由于吸附离子所致，当分散相固体与液体介质接触时，固体表面分子发生电离，也可以使胶体带电。核在胶核的表面常常吸附一层组成类似的带相同电荷的离子当胶核表面吸附了离子而带电后在它周围的液体中带相反电性的离子会扩散到胶核附近并与胶核表面电荷形成扩散双电层扩散双电层由两部分构成吸附层胶核表面吸附着的反离子扩散分布在吸附层的外围距离吸附层的界面越远反离子浓度越小到了胶核表面电荷影响不到之处反离子浓度就等于零从吸附层界面图中虚线到反离子浓度为零的区域叫做扩散层吸附层的离子紧挨着胶核跟胶核吸附得比较牢固层和扩散层统称为胶团二胶体为么会带电胶体带电的原因是由于胶体是高分散的多相

6、体系具有巨大的界面总表面积因而有很强的吸附能力它能有选择地吸附介质中的某种离子而形成带电的胶粒这里以胶体为例来说明包围着胶核的是 以硅酸胶团为例。m个 SiO2nH2O分子聚集成胶核，胶核表面的 H2SiO3有微弱的电离。胶核选择吸附与其组成类似的 n 个 SiO32离子；H 为反离子，总数为 2n 个，其中 2（nx）个被带负电的 SiO32所吸引，共同构成胶粒中的吸附层；其余的 2x 个 H+则分布在扩散层中，它的胶团结构可以用下面式子来表示。由图可知，胶粒带负电。硅酸溶胶是土壤胶体中的重要部分，而土壤胶体又是土壤中最重要、最活跃的部分，植物营养的吸收，土壤中的各种反应，大都集中在这一部分

7、。胶体在土壤肥力上起着巨大作用，在工农业生产上有着重要意义。）吸附：胶体系统胶核比表面积很大，有较高的比表面积能，所以容易产生吸附。胶核吸附正离子，胶粒带正电；胶核吸附负离子，胶粒带负电。与分散相固体表面有相同的化学元素的离子被优先吸附。2）电离：当分散相固体与液体相接触时，固体表面分子发生电离，有一种离子进入液相，因而是固体离子带电。3）离子互换：例如，黏土中的 Al3+常被低价的 Mg2+和 Ca2+等置换，微粒因缺少正电荷而带负电。4）接触摩擦：对于非极性介质，电离理论不能应用。科恩（Cohen）认为，这种胶体系统的微粒和介质带电的原因是，分散相离子和介质之间存在着接触摩擦。他总结出移条

8、经验定律，有两种非导体组成的经验系统中，介电常数大的物质带正电，介电常数小的物质带负电。（3）胶团结构：例如 AgI 为负溶胶，则有：(0)回复 1 楼 核在胶核的表面常常吸附一层组成类似的带相同电荷的离子当胶核表面吸附了离子而带电后在它周围的液体中带相反电性的离子会扩散到胶核附近并与胶核表面电荷形成扩散双电层扩散双电层由两部分构成吸附层胶核表面吸附着的反离子扩散分布在吸附层的外围距离吸附层的界面越远反离子浓度越小到了胶核表面电荷影响不到之处反离子浓度就等于零从吸附层界面图中虚线到反离子浓度为零的区域叫做扩散层吸附层的离子紧挨着胶核跟胶核吸附得比较牢固层和扩散层统称为胶团二胶体为么会带电胶体带

9、电的原因是由于胶体是高分散的多相体系具有巨大的界面总表面积因而有很强的吸附能力它能有选择地吸附介质中的某种离子而形成带电的胶粒这里以胶体为例来说明包围着胶核的是 2006-08-08 21:08 举报|个人企业举报垃圾信息举报 化学 1 号 贡士 7 AgI 为正溶胶，则有：式中 m 胶核中物质的分子数；n 胶核中所吸附的离子数；（n-x）包含在紧密层中过剩的异电离子数 回复 2 楼 2006-08-08 21:09 举报|个人企业举报垃圾信息举报 核在胶核的表面常常吸附一层组成类似的带相同电荷的离子当胶核表面吸附了离子而带电后在它周围的液体中带相反电性的离子会扩散到胶核附近并与胶核表面电荷形

10、成扩散双电层扩散双电层由两部分构成吸附层胶核表面吸附着的反离子扩散分布在吸附层的外围距离吸附层的界面越远反离子浓度越小到了胶核表面电荷影响不到之处反离子浓度就等于零从吸附层界面图中虚线到反离子浓度为零的区域叫做扩散层吸附层的离子紧挨着胶核跟胶核吸附得比较牢固层和扩散层统称为胶团二胶体为么会带电胶体带电的原因是由于胶体是高分散的多相体系具有巨大的界面总表面积因而有很强的吸附能力它能有选择地吸附介质中的某种离子而形成带电的胶粒这里以胶体为例来说明包围着胶核的是 化学 1 号 贡士 7 .回复 3 楼 2006-08-08 21:10 举报|个人企业举报垃圾信息举报 化学 1 号 贡士 7 1）胶核

11、：是由大量分散相物质的分子、原子所构成的一个具有晶体结构的聚集体。它不带电荷，比表面积大，比表面能高。核在胶核的表面常常吸附一层组成类似的带相同电荷的离子当胶核表面吸附了离子而带电后在它周围的液体中带相反电性的离子会扩散到胶核附近并与胶核表面电荷形成扩散双电层扩散双电层由两部分构成吸附层胶核表面吸附着的反离子扩散分布在吸附层的外围距离吸附层的界面越远反离子浓度越小到了胶核表面电荷影响不到之处反离子浓度就等于零从吸附层界面图中虚线到反离子浓度为零的区域叫做扩散层吸附层的离子紧挨着胶核跟胶核吸附得比较牢固层和扩散层统称为胶团二胶体为么会带电胶体带电的原因是由于胶体是高分散的多相体系具有巨大的界面总

12、表面积因而有很强的吸附能力它能有选择地吸附介质中的某种离子而形成带电的胶粒这里以胶体为例来说明包围着胶核的是2）胶粒：是胶核和它紧裹着的吸附层所构成的一个能独立运动的带电粒子。胶粒在外电场作用下做定向运动。外加电解质能显著的改变胶粒的电荷电量乃至电荷性质。3）胶团：由胶粒和它周围的扩散层所构成的一个整体。胶团是电中性的，很难划分它的边界线，因为扩散层的大小与溶液中离子的浓度有关。4）胶团的双电层：胶团的双电层就是指紧密层（紧靠固体表面的不流动层）和扩散层 核在胶核的表面常常吸附一层组成类似的带相同电荷的离子当胶核表面吸附了离子而带电后在它周围的液体中带相反电性的离子会扩散到胶核附近并与胶核表面电荷形成扩散双电层扩散双电层由两部分构成吸附层胶核表面吸附着的反离子扩散分布在吸附层的外围距离吸附层的界面越远反离子浓度越小到了胶核表面电荷影响不到之处反离子浓度就等于零从吸附层界面图中虚线到反离子浓度为零的区域叫做扩散层吸附层的离子紧挨着胶核跟胶核吸附得比较牢固层和扩散层统称为胶团二胶体为么会带电胶体带电的原因是由于胶体是高分散的多相体系具有巨大的界面总表面积因而有很强的吸附能力它能有选择地吸附介质中的某种离子而形成带电的胶粒这里以胶体为例来说明包围着胶核的是