第二章胶体的性质ppt课件

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1、第二章第二章第二章第二章 胶体的根本性质胶体的根本性质胶体的根本性质胶体的根本性质 2.1 胶体的运胶体的运动动性性质质2.2 胶体的光学性胶体的光学性质质2.3 胶体的胶体的电电学性学性质质2.4 胶体的流胶体的流变变性性质质2.5 胶体的胶体的稳稳定性定性胶体的根本性胶体的根本性质1. 布朗运布朗运动动(Brownian motion ,1826)Brown运动第一节第一节 胶体的运动性质胶体的运动性质 1903年发明了超显微镜，为研讨布朗运动提供了物质条件。 用超显微镜可以察看到溶胶粒子不断地作不规那么“之字形的运动，从而可以测出在一定时间内粒子的平均位移。 经过大量察看，得出结论：粒子

2、越小，布朗运动越猛烈。其运动猛烈的程度不随时间而改动，但随温度的升高而添加。Brown运动的本质运动的本质 1905年和1906年爱因斯坦Einstein)和斯莫鲁霍夫斯基Smoluchowski)分别论述了Brown运动的本质。 布朗运动是分子热运动的必然结果，是大粒子所具有的热运动。真溶液与胶体溶液运真溶液与胶体溶液运动区区别一一样：两者运：两者运动的本的本质均是均是热运运动； 不同：真溶液是不同：真溶液是单个分子的个分子的热运运动，而胶体溶，而胶体溶液中的胶粒的液中的胶粒的热运运动是多个分子是多个分子热运运动的冲的冲击的的结果。果。Einstein-Brown 位移方程位移方程式中 r

3、为粒子半径，h 为介质的粘度系数， T为温度， t为位移时间。 1905 年爱因斯坦导出一粒子在时间 t 内沿着某一维(x)运动偏离其原来位置的平均位移的表示式为； (Einstein-Brown 位移方程)Einstein-Brown 位移方程位移方程 布朗运布朗运动实际动实际的根据：的根据：热热运运动动的本的本质质是分是分子的不子的不规规那么运那么运动动，它使粒子从高，它使粒子从高浓浓度向低度向低浓浓度区挪度区挪动动，而最，而最终趋终趋于均匀。于均匀。2 . 分散分散(Diffusion )-Einstern公式的推公式的推导导 即由于布朗运即由于布朗运动动的存在的存在,当溶胶中的胶当溶胶

4、中的胶粒存在粒存在浓浓度梯度度梯度时时,就会就会发发生分散生分散.当当 很小时，很小时，Fick第一分散定律第一分散定律D : 分散系数(单位浓度梯度下在单位时间 内经过单位面积截面的胶粒的质量)dc/dx : 在 x 方向上的浓度梯度(Einstein第二分散公式第二分散公式)积分后得：分后得：结合合得出得出式中 r 为粒子半径，h 为介质的粘度系数， T为温度， t为位移时间。 (Einstein-Brown 位移方程)Einstein-Brown 位移方程位移方程(Einstein第一分散公式)根据根据得出得出 知的NA 、r、T 和 t 等知量求 外，还提供了一种测定阿佛加德罗常数 N

5、A 的方法 (Einstein第二分散公式)(Einstein-Brown 位移方程)(Einstein第一分散公式)半径/mmNA半径/mmNA金溶胶汞0.0220.1200.2666.210235.91023藤黄溶胶乳香0.2125.506.510237.81023Perrin Avogadro常数的常数的验证验证J. Perrin (1962年年诺贝诺贝尔尔奖奖金金获获得者得者)1Perrin Avogadro常数的常数的验证3.Einstein布朗运动公式的运用布朗运动公式的运用t / s位移 /mm粒子半径r =270nm粒子半径r =52nm实验值计算值实验值计算值1.484.44

