第8章膠體穩(wěn)定性

1、第第8章膠體穩(wěn)定性章膠體穩(wěn)定性Colloid stability第8章膠體穩(wěn)定性一、溶膠的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)二、溶膠的穩(wěn)定性三、溶膠的聚沉膠核、膠粒、膠團(tuán)膠核、膠粒、膠團(tuán)膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式膠體之間的相互作用膠體之間的相互作用影響溶膠穩(wěn)定性的因素影響溶膠穩(wěn)定性的因素DLVO理論理論電解質(zhì)的聚沉作用電解質(zhì)的聚沉作用一、溶膠的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)因?yàn)槟z粒的大小常在因?yàn)槟z粒的大小常在1100nm之間，故每一膠粒必然之間，故每一膠粒必然是由許多分子或原子聚集而成的。是由許多分子或原子聚集而成的。膠核（膠核（colloidal nucleus）：由分子、原子或離子形成的難溶：由分子、原子或離子形成的難溶的質(zhì)點(diǎn)，它是膠體顆粒的

2、核心。的質(zhì)點(diǎn)，它是膠體顆粒的核心。膠粒（膠粒（colloidal particle）：滑動(dòng)面所包圍的帶電體：滑動(dòng)面所包圍的帶電體, 包括膠包括膠核及其表面所吸附的離子和一部分被吸附的反離子。核及其表面所吸附的離子和一部分被吸附的反離子。膠團(tuán)（膠團(tuán)（micelle）：整個(gè)擴(kuò)散層及其所包圍的電中性體：整個(gè)擴(kuò)散層及其所包圍的電中性體, 包括膠包括膠粒和擴(kuò)散層中的那部分過(guò)剩反離子。粒和擴(kuò)散層中的那部分過(guò)剩反離子。膠團(tuán)分散于液體介質(zhì)中便是通常所說(shuō)的溶膠。膠團(tuán)分散于液體介質(zhì)中便是通常所說(shuō)的溶膠。如在稀如在稀 AgNO3 溶液中緩慢加入少量溶液中緩慢加入少量 KI 稀溶液稀溶液, 得到得到 AgI溶膠（正溶

3、膠）溶膠（正溶膠）, 過(guò)剩的過(guò)剩的 AgNO3 則起穩(wěn)定劑的作用。則起穩(wěn)定劑的作用。 (AgI)m nAg+(nx)NO3 x+ xNO3膠核膠核膠粒膠?；瑒?dòng)面滑動(dòng)面膠團(tuán)膠團(tuán)NO3NO3NO3NO3NO3NO3NO3NO3NO3NO3NO3NO3(AgI)mAg +Ag +Ag +Ag +Ag +Ag +Ag +Ag +Ag +Ag +Ag +Ag +AgI膠團(tuán)示意圖膠團(tuán)示意圖AgI膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式溶膠的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)膠粒膠粒 = = 膠核膠核 + +被吸附離子被吸附離子 + + 緊密層反離子緊密層反離子膠團(tuán)膠團(tuán) = = 膠粒膠粒 + + 擴(kuò)散層反離子擴(kuò)散層反離子溶膠的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)如在稀如在稀 KI

4、 溶液中緩慢加入少量溶液中緩慢加入少量 AgNO3 稀溶液稀溶液, 得到得到AgI溶膠（負(fù)溶膠）溶膠（負(fù)溶膠）, 過(guò)剩的過(guò)剩的 KI 則起穩(wěn)定劑的作用。則起穩(wěn)定劑的作用。 (AgI)m nI (nx)K+ x xK+膠核膠核膠粒膠粒膠團(tuán)膠團(tuán)在同一個(gè)溶膠中在同一個(gè)溶膠中, 每個(gè)固體微粒所含分子個(gè)數(shù)每個(gè)固體微粒所含分子個(gè)數(shù) m及其所吸及其所吸附的離子個(gè)數(shù)附的離子個(gè)數(shù) n 都不一定是相等的。都不一定是相等的。 但整個(gè)膠團(tuán)是電中性的但整個(gè)膠團(tuán)是電中性的, 總電荷數(shù)應(yīng)為零總電荷數(shù)應(yīng)為零, 書(shū)寫(xiě)膠團(tuán)結(jié)構(gòu)時(shí)要注意這一點(diǎn)。書(shū)寫(xiě)膠團(tuán)結(jié)構(gòu)時(shí)要注意這一點(diǎn)。膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式為膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式為: :SiO2 溶膠溶膠, SiO2

