膠體帶電問題

1、一、膠體的結構是怎樣的？關于膠體的結構，一般認為在膠體粒子的中心，是一個由許多分子聚集而成的固體顆粒，叫做膠核。在膠核的表面常常吸附一層組成類似的、帶相同電荷的離子。當膠核表面吸附了離子而帶電后，在它周圍的液體中，帶相反電性的離子會擴散到膠核附近，并與膠核表面電荷形成擴散雙電層。擴散雙電層由兩部分構成：(1)吸附層膠核表面吸附著的離子，由于靜電引力，又吸引了一部分帶相反電荷的離子(簡稱反離子)，形成吸附層。(2)擴散層除吸附層中的反離子外，其余的反離子擴散分布在吸附層的外圍。距離吸附層的界面越遠，反離子濃度越小，到了膠核表面電荷影響不到之處，反離子濃度就等于零。從吸附層界面(圖中虛線)到反離子

2、濃度為零的區(qū)域叫做擴散層。吸附層的離子緊挨著膠核，跟膠核吸附得比較牢固，它跟隨膠核一起運動。擴散層跟膠核距離遠一些，容易擴散。通常把膠核和吸附層共同組成的粒子稱為膠粒，把膠核、吸附層和擴散層統稱為膠團。二、膠體為什么會帶電？膠體帶電的原因，是由于膠體是高分散的多相體系，具有巨大的界面(總表面積)，因而有很強的吸附能力。它能有選擇地吸附介質中的某種離子，而形成帶電的膠粒。這里以AgI膠體為例來說明。包圍著AgI膠核的是擴散雙電層(吸附層和擴散層)，膠核和吸附層構成了膠粒，膠粒和擴散層形成的整體為膠團，在膠團中吸附離子的電荷數與反離子的電荷數相等，因此膠粒是帶電的，而整個膠團是電中性的。式中的m是

3、AgI分子數，m的值常常很大，n的數值比m小得多；(n-x)是包含在吸附層中的反離子數；x為擴散層中的反離子數。由于膠核對吸附層的吸引能力較強，對擴散層的吸引能力弱，因此在外加電場(如通直流電)作用下，膠團會從吸附層與擴散層之間分裂，形成帶電荷的膠粒而發(fā)生電泳現象。帶電的膠粒向一極移動，帶相反電荷的反離子向另一極極移動。因此，膠團在電場作用下的行為跟電解質相似。三、膠體應該帶什么電？膠體粒子吸附溶液中的離子而帶電，當吸附了正離子時，膠體粒子荷正電，吸附了負離子則荷負電。不同情況下膠體粒子容易吸附何種離子，與被吸附離子的本性及膠體粒子表面結構有關。法揚斯規(guī)則表明：與膠體粒子有相同化學元素的離子優(yōu)

4、先被吸附。以AgI膠體為例，AgNO3與KI反應，生成AgI溶膠，若KI過量，則膠核AgI吸附過量的I-而帶負電，若AgNO3過量，則AgI吸附過量的Ag+而帶正電。四、氫氧化鐵膠體一定帶正電嗎？在制備氫氧化鐵膠體的實驗中，一般為向沸水中加入FeCl3溶液，由于Fe3的水解，使溶液顯酸性，溶液中的OH濃度較小，因此氫氧化鐵膠核更容易吸附濃度較大的Fe3，帶正電，如果在堿性環(huán)境下，則可吸附OH帶負電。由此，我們常說的氫氧化鐵膠體帶正電，是由于制備膠體的實驗過程的特殊性決定的，而非氫氧化鐵膠體一定帶正電。五、膠體都是由于吸附離子而帶電嗎？前文所述的膠體粒子帶電荷由于吸附離子所致，當分散相固體與液體

5、介質接觸時，固體表面分子發(fā)生電離，也可以使膠體帶電。以硅酸膠團為例。m個SiO2·nH2O分子聚集成膠核，膠核表面的H2SiO3有微弱的電離。膠核選擇吸附與其組成類似的n個SiO32離子；H為反離子，總數為2n個，其中2（nx）個被帶負電的SiO32所吸引，共同構成膠粒中的吸附層；其余的2x個H+則分布在擴散層中，它的膠團結構可以用下面式子來表示。由圖可知，膠粒帶負電。硅酸溶膠是土壤膠體中的重要部分，而土壤膠體又是土壤中最重要、最活躍的部分，植物營養(yǎng)的吸收，土壤中的各種反應，大都集中在這一部分。膠體在土壤肥力上起著巨大作用，在工農業(yè)生產上有著重要意義。）吸附：膠體系統膠核比表面積很大

6、，有較高的比表面積能，所以容易產生吸附。 膠核吸附正離子，膠粒帶正電；膠核吸附負離子，膠粒帶負電。與分散相固體表面有相同的化學元素的離子被優(yōu)先吸附。 2）電離：當分散相固體與液體相接觸時，固體表面分子發(fā)生電離，有一種離子進入液相，因而是固體離子帶電。 3）離子互換：例如，黏土中的Al3+常被低價的Mg2+和Ca2+等置換，微粒因缺少正電荷而帶負電。 4）接觸摩擦：對于非極性介質，電離理論不能應用。科恩（Cohen）認為，這種膠體系統的微粒和介質帶電的原因是，分散相離子和介質之間存在著接觸摩擦。他總結出移條經驗定律，有兩種非導體組成的經驗系統中，介電常數大

7、的物質帶正電，介電常數小的物質帶負電。 （3）膠團結構：例如AgI為負溶膠，則有： (0)· 回復· 1樓· 2006-08-08 21:08· 舉報 |個人企業(yè)舉報垃圾信息舉報···· 化學1號··貢士·7··AgI為正溶膠，則有：   式中 m膠核中物質的分子數；   n 膠核中所吸附的離子數；  （n-x）包含在緊密層中過剩的異電離

8、子數回復· 2樓· 2006-08-08 21:09· 舉報 |個人企業(yè)舉報垃圾信息舉報···· 化學1號··貢士·7··.回復· 3樓· 2006-08-08 21:10· 舉報 |個人企業(yè)舉報垃圾信息舉報···· 化學1號··貢士·7··1）膠核：是由大量分散相物質的分子、原子所構成的一個具有晶體結構的聚集體。它不帶電荷，比表面積大，比表面能高。 2）膠粒：是膠核和它緊裹著的吸附層所構成的一個能獨立運動的帶電粒子。膠粒在外電場作用下做定向運動。外加電解質能顯著的改變膠粒的