6、8.803.15.37.83.25.47.61.42.94.51.72.94.2布朗运布朗运动中位移与中位移与颗粒大小的关系粒大小的关系Svedberg)2证明了胶体的分子运明了胶体的分子运动假假设的真的真实性性Svedberg)总之：之： 胶体的运胶体的运动，具，具备分子运分子运动的性的性质不不带电球粒在水中的分散系数和布朗运球粒在水中的分散系数和布朗运动位移所需位移所需时间3定量描画胶粒的分散速度和布朗运定量描画胶粒的分散速度和布朗运动情况情况半径/cmD / m2s-1位移所需时间1cm1mm1mm10-310-410-510-610-72.15 10-142.15 10-132.15

7、10-122.15 10-112.15 10-1073a7.3a9mon27d2.7d9mon27d2.7d6.5h40min23s2.3s0.23s2.3 10-2s2.3 10-3s4.浸透浸透压压与与Donnan 平衡平衡n: 溶胶中所含胶粒的摩尔数。V: 溶胶的体积 普通溶胶的浸透普通溶胶的浸透压压 大分子溶液的浸透大分子溶液的浸透压压Virial 方程A2、 A3 virial 系数。 c：kg/m3 p/c 对c作图，由截距可得分子量M或数均分子量 聚聚电电解解质质的浸透的浸透压压-Donnan 平衡平衡天然的生物聚合体大多是聚电解质PXz P z+ +zX-Pz- (c1) Cl

8、- (c2)Na+ (zc1) Na+ (c2)Pz- (c1) Cl- (c2-x)Na+ (zc1+x) Na+ (c2-x)Cl- (x) 内 膜 外浸透平衡时1由于存在不透过半透膜的大离子，平衡时膜的内外NaCl浓度不等，产生一附加浸透压，此即为Donnan效应。z越大， Donnan效应越显著；2c1c2时， NaCl几乎都在膜外边；3 c11/2l 反射反射 d1/2l 散射散射 当光束经过分散体系时，一部分自在地经过，一部分被吸收、反射或散射。可见光的波长约在400700 nm之间。1当光束经过粗分散体系，由于粒子大于入射光的波长，主要发生反射，使体系呈现混浊。 2当光束经过胶体

9、溶液，由于胶粒直径小于可见光波长，主要发生散射，可以看见乳白色的光柱。3当光束经过分子溶液，由于溶液非常均匀，散射光因相互关涉而完全抵消，看不见散射光。3.经典光散射实际静态光散射经典光散射实际静态光散射 1871年，Rayleigh研讨了大量的光散射景象，导出了散射光总能量的计算公式，称为Rayleigh公式：前提条件：介质中的粒子： (1)球形； (2)非导体； (3)比入射光波长要小，D/l1/20 (4)粒子间无相互作用 当散射光与入射光的频率一样时，光散射为弹性光散射。静态光射研讨体系的平衡性质。1Rayleigh公式公式散射光的角分布对小粒子体系Rayleigh公式公式Raylei

10、gh公式：式中：I 散射光强度 I0 入射光强度 c 单位体积中粒子数 v 每个粒子的体积 l 入射光波长， n1与n2分别为分散介质和分散相的折射率 从Rayleigh公式可得出如下结论：1. 入射光波长愈短，散射愈强。蓝(400600nm)比红光(600700nm)易散射。2. 3. ，质点愈多，散射光愈强。4. n1与n2 差别愈大，散射光愈强。Rayleigh公式公式3.经典光散射实际静态光散射经典光散射实际静态光散射粒径：1/20D/l12Debye散射公式散射公式其中瑞利比：式中：c为浓度g/mL)，A2为第二个维里系数 I0 入射光强度，N为Avogadro常数 I90 为散射角

11、90o间隔散射中心rcm处每毫升溶液所产生的光强 为入射光波长， n0为溶剂的折光系数， 为折光系数随浓度的变化率示差折射率仪测定Debye式示差折射率仪测定静态光散射仪测定3Mie散射公式散射公式粒径：D/l1散射光的角分布对大粒子体系4. 动态光散射及其丈量动态光散射及其丈量在实践体系中小粒子不停地做布朗运动，散射光频率与入射光的频率比较，发生频移。粒子运动速度也不完一样，有一定的速度分布，故频率也有一定的分布。这样，散射光频率将以入射光时频率w0为中心展宽，或者说是散射光强随时是变化发生涨落。这种由于胶体体系中粒子动态性质引起的光散射变化称为动态光散射。布朗运布朗运动强度的平度的平动分散