5、 微粒與水生成弱酸微粒與水生成弱酸H2SiO3, 電離出的電離出的 SiO32有一部分吸附在有一部分吸附在SiO2微粒表面上微粒表面上, 形成帶負(fù)電的膠核形成帶負(fù)電的膠核, H+為反離子。反應(yīng)過(guò)程可表示為：為反離子。反應(yīng)過(guò)程可表示為： 23 3222SiO2HSiOHOHSiO(SiO2)m nSiO32 2(nx) H + 2x 2xH+寫(xiě)出其膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式：寫(xiě)出其膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式：溶膠的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)二、溶膠的穩(wěn)定性膠體系統(tǒng)是具有一定分散度的多相系統(tǒng)，有巨大的表面膠體系統(tǒng)是具有一定分散度的多相系統(tǒng)，有巨大的表面和表面能，因而從和表面能，因而從熱力學(xué)熱力學(xué)上來(lái)說(shuō)，它是上來(lái)說(shuō)，它是不穩(wěn)定不穩(wěn)定系統(tǒng)，粒子間系統(tǒng)

6、，粒子間有相互聚結(jié)而降低表面能的趨勢(shì)，即具有有相互聚結(jié)而降低表面能的趨勢(shì)，即具有易于聚沉的不穩(wěn)定易于聚沉的不穩(wěn)定性性。因此在制備溶膠時(shí)必須有穩(wěn)定劑存在。因此在制備溶膠時(shí)必須有穩(wěn)定劑存在。另一方面由于溶膠的粒子小，另一方面由于溶膠的粒子小，Brown運(yùn)動(dòng)劇烈，因此在重運(yùn)動(dòng)劇烈，因此在重力場(chǎng)中不易沉降，即具有力場(chǎng)中不易沉降，即具有動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性。穩(wěn)定的溶膠必須同時(shí)兼?zhèn)洳灰拙鄢恋姆€(wěn)定性和動(dòng)力穩(wěn)定穩(wěn)定的溶膠必須同時(shí)兼?zhèn)洳灰拙鄢恋姆€(wěn)定性和動(dòng)力穩(wěn)定性，但前者更為重要。性，但前者更為重要。粒子聚集由小變大的過(guò)程稱(chēng)為粒子聚集由小變大的過(guò)程稱(chēng)為聚集過(guò)程聚集過(guò)程，而膠體粒子聚集，而膠體粒子聚集而成為大粒

7、子稱(chēng)為聚集體。而成為大粒子稱(chēng)為聚集體。如無(wú)機(jī)電解質(zhì)使膠粒從溶液中沉淀析出，稱(chēng)如無(wú)機(jī)電解質(zhì)使膠粒從溶液中沉淀析出，稱(chēng)聚沉過(guò)程聚沉過(guò)程；如高分子化合物使膠體沉淀析出，稱(chēng)如高分子化合物使膠體沉淀析出，稱(chēng)絮凝過(guò)程絮凝過(guò)程；如不知為何種試劑，但能使膠體沉淀時(shí)，則籠統(tǒng)地稱(chēng)為聚如不知為何種試劑，但能使膠體沉淀時(shí)，則籠統(tǒng)地稱(chēng)為聚集過(guò)程。集過(guò)程。溶膠的穩(wěn)定性溶膠是熱力學(xué)不穩(wěn)定系統(tǒng)，但又具有動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性，這溶膠是熱力學(xué)不穩(wěn)定系統(tǒng)，但又具有動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性，這是一對(duì)矛盾。在一定條件下，它們可以共存；在另一條件下，是一對(duì)矛盾。在一定條件下，它們可以共存；在另一條件下，它們又可以轉(zhuǎn)化。它們又可以轉(zhuǎn)化。如有些溶膠能在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)

8、間里穩(wěn)定存在。例如法拉弟制如有些溶膠能在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間里穩(wěn)定存在。例如法拉弟制備的金溶膠靜置數(shù)十年才聚沉于管壁上。備的金溶膠靜置數(shù)十年才聚沉于管壁上。為此人們提出了多種理論進(jìn)行解釋為此人們提出了多種理論進(jìn)行解釋, 如如DLVO理論、空間理論、空間穩(wěn)定理論及空缺穩(wěn)定理論等。穩(wěn)定理論及空缺穩(wěn)定理論等。溶膠的穩(wěn)定性1941年由德查金年由德查金(Darjaguin)和朗道和朗道(Landau)以及以及1948年年維韋維韋(Verwey)和奧弗比克和奧弗比克(Overbeek)分別提出了帶電膠體粒子分別提出了帶電膠體粒子穩(wěn)定的理論穩(wěn)定的理論, 簡(jiǎn)稱(chēng)簡(jiǎn)稱(chēng)DLVO理論理論。 DLVO理論：理論：認(rèn)為溶膠在一定條

