26胶体的稳定与聚沉解析.ppt

§(Stabilityandcoagulationofsol)溶胶的稳定性影响聚沉作用的一些因素胶体稳定性的DLVO理论大意高分子化合物对溶胶的絮凝和稳定作用*DLVO理论的一种简化表示式胶体的稳定与聚沉Stabilityandcoagulationofsol胶体由于具有巨大的表面能,因此是热力学不稳定体系,但在某些条件下,也能稳定的存在一段时间。胶体的稳定是相对的、暂时的和有条件的,而不稳定则是绝对的。影响溶胶稳定性的因素(1)热力学稳定性(2)动力学稳定性(3)抗聚结稳定性溶胶的稳定性抗聚结稳定性胶粒之间有相互吸引的能量Va和相互排斥的能量Vr,总作用能为Va+Vr。如图所示:动力学稳定性由于溶胶粒子小,Brown运动激烈,在重力场中不易沉降,使溶胶具有动力稳定性热力学稳定性胶体体系是多相分散体系,有巨大的界面能,故在热力学上不稳定。溶胶的稳定性粒子间相互作用与其距离的关系曲线Va+Vr当粒子相距较大时,主要为吸力,总势能为负值;当靠近到一定距离,双电层重叠,排斥力起主要作用,势能升高。要使粒子聚结必须克服这个势垒。溶胶的稳定性胶粒表面因吸附某种离子而带电,并且此种离子及反离子都是溶剂化的,这样,在胶粒周围就形成了一个溶剂化膜(水化膜)溶剂化层的影响水化膜中的水分子是比较定向排列的,当胶粒彼此接近时,水化膜就被挤压变形,而引起定向排列的引力又力图恢复原来的定向排列,这样就使水化膜表现出弹性,成为胶粒彼此接近时的机械阻力水化膜中的水有较高的黏度, 所需电解质的最小浓度。从已知的表值 可见,对同一溶胶,外加电解质的反号离子的价数越低,其聚沉值越大。聚沉能力 是聚沉值的倒数。聚沉值越大的电解质其聚沉能力越小;反之,聚沉值越小的电解质,其聚沉能力越强。影响聚沉作用的一些因素电解质的影响有如下一些规律:(1)聚沉能力主要决定于与胶粒带相反电荷的离子的价数异电性离子为一、二、三价的电解质,其聚沉值的比例约为:相当于这表示聚沉值与异电性离子价数的六次方成反比这一结论称为Schulze-Hardy规则影响聚沉作用的一些因素(2)价数相同的离子聚沉能力也有所不同。例如不同的碱金属的一价阳离子所生成的***盐对负电性胶粒的聚沉能力可以排成如下次序:不同的一价阴离子所形成的钾盐,对带正电的溶胶的聚沉能力则有如下次序:同价离子聚沉能力的这一次序称为感胶离子序。它与水合离子半径从小到大的次序大致相同。影响聚沉作用的一些因素(3)有机化合物的离子都有很强的聚沉能力,这可能与其具有强吸附能力有关。(4)电解质的聚沉作用是正负离子作用的总和通常相同电性离子的价数愈高,则该电解质的聚沉能力愈低,这可能与这些相同电性离子的吸附作用有关影响聚沉作用的一些因素(5)不规则聚沉在溶胶中加入少量的电解质可以使溶胶聚沉,电解质浓度稍高,沉淀又重新分散而成溶胶,并使胶粒所带电荷改变符号。如果电解质的浓度再升高,可以使新形成的溶胶再次沉淀。不规则聚沉是胶体粒子对高价异号离子的强烈吸附的结果。