12、系数分散系数D动态光散射动态光散射-DLS技术技术 散射光散射光强强随随时间涨时间涨落的落的变变化可用化可用时间时间相关函数相关函数表征，散射光表征，散射光强强时间时间相关函数定相关函数定义为义为RI t 对于球形粒子于球形粒子1利用散射光测定颗粒大小与浓度利用散射光测定颗粒大小与浓度 -浊度法浊度法5.静态散射光运用静态散射光运用 当分散相和分散介质等条件都一样，Rayleigh公式可改写成： 坚持浓度一样， 坚持粒子大小一样 假设知一种溶液的散射光强度和粒子半径或浓度，测定未知溶液的散射光强度，就可以知道其粒径或浓度，这就是乳光计。2溶胶的颜色溶胶的颜色I0可见光可见光400-700nmI

13、散散I其中，E和A分别为吸收系数和散射系数对于溶液，Beer定律对于胶体溶液，Beer定律改写为三种大小不同粒子的金溶胶的消光系数与波长的关系不同大小粒子的银溶胶的颜色7. 显微镜及其对粒子大小和外形的测定显微镜及其对粒子大小和外形的测定 普通显微镜分辨率不高，只能分辨出半径在200 nm以上的粒子，所以看不到胶体粒子。普通显微镜分辨率A：运用500nm的入射光(1) 显微镜显微镜 超显微镜分辨率高，可以研讨半径为5150 nm的粒子。但是， 超显微镜察看的不是胶粒本身，而是察看胶粒发出的散射光。是目前研讨憎液溶胶非常有用的手段之一。(2)超显微镜超显微镜超显微镜的类型超显微镜的类型1 狭缝式

14、 照射光从碳弧光源射击，经可调狭缝后，由透镜会聚，从侧面射到盛胶体溶液的样品池中。 超显微镜的目镜看到的是胶粒的散射光。假设溶液中没有胶粒，视野将是一片黑暗。超显微镜的类型超显微镜的类型2. 心形聚光器 这种超显微镜有一个心形腔，上部视野涂黑，剧烈的照射光通入心形腔后不能直接射入目镜，而是在腔壁上几经反射，改动方向，最后从侧面会聚在试样上。目镜在黑暗的背景上看到的是胶粒发出的的散射光。 从超显微镜可以获得哪些有用信息？从超显微镜可以获得哪些有用信息？1 可以测定球状胶粒的平均半径。2 间接推测胶粒的外形和不对称性。 例如，球状粒子不闪光， 不对称的粒子在向光面变化时有闪光景象。3 判别粒子分散

15、均匀的程度。粒子大小不同，散射光的强度也不同。4 察看胶粒的布朗运动 、电泳、沉降和凝聚等景象。胶体与界面化学胶体与界面化学一一. 带电的胶体粒子的胶体粒子第三节第三节 胶体的电学性质胶体的电学性质胶粒带电的本质胶粒带电的本质 1胶粒在构成过程中，胶核优先吸附某种离胶粒在构成过程中，胶核优先吸附某种离子，使胶粒带电。子，使胶粒带电。 例如：在AgI溶胶的制备过程中，假设AgNO3过量，那么胶核优先吸附Ag+离子，使胶粒带正电；假设KI过量，那么优先吸附I -离子，胶粒带负电。胶粒的构造胶粒的构造例1：AgNO3 + KIKNO3 + AgI 过量的 KI 作稳定剂AgI+- - - - - -

16、 - - - - -(AgI)mn I (n-x)K+ x xK+ 内核内壳严密吸附层分散层胶粒带负电胶团电中性胶团的构造表达式： 胶团的图示式：胶核胶核胶壳胶壳严密吸附层严密吸附层分散层分散层例2：AgNO3 + KIKNO3 + AgI 过量的 AgNO3 作稳定剂 胶团的图示式：胶粒的构造胶粒的构造AgI+ +-(AgI)mn Ag+ (n-x)NO3x+ x NO3 内核内壳严密吸附层分散层胶粒带正电胶团电中性胶团的构造表达式：胶核胶核胶壳胶壳严密吸附层严密吸附层分散层分散层 2 离子型固体电解质构成溶胶时，由于正、离子型固体电解质构成溶胶时，由于正、负离子溶解量不同，使胶粒带电。负离