9、件下穩(wěn)定存在還是聚沉，認(rèn)為溶膠在一定條件下穩(wěn)定存在還是聚沉，取決于粒子間的相互吸引力和靜電斥力。若斥力大于吸力則取決于粒子間的相互吸引力和靜電斥力。若斥力大于吸力則溶膠穩(wěn)定，反之則不穩(wěn)定。溶膠穩(wěn)定，反之則不穩(wěn)定。 (1) 在膠團(tuán)之間在膠團(tuán)之間, 既存在著引力勢(shì)能既存在著引力勢(shì)能, 又存在著斥力勢(shì)能。又存在著斥力勢(shì)能。 溶膠粒子間的吸引力在本質(zhì)上和分子間的范德華吸引力溶膠粒子間的吸引力在本質(zhì)上和分子間的范德華吸引力相同，但是此處是由許多分子組成的粒子之間的相互吸引，相同，但是此處是由許多分子組成的粒子之間的相互吸引，其吸引力是各個(gè)分子所貢獻(xiàn)的總和。它與距離的三次方成反其吸引力是各個(gè)分子所貢獻(xiàn)的總

10、和。它與距離的三次方成反比，是一種遠(yuǎn)程作用力，故稱(chēng)作遠(yuǎn)程范德華力。比，是一種遠(yuǎn)程作用力，故稱(chēng)作遠(yuǎn)程范德華力。溶膠的穩(wěn)定性 擴(kuò)散層未重疊擴(kuò)散層未重疊, 兩膠團(tuán)兩膠團(tuán)之間不產(chǎn)生斥力之間不產(chǎn)生斥力 擴(kuò)散層重疊擴(kuò)散層重疊, 平衡破壞平衡破壞, 產(chǎn)產(chǎn)生滲透性斥力和靜電斥力生滲透性斥力和靜電斥力溶膠粒子間的排斥力起源于膠粒表面的雙電層的結(jié)構(gòu)。溶膠粒子間的排斥力起源于膠粒表面的雙電層的結(jié)構(gòu)。雙電層雙電層未重疊未重疊時(shí)，時(shí)，排斥力不產(chǎn)發(fā)生作用排斥力不產(chǎn)發(fā)生作用。兩膠團(tuán)擴(kuò)散層重疊后兩膠團(tuán)擴(kuò)散層重疊后, 破壞了擴(kuò)散層中反離子的平衡分破壞了擴(kuò)散層中反離子的平衡分布布, 使重疊區(qū)反離子向未重疊區(qū)擴(kuò)散使重疊區(qū)反離子向未

11、重疊區(qū)擴(kuò)散, 導(dǎo)致導(dǎo)致滲透性斥力滲透性斥力產(chǎn)生產(chǎn)生; 同時(shí)也破壞了雙電層的靜電平衡同時(shí)也破壞了雙電層的靜電平衡, 導(dǎo)致導(dǎo)致靜電斥力靜電斥力產(chǎn)生。產(chǎn)生。溶膠的穩(wěn)定性(2) 膠體系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定或聚沉取決于斥力勢(shì)能和吸力勢(shì)膠體系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定或聚沉取決于斥力勢(shì)能和吸力勢(shì)能的相對(duì)大小。能的相對(duì)大小。當(dāng)粒子間斥力勢(shì)能在數(shù)值上大于吸力勢(shì)能當(dāng)粒子間斥力勢(shì)能在數(shù)值上大于吸力勢(shì)能, 而且足以阻而且足以阻止由于布朗運(yùn)動(dòng)使粒子相互碰撞而粘結(jié)時(shí)止由于布朗運(yùn)動(dòng)使粒子相互碰撞而粘結(jié)時(shí), 則膠體處于相對(duì)則膠體處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)穩(wěn)定狀態(tài); 當(dāng)吸力勢(shì)能在數(shù)值上大于斥力勢(shì)能當(dāng)吸力勢(shì)能在數(shù)值上大于斥力勢(shì)能, 粒子將相互靠粒子將相互靠攏

12、而發(fā)生聚沉。調(diào)整兩者的相對(duì)大小攏而發(fā)生聚沉。調(diào)整兩者的相對(duì)大小, 可以改變膠體系統(tǒng)的可以改變膠體系統(tǒng)的穩(wěn)定性。穩(wěn)定性。溶膠的穩(wěn)定性(3)吸力勢(shì)能吸力勢(shì)能Va ,斥力勢(shì)能斥力勢(shì)能Vr 以及總勢(shì)能以及總勢(shì)能Va+Vr都隨粒子間距都隨粒子間距離離d 的變化而變化。的變化而變化。且在某一距離范圍吸力占優(yōu)勢(shì)且在某一距離范圍吸力占優(yōu)勢(shì), 而在另一距而在另一距離范圍斥力占優(yōu)勢(shì)。離范圍斥力占優(yōu)勢(shì)。溶膠的穩(wěn)定性當(dāng)粒子間距離較大時(shí)，主要為吸引力，總勢(shì)能為負(fù)值。當(dāng)粒子間距離較大時(shí)，主要為吸引力，總勢(shì)能為負(fù)值。當(dāng)靠近一定距離，雙電層重疊，排斥力起主要作用，勢(shì)能顯當(dāng)靠近一定距離，雙電層重疊，排斥力起主要作用，勢(shì)能顯著升

13、高；但與此同時(shí)，粒子間的吸引力也隨距離的縮短而增著升高；但與此同時(shí)，粒子間的吸引力也隨距離的縮短而增大。當(dāng)距離縮短到一定程度后，吸引力又占優(yōu)勢(shì)，勢(shì)能又隨大。當(dāng)距離縮短到一定程度后，吸引力又占優(yōu)勢(shì)，勢(shì)能又隨之下降。之下降。從圖中可看出，粒子要互相聚集在一起，必須克服一定從圖中可看出，粒子要互相聚集在一起，必須克服一定的勢(shì)壘，這就是溶膠在一定時(shí)間內(nèi)具有的勢(shì)壘，這就是溶膠在一定時(shí)間內(nèi)具有“穩(wěn)定性穩(wěn)定性”的原因。的原因。習(xí)慣上將這種穩(wěn)定性稱(chēng)為溶膠的習(xí)慣上將這種穩(wěn)定性稱(chēng)為溶膠的“聚集穩(wěn)定性聚集穩(wěn)定性”。它是。它是保持溶膠分散度不易自行降低的一種性質(zhì)。保持溶膠分散度不易自行降低的一種性質(zhì)。溶膠的穩(wěn)定性(4

14、) 加入電解質(zhì)對(duì)吸力勢(shì)能影響不大加入電解質(zhì)對(duì)吸力勢(shì)能影響不大, 但對(duì)斥力勢(shì)能的影響但對(duì)斥力勢(shì)能的影響卻十分顯著。卻十分顯著。電解質(zhì)的加入會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的總勢(shì)能發(fā)生很大的變化電解質(zhì)的加入會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的總勢(shì)能發(fā)生很大的變化, 適當(dāng)適當(dāng)調(diào)整電解質(zhì)濃度調(diào)整電解質(zhì)濃度, 可以得到相對(duì)穩(wěn)定的膠體。可以得到相對(duì)穩(wěn)定的膠體。在電荷作用下穩(wěn)定存在的在電荷作用下穩(wěn)定存在的Fe2O3溶膠溶膠溶膠的穩(wěn)定性溶膠的穩(wěn)定性 電解質(zhì)的濃度或價(jià)數(shù)增加都會(huì)壓縮擴(kuò)散層電解質(zhì)的濃度或價(jià)數(shù)增加都會(huì)壓縮擴(kuò)散層, 使擴(kuò)散層變薄使擴(kuò)散層變薄, 斥力勢(shì)能降低斥力勢(shì)能降低; 若加入的反離子發(fā)生特性吸附時(shí)若加入的反離子發(fā)生特性吸附時(shí), 斯特恩層內(nèi)的反離