17、子溶解量不同，使胶粒带电。 例如：将例如：将AgI制备溶胶时，由于制备溶胶时，由于Ag+较小，活动才干强，比较小，活动才干强，比I-容容易脱离晶格而进入溶液，使胶粒带负电。易脱离晶格而进入溶液，使胶粒带负电。3可电离的大分子溶胶，由于大分子本身发生电可电离的大分子溶胶，由于大分子本身发生电离，而使胶粒带电。离，而使胶粒带电。 例如蛋白质分子，有许多羧基和胺基，在pH较高的溶液中，离解生成PCOO-离子而负带电；在pH较低的溶液中，生成P-NH3+离子而带正电。 Pencc实验 1809年，年，Pencc实验实验 由于胶粒带电，而溶胶是电中性的，那么介质带与胶粒相反的电荷。在外电场作用下，胶粒和

18、介质分别向带相反电荷的电极挪动，就产生了电泳和电渗的电动景象，这是因电而动。二、二、 胶体分散体系电动景象及其运用胶体分散体系电动景象及其运用 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，那么产生流动电势。这是因动而产生电。 以上四种景象都称以上四种景象都称为电动为电动景象。景象。 流动电位 沉降电位1.电泳电泳electrophoresis 带电胶粒或大分子在外加电场的作用下向带相反电荷的电极作定向挪动的景象称为电泳。 影响电泳的要素有：带电粒子的大小、外形；粒子外表电荷的数目；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。 从电泳景象可以获得胶粒或

19、大分子的电荷符号以及构造、大小和外形等有关信息。界面挪动电泳仪界面挪动电泳仪首先在漏斗中装上待测溶胶，U型管下部活塞内径与管径一样。 实验开场时，翻开底部活塞，使溶胶进入U型管，当液面略高于左、右两活塞时即关上，并把多余溶胶吸走。在管中参与分散介质，使两臂液面等高。 小心翻开活塞 ，接通电源，察看液面的变化。假设是无色溶胶，必需用紫外吸收等光学方法读出液面的变化。 根据通电时间和液面升高或下降的刻度计算电泳速度。 注： 另外要选择适宜的介质，使电泳过程中坚持液面明晰。 沿aa,bb和cc都可以程度滑移。实验开场时，从bb处将上部移开，下面A，B部分装上溶胶，然后将上部移到原处，在C部装上超滤液

20、，在bb处有明晰界面。TiseliusTiselius电泳仪电泳仪(1948(1948年获得诺贝尔化学奖年获得诺贝尔化学奖) )提赛留斯电泳仪的纵、横剖面图如下图。 接通直流电源，在电泳过程中可以清楚的察看到界面的挪动。从而可以判别胶粒所带电荷和测定电泳速度等。 区带电泳实验简便、易行，样品用量少，分别效率高，是分析和分别蛋白质的根本方法。 常用的区带电泳有：纸上电泳，圆盘电泳和板上电泳等。区带电泳区带电泳 将惰性的固体或凝胶作为支持物，两端接正、负电极，在其上面进展电泳，从而将电泳速度不同的各组成分别。 a.纸上电泳纸上电泳 用滤纸作为支持物的电泳称为纸上电泳。 先将一厚滤纸条在一定pH的缓

21、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，在纸条上构成距起点不同间隔的区带，区带数等于样品中的组分数。将纸条枯燥并加热，将蛋白质各组分固定在纸条上，再用适当方法进展分析。纸上电泳运用纸上电泳运用 血清蛋白质电泳图谱b.凝胶电泳凝胶电泳 用淀粉凝胶、琼胶或聚丙烯酰胺等凝胶作为载体，那么称为凝胶电泳。 将凝胶装在玻管中，电泳后各组分在管中构成圆盘状，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。假设将凝胶铺在玻板上进展的电泳称为平板电泳。