15、子數(shù)斯特恩層內(nèi)的反離子數(shù)量增加量增加, 使膠體粒子帶電量降低。使膠體粒子帶電量降低。 c1c2c30Ex 電解質(zhì)濃度對(duì)膠粒勢(shì)能的影響電解質(zhì)濃度對(duì)膠粒勢(shì)能的影響吸吸力力斥斥力力從電解質(zhì)對(duì)膠體粒子勢(shì)從電解質(zhì)對(duì)膠體粒子勢(shì)能的影響看能的影響看, 當(dāng)電解質(zhì)的濃度當(dāng)電解質(zhì)的濃度或價(jià)數(shù)增加使溶膠發(fā)生聚沉或價(jià)數(shù)增加使溶膠發(fā)生聚沉?xí)r時(shí), 所必須克服的勢(shì)壘高度和所必須克服的勢(shì)壘高度和位置皆發(fā)生變化位置皆發(fā)生變化, 勢(shì)壘高度隨勢(shì)壘高度隨電解質(zhì)濃度增大而降低。電解質(zhì)濃度增大而降低。除除膠粒帶電膠粒帶電外外, 溶劑化作用溶劑化作用也是使溶膠穩(wěn)定的重要原因。也是使溶膠穩(wěn)定的重要原因。 溶劑化膜的存在增加了膠粒彼此接近時(shí)的

16、機(jī)械阻力。溶劑化膜的存在增加了膠粒彼此接近時(shí)的機(jī)械阻力。 分散相粒子的分散相粒子的布朗運(yùn)動(dòng)布朗運(yùn)動(dòng)是膠體粒子受重力影響而不下沉是膠體粒子受重力影響而不下沉的原因。的原因。綜上所述綜上所述, 分散相粒子的帶電分散相粒子的帶電, 溶劑化作用及布朗運(yùn)動(dòng)是溶溶劑化作用及布朗運(yùn)動(dòng)是溶膠三個(gè)重要的穩(wěn)定原因膠三個(gè)重要的穩(wěn)定原因。溶膠的穩(wěn)定性影響溶膠穩(wěn)定性的因素2、濃度的影響濃度的影響濃度增加，粒子碰撞機(jī)會(huì)增多。濃度增加，粒子碰撞機(jī)會(huì)增多。3、溫度的影響溫度的影響溫度升高，粒子碰撞機(jī)會(huì)增多，碰撞強(qiáng)度溫度升高，粒子碰撞機(jī)會(huì)增多，碰撞強(qiáng)度增加。增加。4、膠體體系的相互作用膠體體系的相互作用帶不同電荷的膠粒互吸而聚

17、沉。帶不同電荷的膠粒互吸而聚沉。溶膠的穩(wěn)定性1、外加電解質(zhì)的影響外加電解質(zhì)的影響影響最大，主要是影響膠粒的帶電影響最大，主要是影響膠粒的帶電情況，使電勢(shì)下降，促使膠粒聚集。情況，使電勢(shì)下降，促使膠粒聚集。三.溶膠的聚沉聚沉（聚沉（coagulation）: 憎液溶膠中分散相微粒互相聚集憎液溶膠中分散相微?；ハ嗑奂? 顆粒變大顆粒變大, 進(jìn)而發(fā)生沉淀的現(xiàn)象。進(jìn)而發(fā)生沉淀的現(xiàn)象。影響聚沉的因素很多，如影響聚沉的因素很多，如加熱加熱、輻射輻射或或加入電解質(zhì)加入電解質(zhì)皆可皆可導(dǎo)致溶膠的聚沉。導(dǎo)致溶膠的聚沉。三種溶膠聚沉三種溶膠聚沉. (左左)Al(OH)3; (中中)Fe(OH)3; (右右)Cu(O

18、H)2溶膠對(duì)電解質(zhì)的影響非常敏感。溶膠對(duì)電解質(zhì)的影響非常敏感。聚沉值聚沉值是使一定量的溶膠在一定時(shí)間內(nèi)完全聚沉所需電是使一定量的溶膠在一定時(shí)間內(nèi)完全聚沉所需電解質(zhì)的最小濃度，又稱(chēng)解質(zhì)的最小濃度，又稱(chēng)臨界聚沉濃度（臨界聚沉濃度（CCC）。）。 通常用來(lái)表示電解質(zhì)的聚沉能力。通常用來(lái)表示電解質(zhì)的聚沉能力。溶膠的聚沉1、電解質(zhì)的聚沉作用聚沉能力聚沉能力是是聚沉值的倒數(shù)聚沉值的倒數(shù)。聚沉值越大的電解質(zhì)，聚沉。聚沉值越大的電解質(zhì)，聚沉能力越?。环粗?，聚沉值越小的電解質(zhì)，其聚沉能力越強(qiáng)。能力越??；反之，聚沉值越小的電解質(zhì)，其聚沉能力越強(qiáng)。溶膠的聚沉表表8-1憎液溶膠的臨界聚沉濃度（憎液溶膠的臨界聚沉濃度（

19、mmoldm-3） As2S3（負(fù)溶膠）（負(fù)溶膠） AgI（負(fù)溶膠）（負(fù)溶膠） Al2O3（正溶膠）（正溶膠） LiCl 58 Li NO3 165 NaCl 43.5NaCl 51 NaNO2 140 KCl 46KCl 49.5 KNO3 136 KNO3 60KNO3 50 RbNO3 126KAc 110 AgNO3 0.01CaCl2 0.65 Ca(NO3)2 2.40 K2SO4 0.30MgCl2 0.72 Mg(NO3)2 2.60 K2Cr2O7 0.63 MgSO4 0.81 Pb(NO3)2 2.43 K2C2O4 0.69AlCl3 0.093 Al(NO3)3 0.

20、067 K2Fe(CN)6 0.081/2Al2(SO4)3 0.096 La(NO3)3 0.069Al(NO3)3 0.095 Ce(NO3)3 0.069溶膠的聚沉可得到以下一些規(guī)律：可得到以下一些規(guī)律： （1 1） 聚沉能力主要決定于聚沉能力主要決定于膠粒帶相反電荷的離子的價(jià)數(shù)膠粒帶相反電荷的離子的價(jià)數(shù)。且聚沉值與異電性離子價(jià)數(shù)的六次方成反比且聚沉值與異電性離子價(jià)數(shù)的六次方成反比，這就是，這就是Schulze-Hardy（舒爾茨哈迪）規(guī)則（舒爾茨哈迪）規(guī)則。如對(duì)于給定的溶膠，異電性離子分別為一、二、三價(jià)，如對(duì)于給定的溶膠，異電性離子分別為一、二、三價(jià)，則聚沉值的比例為：則聚沉值的比例為

21、：1001.60.14， 即666111 123:電解質(zhì)中能使溶膠發(fā)生聚沉的離子是反離子電解質(zhì)中能使溶膠發(fā)生聚沉的離子是反離子, , 反離子的反離子的價(jià)數(shù)愈高價(jià)數(shù)愈高, , 聚沉能力愈強(qiáng)。聚沉能力愈強(qiáng)。溶膠的聚沉如對(duì)帶負(fù)電的如對(duì)帶負(fù)電的As2S3 溶膠起聚沉作用的是電解質(zhì)的陽(yáng)離子溶膠起聚沉作用的是電解質(zhì)的陽(yáng)離子, KCl, MgCl2, AlCl3的聚沉值分別為的聚沉值分別為49.5, 0.72, 0.093mol m3, 若若以以K+為比較標(biāo)準(zhǔn)為比較標(biāo)準(zhǔn), 其聚沉能力有如下關(guān)系其聚沉能力有如下關(guān)系:Me+ : Me2+ : Me3+ = 1 : 69 : 532一般可近似表示為反離子價(jià)數(shù)的一

22、般可近似表示為反離子價(jià)數(shù)的 6 次方之比次方之比, 即即Me+ : Me2+ : Me3+ = 16 : 26 : 36 = 1 : 64 : 729也有許多反常現(xiàn)象也有許多反?，F(xiàn)象, 如如H+雖為一價(jià)雖為一價(jià), 卻有很強(qiáng)的聚沉能力。卻有很強(qiáng)的聚沉能力。溶膠的聚沉（2）與膠粒帶相反電荷的離子就是價(jià)數(shù)相同，其聚沉與膠粒帶相反電荷的離子就是價(jià)數(shù)相同，其聚沉能力也有差異。能力也有差異。同價(jià)正離子同價(jià)正離子, 離子半徑愈小離子半徑愈小, 聚沉值愈大。聚沉值愈大。同價(jià)負(fù)離子同價(jià)負(fù)離子, 負(fù)離子的半徑愈小負(fù)離子的半徑愈小, 聚沉值愈小。聚沉值愈小。感膠離子序感膠離子序 將同價(jià)離子按聚沉能力大小排列的順序。