22、 c.板上电泳板上电泳 在外加电场作用下，带电的介质经过多孔膜或半径为110 nm的毛细管作定向挪动，这种景象称为电渗。 电渗方法有许多实践运用，如溶胶净化、海水淡化、泥炭和染料的枯燥等。2.电渗电渗electro-osmosis)电渗析法亦换膜电渗析法。该法的技术关键是新型离子交换膜的研制。离子交换膜是0.5-1.0mm厚度的功能性膜片，按其选择透过性区分为正离子交换膜阳膜与负离子交换膜阴膜。 含有离子的液体在加压或重力等外力的作用下，流经多孔膜或毛细管时会产生电势差。3.流动电势流动电势streaming potential) 这种因流动而产生的电势称为流动电势。 流动电位 由于管壁会吸附

23、某种离子，使固体外表带电，电荷从固体到液体有个分布梯度。 在用泵保送原油或易燃化工原料时，要使管道接地或参与油溶性电解质，添加介质电导，防止流动电势能够引发的事故。 当外力迫使分散层挪动时，流动层与固体外表之间会产生电势差，当流速很快时，有时会产生电火花。 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，使底层与外表层的粒子浓度悬殊，从而产生电势差，这就是沉降电势。 贮油罐中的油内常会有水滴，水滴的沉降会构成很高的电势差，有时会引发事故。通常在油中参与有机电解质，添加介质电导，降低沉降电势。 4.沉降电势沉降电势 (sedimentation potential) 当固体与液体接触

24、时，可以是固体从溶液中选择性吸附某种离子，也可以是固体分子本身发生电离作用而使离子进入溶液，以致使固液两相分别带有不同符号的电荷，在界面上构成了双电层的构造。 对于双电层的详细构造，一百多年来不同窗者提出了不同的看法。最早于1879年Helmholz提出平板型模型；三、双电层构造模型和电动电位三、双电层构造模型和电动电位z电位电位 1910年Gouy和1913年Chapman修正了平板型模型，提出了分散双电层模型；后来Stern又提出了Stern模型。1.Helmhotz1.Helmhotz平板电容实际平板电容实际 亥姆霍兹以为固体的外表电荷与溶液中带相反电荷的即反离子构成平行的两层，好像一个

25、平板电容器。整个双电层厚度为。 固体外表与液体内部的总的电位差即等于热力学电势0 ，在双电层内，热力学电势呈直线下降。 在电场作用下，带电质点和溶液中的反离子分别向相反方向运动。 这模型过于简单，由于离子热运动，不能够构成平板电容器。2.Gury-Chapman(1913)2.Gury-Chapman(1913)分散双电层模型分散双电层模型 Gouy和Chapman以为，由于正、负离子静电吸引和热运动两种效应的结果，溶液中的反离子只需一部分严密地排在固体外表附近，相距约一、二个离子厚度称为严密层； 另一部分离子按一定的浓度梯度分散到本体溶液中，离子的分布可用玻兹曼公式表示，称为分散层。 双电层

26、由严密层和分散层构成。挪动的切动面为AB面。Gouy-Chapman(1913)Gouy-Chapman(1913)分散双电层模型分散双电层模型 双电层定量处置：目的是求出双电层厚度，即电荷密度从外表到体相一致处之间厚度。阐明了双电层内的电荷与电势分布。Gouy-Chapman(1913)分散双电层模型分散双电层模型 Gouy-Chapman双电层实际的结论：j0很低时， 1双电层电位j与间隔成指数关系满足x0, j j0；x, j 0。双电层电位与间隔关系 2k具有长度量纲， 当k x=1时，jj0/e作为一个表征量，1/k为分散双电层的有效厚度。 3可利用求k ， 从而求得双电层的有效厚度

27、具有长度量纲， Gouy-Chapman(1913)Gouy-Chapman(1913)分散双电层模型分散双电层模型Gouy-Chapman(1913)Gouy-Chapman(1913)分散双电层模型分散双电层模型 Gouy-Chapman双电层实际的困难： 1在k x值很小时即j0大时，外表离子浓度的实际值太大。假设j0 300mV, c0=10-3mol/L，那么外表离子浓度可达160mol/L，不能够。双电层电位与间隔关系 2不能解释外表电势变符号的景象3.Stern3.Stern模型模型 Stern对分散双电层模型作进一步修正。 他以为吸附在固体外表的严密层约有一、二个分子层的厚度，

28、后被称为Stern层； 由反号离子电性中心构成的平面称为Stern平面。 由于离子的溶剂化作用，胶粒在挪动时，严密层会结合一定数量的溶剂分子一同挪动，所以滑移的切动面由比Stern层略右的曲线表示。 从固体外表到Stern平面，电位从0直线下降为 。电动电势电动电势electrokinetic potentialelectrokinetic potential 在Stern模型中，带有溶剂化层的滑移界面与溶液之间的电位差称为z电位。电动电势亦称为z电势。 在分散双电层模型中，切动面AB与溶液本体之间的电位差为z电位； 电位总是比热力学电位低，外加电解质会使z电位变小甚至改动符号。只需在质点挪动

29、时才显示出z电位，所以又称电动电势。 带电的固体或胶粒在挪动时，挪动的切动面与液体本体之间的电位差称为电动电势。电动电势电动电势electrokinetic potentialelectrokinetic potential四四 胶体的胶体的稳定与聚沉定与聚沉 胶体由于具有宏大的外表能，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，而不稳定那么是绝对的。1. 溶胶的溶胶的稳稳定性定性影响溶胶稳定性的要素(1) 溶胶的动力稳定要素(2) 胶粒带电的稳定作用(3) 溶剂化的稳定作用 1941年由德查金年由德查金(Darjaguin)和朗道和朗

30、道(Landau)以及以及1948年维韦年维韦(Verwey)和奥弗比克和奥弗比克(Overbeek)分别提出了带电胶分别提出了带电胶体粒子稳定的实际体粒子稳定的实际, 简称简称DLVO实际实际. 要点如下要点如下: (1) 在胶团之间在胶团之间, 既存在着斥力势能既存在着斥力势能, 存在着引力势能存在着引力势能l分散层未重叠分散层未重叠, 两胶团之间两胶团之间不产生斥力不产生斥力l分散层重叠分散层重叠, 平衡破坏平衡破坏, 产生浸产生浸透性斥力和静电斥力透性斥力和静电斥力DLVO实际实际(2) 胶体系统的相对稳定或聚沉取决于斥力势能和吸力胶体系统的相对稳定或聚沉取决于斥力势能和吸力势能的相对

31、大小势能的相对大小. 当粒子间斥力势能在数值上大于吸力势能当粒子间斥力势能在数值上大于吸力势能,而且足以阻止由于布朗运动使粒子相互碰撞而粘结时而且足以阻止由于布朗运动使粒子相互碰撞而粘结时, 那那么胶体处于相对稳定形状么胶体处于相对稳定形状; 当吸力势能在数值上大于斥力当吸力势能在数值上大于斥力势能势能, 粒子将相互靠拢而发生聚沉粒子将相互靠拢而发生聚沉. 调整两者的相对大小调整两者的相对大小, 可可以改动胶体系统的稳定性以改动胶体系统的稳定性.(3) 斥力势能斥力势能, 吸力势能以及总势吸力势能以及总势能都随粒子间间隔的变化而变化能都随粒子间间隔的变化而变化, 且在某一间隔范围吸力占优势且在

32、某一间隔范围吸力占优势, 而在另一间隔范围斥力占优势而在另一间隔范围斥力占优势.(4) 参与电解质对吸力势能影响参与电解质对吸力势能影响不大不大, 但对斥力势能的影响却非但对斥力势能的影响却非常显著常显著. 电解质的参与会导致系电解质的参与会导致系统的总势能发生很大的变化统的总势能发生很大的变化, 适适当调整电解质浓度当调整电解质浓度, 可以得到相可以得到相对稳定的胶体对稳定的胶体.在电荷作用下稳定存在的在电荷作用下稳定存在的Fe2O3溶胶溶胶2. 溶胶的聚沉溶胶的聚沉聚沉聚沉: 憎液溶胶中分散相微粒相互聚构造，憎液溶胶中分散相微粒相互聚构造， 颗粒粒变大大, 进而而发生沉淀的景象。加生沉淀的