23、將同價(jià)離子按聚沉能力大小排列的順序。H+Cs+Rb+NH4+K+Na+Li+Ba 2+ Sr 2+ Ca 2+ Mg 2+ FIO3 H2PO4 BrO3 ClClO3 BrNO3ClO4 ISCNOH 溶膠的聚沉（4）電解質(zhì)的聚沉作用是）電解質(zhì)的聚沉作用是正負(fù)離子作用的總和正負(fù)離子作用的總和有時(shí)與膠粒具有相同電荷離子也有顯著影響，通常相同電有時(shí)與膠粒具有相同電荷離子也有顯著影響，通常相同電性離子的價(jià)數(shù)愈高，聚沉能力愈低。這可能與這些同性離子的性離子的價(jià)數(shù)愈高，聚沉能力愈低。這可能與這些同性離子的吸附作用有關(guān)。吸附作用有關(guān)。（3） 有機(jī)化合物的離子都有很強(qiáng)的聚沉能力有機(jī)化合物的離子都有很強(qiáng)的聚

24、沉能力，這可能與，這可能與其具有強(qiáng)吸附能力有關(guān)。其具有強(qiáng)吸附能力有關(guān)。例如，對(duì)亞鐵氰化銅溶膠（負(fù)電）的聚沉值：例如，對(duì)亞鐵氰化銅溶膠（負(fù)電）的聚沉值： KBr 為為 27.5 molm-3 ， 而而 K4Fe(CN)6 為為 260.0 molm-3 。 溶膠的聚沉（5）不規(guī)則聚沉）不規(guī)則聚沉在溶膠中加入少量的電解質(zhì)可以使溶膠聚沉，如加入的在溶膠中加入少量的電解質(zhì)可以使溶膠聚沉，如加入的電解質(zhì)過(guò)量，特別是一些高價(jià)離子，使沉淀又重新分散而成電解質(zhì)過(guò)量，特別是一些高價(jià)離子，使沉淀又重新分散而成溶膠，并使膠粒所帶電荷改變符號(hào)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為溶膠，并使膠粒所帶電荷改變符號(hào)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為再帶電再帶電。若再

25、加電解質(zhì)，可使新形成的溶膠再次沉淀，這處現(xiàn)象稱(chēng)為若再加電解質(zhì)，可使新形成的溶膠再次沉淀，這處現(xiàn)象稱(chēng)為不規(guī)則聚沉不規(guī)則聚沉。電解質(zhì)對(duì)溶膠的聚沉作用的影響是很復(fù)雜的。其共同電解質(zhì)對(duì)溶膠的聚沉作用的影響是很復(fù)雜的。其共同點(diǎn)是點(diǎn)是不論何種電解質(zhì)，只要濃度達(dá)到某一定數(shù)值，都會(huì)引不論何種電解質(zhì)，只要濃度達(dá)到某一定數(shù)值，都會(huì)引起聚沉作用。起聚沉作用。溶膠的聚沉2、膠體之間的相互作用將膠粒帶相反電荷的溶膠互相混合，也會(huì)發(fā)生聚沉。將膠粒帶相反電荷的溶膠互相混合，也會(huì)發(fā)生聚沉。 與加入電解質(zhì)情況不同的是，當(dāng)兩種溶膠的用量恰能使其與加入電解質(zhì)情況不同的是，當(dāng)兩種溶膠的用量恰能使其所帶電荷的量相等時(shí)，才會(huì)完全聚沉，否

26、則會(huì)不完全聚沉，甚所帶電荷的量相等時(shí)，才會(huì)完全聚沉，否則會(huì)不完全聚沉，甚至不聚沉。至不聚沉。 產(chǎn)生相互聚沉現(xiàn)象的原因：可以把溶膠看成一個(gè)巨大的離產(chǎn)生相互聚沉現(xiàn)象的原因：可以把溶膠看成一個(gè)巨大的離子，所以溶膠的混合類(lèi)似于加入電解質(zhì)的一種特殊情況。子，所以溶膠的混合類(lèi)似于加入電解質(zhì)的一種特殊情況。 在憎液溶膠中加入某些大分子溶液，加入的量不同，在憎液溶膠中加入某些大分子溶液，加入的量不同，會(huì)出現(xiàn)兩種情況：會(huì)出現(xiàn)兩種情況：絮凝作用和保護(hù)作用絮凝作用和保護(hù)作用。 （1 1）高分子化合物對(duì)溶膠的）高分子化合物對(duì)溶膠的絮凝作用絮凝作用在膠?；驊腋◇w內(nèi)加入極少量的可溶性高分子化合物，在膠?；驊腋◇w內(nèi)加入極少