33、景象。加热，辐射或参与射或参与电解解质皆可皆可导致溶胶的聚沉。致溶胶的聚沉。 三种溶胶聚沉. (左)Al(OH)3; (中)Fe(OH)3; (右)Cu(OH)22. 溶胶的聚沉溶胶的聚沉(1) 电电解解质质的聚沉作用的聚沉作用 在溶胶中参与少量电解质，可以使胶粒吸附的离子添加，电势提高，添加溶胶的稳定性，称为稳定剂。 但当电解质的浓度足够大，部分反粒子进入严密层，而使电势降低，分散层变薄，胶粒之间静电斥力减小而导致聚沉，那么称为聚沉剂。 聚称聚称值值和聚沉率和聚沉率聚沉速率电解质浓度 c电势/mV c1 c 230 0聚沉聚沉值：使溶胶以明：使溶胶以明显速率聚沉所需的速率聚沉所需的电解解质的

34、最小的最小浓度。度。聚沉率：聚沉聚沉率：聚沉值的倒数。的倒数。电解质的聚沉值越小，聚沉率越大，那么聚沉才干越强不同不同电解解质的聚沉的聚沉值(mmol/dm3) LiCl 58.4 NaCl 51 KCl 501/2 K2SO4 65 HCl 31 CaCl2 0.65 BaCl2 0.69 MgSO4 0.801/2Al3(SO4)3 0.096 AlCl3 0.093负溶胶溶胶(As2S3)正溶胶正溶胶(Al2O3)NaCl 43.5KCl 46KNO3 60K2SO4 0.30K2Cr2O7 0.63K2C2O4 0.69K3Fe(CN)6 0.08 影响影响电电解解质质聚沉才干的要素：

35、聚沉才干的要素：(a) 主要取决于与胶粒所带电荷相反的离子反离子所带的电荷数即价数。反离子的价数越高，聚沉才干越强。Schulze-Hardy rule 电解质的聚沉值与胶粒的异电性离子的价数的6次方成反比Cj(i) : i 价电解质的聚沉值(b) 价数一样的反离子的水合半径越小，聚沉 才干越强。例如，对一价阳离子,按聚沉才干陈列： H+ Cs+ Rb+ NH4+ K+ Na+ Li+对一价阴离子： F- Cl- Br- NO3- I-(c) 与胶粒电性一样的离子，普通说来，价数越高，水合半径越小盐析作用 ，聚沉才干越弱(2) 溶胶的相互聚沉作用溶胶的相互聚沉作用 当两种当两种带带相反相反电电

36、荷的溶胶所荷的溶胶所带电带电量相等量相等时时， 相互混合也会相互混合也会发发生聚沉。生聚沉。 (3) 高分子化合物的作用高分子化合物的作用 在溶胶中参与少量高分子化合物可使溶胶聚沉，称为敏化作用(絮凝作用)。 在溶胶中参与足够多的高分子化合物，那么会阻止溶胶的聚沉，称为空间维护作用。胶体与界面化学胶体与界面化学第五节第五节 胶体的流变性质胶体的流变性质流流变学学来来源源于于希希腊腊，由由BinghamBingham和和CrawfordCrawford为了了表表示示液体的流液体的流动和固体的和固体的变形景象而提出来的概念。形景象而提出来的概念。流流变学那么是研学那么是研讨物物质的的变形和流形和流

37、动的一的一门科学。科学。 一一. 流流变性性质的根本概念与的根本概念与规律律1.1.切应变、切应力和切变速度切应变、切应力和切变速度切应力：单位面积遭到的切力称为切应力切应力：单位面积遭到的切力称为切应力t t 变变形形：对对某某一一物物体体外外加加压压力力，其其内内部部的的各各部部分分的的外外形形和和体体积发积发生的生的变变化。主要与固体的性化。主要与固体的性质质相关。相关。 由外部由外部应应力而力而产产生的固体的生的固体的变变形，如除去其形，如除去其应应力，那么力，那么固体恢复原状，固体恢复原状，这这种性种性质质称称为弹为弹性。性。 对于固体：于固体：把把这种可逆性种可逆性变形称形称为弹性

38、性变形，而非可逆性形，而非可逆性变形称形称为塑塑性性变形。形。 在在弹性极限内，切性极限内，切应力力t t与切与切应变q q成正比，即成正比，即 流动主要表示液体和气体的性质。流动的难流动主要表示液体和气体的性质。流动的难易与物质本身具有的性质有关，把这种景象称易与物质本身具有的性质有关，把这种景象称为粘性为粘性ViscosityViscosity。流动也视为一种非可逆。流动也视为一种非可逆性变形过程。性变形过程。 对于于纯液体：液体： 在流速不太快时，可将流动着的液体视为相互平行挪动的液层叫层流如以下图，由于各层的速度不同，便构成速度梯度du/dy，这是流动的根本特征。 u uy y 剪切应

39、力与剪切速率剪切应力与剪切速率表征体系流变性质的两个根本参数：表征体系流变性质的两个根本参数： 1. 剪切应力，简称剪切力，单位剪切应力，简称剪切力，单位为为N/m2，以，以t表示。表示。 2. 剪切速度，单位为剪切速度，单位为s-1，以，以D表表示。示。切切应力力t t完全用于抑制液体的内摩擦，那么切完全用于抑制液体的内摩擦，那么切应力力与切与切变速率速率D D成正比，即成正比，即 牛顿定律实践上，某一种物质对外力表现为弹性和粘性双重特性粘弹性。这种性质称为流变学性质，对这种景象进展定量解析的学问称为流变学。二、浓分散几种典型的流型二、浓分散几种典型的流型1.非非时间时间依依赖赖性流型性流型

40、非时间依赖性流体流变曲线1牛顿流体牛顿流体牛牛顿顿粘粘度度定定律律：纯纯液液体体和和多多数数低低分分子子溶溶液液在在层层流流条条件件下下的的剪剪切切应应力力S与与剪剪切切速速度度D成成正正比比。遵照该法那么的液体为牛顿流体。遵照该法那么的液体为牛顿流体。 式中，h粘度或粘度系数，是表示流体粘性的物理常数。单位为泊，1P= 0.1Nsm-2，SI单位中粘度用Pas或 Kg/(ms)表示。塑性流体流塑性流体流变性性质的两个根本参数：的两个根本参数： 1. tc，屈服，屈服值； 2. h* ，塑性粘度，塑性粘度2. 塑性流体塑性流体如：油漆、泥浆等塑性流体流塑性流体流变性性质的特征参数：的特征参数：

41、 1. tc，屈服，屈服值； 2. h* ，塑性粘度，塑性粘度特点：切稀。特点：切稀。流流变曲曲线特点：特点：经过原点凸向切原点凸向切应力力轴的曲的曲线。例如：例如：羧甲基甲基纤维素等大分子化合物溶液、淀粉水素等大分子化合物溶液、淀粉水悬浮体等浮体等3.假塑性流体假塑性流体流流变曲曲线特点：特点：经过原点凸向切原点凸向切变速度的曲速度的曲线。例如：淀粉例如：淀粉-乙二醇糊状物、乙二醇糊状物、颜料的料的浓悬浮体等浮体等4.胀流性流体胀流性流体2. 时间时间依依赖赖性流型性流型-触触变变型型触变性流体流变曲线例如：一定浓度的泥浆、溶胶、油漆等三、稀分散体系的粘度三、稀分散体系的粘度1.与粘度有关的常用符号与与粘度有关的常用符号与术语术语粘度粘度纯溶剂粘度纯溶剂粘度相对粘度相对粘度增比粘度增比粘度比浓度粘度比浓度粘度特性粘度特性粘度2. Einstein粘度公式粘度公式四、粘度的丈量四、粘度的丈量1.同心同心转转筒式粘度筒式粘度计计四、粘度的丈量四、粘度的丈量2.毛毛细细管式粘度管式粘度计计四、粘度的丈量四、粘度的丈量3.锥锥板式粘度板式粘度计计