27、量的可溶性高分子化合物，可導(dǎo)致溶膠迅速沉淀，沉淀呈疏松的棉絮狀，這類(lèi)沉淀稱(chēng)為可導(dǎo)致溶膠迅速沉淀，沉淀呈疏松的棉絮狀，這類(lèi)沉淀稱(chēng)為絮凝物，這種現(xiàn)象稱(chēng)為絮凝物，這種現(xiàn)象稱(chēng)為絮凝作用絮凝作用（或（或敏化作用敏化作用）。）。能產(chǎn)生絮凝作用的高分子化合物稱(chēng)為能產(chǎn)生絮凝作用的高分子化合物稱(chēng)為絮凝劑絮凝劑。溶膠的聚沉溶膠的聚沉絮凝作用與電解質(zhì)的聚沉作用完全不同。絮凝作用與電解質(zhì)的聚沉作用完全不同。由電解質(zhì)所引起的聚沉過(guò)程比較緩慢，所得到的沉淀顆粒由電解質(zhì)所引起的聚沉過(guò)程比較緩慢，所得到的沉淀顆粒緊密，體積小。緊密，體積小。高分子的絮凝作用是由于吸附了憎液溶膠的膠粒以后，高高分子的絮凝作用是由于吸附了憎液溶膠

28、的膠粒以后，高分子化合物本身的鏈旋轉(zhuǎn)和運(yùn)動(dòng)作用將膠粒聚集在一起而產(chǎn)生分子化合物本身的鏈旋轉(zhuǎn)和運(yùn)動(dòng)作用將膠粒聚集在一起而產(chǎn)生沉淀。高分子化合物在粒子間起到了一種沉淀。高分子化合物在粒子間起到了一種架橋的作用架橋的作用，故又稱(chēng)，故又稱(chēng)橋聯(lián)作用橋聯(lián)作用。絮凝作用具有迅速、徹底、沉淀疏松、過(guò)濾快、絮凝劑用絮凝作用具有迅速、徹底、沉淀疏松、過(guò)濾快、絮凝劑用量少等優(yōu)點(diǎn)。量少等優(yōu)點(diǎn)。高分子化合物高分子化合物絮凝作用絮凝作用有以下幾個(gè)特點(diǎn)：有以下幾個(gè)特點(diǎn)：起絮凝作用的高分子化合物一般要起絮凝作用的高分子化合物一般要具有鏈狀結(jié)構(gòu)具有鏈狀結(jié)構(gòu)，凡，凡是分子是交聯(lián)的，或者是支鏈結(jié)構(gòu)的，其絮凝效果就差，甚是分子是交聯(lián)

29、的，或者是支鏈結(jié)構(gòu)的，其絮凝效果就差，甚至沒(méi)有絮凝能力。至沒(méi)有絮凝能力。任何任何絮凝劑的加入量絮凝劑的加入量都有一都有一最佳值最佳值，此時(shí)的絮凝效果，此時(shí)的絮凝效果最好，超過(guò)此值絮凝效果就下降，若超出很多，反而起到保最好，超過(guò)此值絮凝效果就下降，若超出很多，反而起到保護(hù)作用。護(hù)作用。高分子的高分子的分子質(zhì)量越大分子質(zhì)量越大，則架橋能力越強(qiáng)，則架橋能力越強(qiáng)，絮凝效率絮凝效率也越高也越高。溶膠的聚沉高分子化合物的高分子化合物的基團(tuán)性質(zhì)與絮凝有關(guān)基團(tuán)性質(zhì)與絮凝有關(guān)，有良好絮凝作，有良好絮凝作用的高分子化合物至少應(yīng)具有能吸附于固體表面的基團(tuán)，同用的高分子化合物至少應(yīng)具有能吸附于固體表面的基團(tuán)，同時(shí)這種基團(tuán)還能溶解于水中，所以基團(tuán)的性質(zhì)對(duì)絮凝效果有時(shí)這種基團(tuán)還能溶解于水中，所以基團(tuán)的性質(zhì)對(duì)絮凝效果有十分重要的影響。十分重要的影響。常見(jiàn)的基團(tuán)有：常見(jiàn)的基團(tuán)有：COONa,CONH2，OH,SO3Na等。等。絮凝過(guò)程是否迅速、徹底，這取決于絮凝物的大小和絮凝過(guò)程是否迅速、徹底，這取決于絮凝物的大小和結(jié)構(gòu)、性能與絮凝劑的混合條件、攪拌的速率、強(qiáng)度等，甚結(jié)構(gòu)、性能與絮凝劑的混合條件、攪拌的速率、強(qiáng)度等，甚至容器的形狀、絮凝劑濃度、加入的速率等都有影響。至容器的形狀、絮凝劑濃度、加入的速率等都有影響。一般要求混合均