第十二章膠體化學(xué)

第十二章膠體化學(xué)1第一頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一

膠體化學(xué)是物理化學(xué)的一個重要分支。它所研究的領(lǐng)域是化學(xué)、物理學(xué)、材料科學(xué)、生物化學(xué)等諸多學(xué)科的交叉與重疊，它已成為這些學(xué)科的重要基礎(chǔ)理論。膠體化學(xué)的理論和技術(shù)現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用于化工、石油開采、催化、涂料、造紙、農(nóng)藥、紡織、食品、化妝品、染料、醫(yī)藥和環(huán)境保護等工業(yè)部門和技術(shù)領(lǐng)域。第二頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一§12.1膠體分散系統(tǒng)及其基本性質(zhì)

膠體化學(xué)研究的對象是粒子直徑至少在某個方向上在1~1000nm之間的分散系統(tǒng)。分散系統(tǒng)：一種或幾種物質(zhì)分散在另一種物 質(zhì)之中所構(gòu)成的系統(tǒng)；分散相：被分散的物質(zhì)；分散介質(zhì)：另一種呈連續(xù)分布的物質(zhì)真溶液膠體分散系統(tǒng)粗分散系統(tǒng)

根據(jù)分散相粒子的大小，可分為：d>103nm1nm<d<103nmd<1nm氫原子半徑0.05nm第三頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一第四頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一光學(xué)性質(zhì)動力學(xué)性質(zhì)熱力學(xué)穩(wěn)定性真溶液透明，無光散射溶質(zhì)擴散速度快，與溶劑均可透過半透膜熱力學(xué)穩(wěn)定系統(tǒng)膠體分散系統(tǒng)透明或不透明，均可發(fā)生光散射膠粒擴散速度慢，不能透過半透膜不穩(wěn)，穩(wěn)，穩(wěn)粗分散系統(tǒng)光反射膠粒擴散速度慢，不能透過半透膜熱力學(xué)不穩(wěn)定系統(tǒng)

膠體分散系統(tǒng)中的分散相可以是一種物質(zhì)，也可以是多種物質(zhì)，可以是由許多原子或分子組成的粒子，也可以是一個大分子。第五頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一

膠體分散系統(tǒng)通常還可分為三類：1）溶膠—

分散相不溶于分散介質(zhì)，有很大的相界面，很高的界面能，因此是熱力學(xué)不穩(wěn)定系統(tǒng)；（憎液溶膠）2）高分子溶液—

以分子形式溶于介質(zhì)，沒有相界面，為均相熱力學(xué)穩(wěn)定系統(tǒng)；（親液溶膠）3）締合膠體—

分散相為表面活性劑締合形成的膠束，通常以水為分散介質(zhì)，膠束中表面活性劑的親油基團向里，親水基團向外，分散相與分散介質(zhì)間有很好的親和性，也是均相熱力學(xué)穩(wěn)定系統(tǒng)。第六頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一

高度分散的多相性和熱力學(xué)的不穩(wěn)定性是膠體系統(tǒng)的主要特點。第七頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一§12.1溶膠的制備1．分散法（1）膠體磨（2）氣流粉碎機（又稱噴射磨）（3）電弧法——用于制備貴金屬的水溶膠聚集法小變大分散法大變小粗分散系統(tǒng)膠體系統(tǒng)分子分散系統(tǒng)分散法是利用機械設(shè)備，將粗分散的物料分散成為高分散的膠體。第八頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一（1）膠體磨第九頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一（2）氣流粉碎機（又稱噴射磨）第十頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一（3）電弧法第十一頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一2.凝結(jié)法將蒸氣狀態(tài)的物質(zhì)或溶解狀態(tài)的物質(zhì)凝聚為膠體狀態(tài)。①蒸氣凝聚法②過飽和法（1）物理凝聚法蒸氣凝聚法示意圖1—被抽空容器；2、4—盛有溶劑和需要分散的物質(zhì)容器；3—盛溶膠的容器；5—液態(tài)空氣冷凝器第十二頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一2.凝結(jié)法①蒸氣凝聚法②過飽和法（1）物理凝聚法①蒸氣凝聚法固態(tài)苯與鈉，在真空下氣化，到冷卻的器壁上冷凝。②過飽和法A.改變?nèi)軇┓ǎ毫虻木凭谷胨?，形成硫在水中的溶膠。B.冷卻法：用冰急驟冷卻苯的飽和水溶液，得到苯的水溶膠。第十三頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一（2）化學(xué)凝聚法利用生成不溶性物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)，通過控制析晶過程得到溶膠的方法。所謂析晶過程，就是采用有利于晶核的大量形成而減緩晶體長大的條件。比如：采用較大的過飽和濃度，較低的操作溫度。例如：Fe(OH)3溶膠：制備過程：在不斷攪拌的條件下，F(xiàn)eCl3稀溶液滴入沸騰的水中水解，即可生成棕紅色、透明的Fe(OH)3溶膠FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl過量的FeCl3為穩(wěn)定劑，F(xiàn)e(OH)3的微小晶體選擇性地吸附Fe3+，膠粒帶正電荷。第十四頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一As2O3+3H2O2H3AsO3 2H3AsO3+3H2SAs2S3+6H2OHS－為穩(wěn)定劑，膠粒帶負電荷。又如在三氧化二砷的飽和水溶液中，緩慢地通入H2S氣體，可生成淡黃色As2S3溶膠：第十五頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一3.溶膠的凈化滲析法常用滲析法，利用膠體粒子不能透過半透膜的特點，分離出溶膠中多余的電解質(zhì)或雜質(zhì)。一般可用羊皮紙、動物的膀胱膜、硝酸或醋酸纖維等作為半透膜，將溶膠裝入膜內(nèi)，再放入流動的水中，經(jīng)一定時間的滲透作用，或加外電場，可加速滲透。（電滲透）第十六頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一膠體的凈化滲析法

電滲析7第十七頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一§12.2膠體的光學(xué)性質(zhì)1、丁鐸爾效應(yīng)的實質(zhì)：膠體粒子發(fā)生光散射而引起。8與入射光頻率相同λ入（入射光波長）

<d（分散粒子直徑）—反射

λ入>d——散射

（可見光波長400~760nm；膠粒1~1000nm)入射光頻率=分子固有頻率——吸收無作用———透過單位體積稀溶膠散射光強度I近似為：第十八頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一§12.2膠體系統(tǒng)的光學(xué)性質(zhì)1、Tyndall（丁達爾）效應(yīng)丁達爾效應(yīng)：在暗室里，將一束聚集的光投射到膠體系統(tǒng)上，在與入射光垂直的方向上，可觀察到一個發(fā)亮的光柱，其中并有微粒閃爍。1869年Tyndall發(fā)現(xiàn)膠體系統(tǒng)有光散射現(xiàn)象第十九頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一光散射：分子吸收一定波長的光，形成電偶極子，由其振蕩向各個方向發(fā)射振動頻率與入射光頻率相同的光。丁達爾效應(yīng)是由于膠體粒子發(fā)生光散射而引起的系統(tǒng)完全均勻：所有散射光相互抵消，看不到散射光；系統(tǒng)不均勻：散射光不會被相互抵消，可看到散射光。

膠體系統(tǒng)的丁達爾效應(yīng)是其高度的分散性和多相不均勻性的反應(yīng)。第二十頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一但粒子的直徑不是越大越容易產(chǎn)生丁達爾效應(yīng)：當(dāng)粒子粒徑>波長時，發(fā)生光的反射；當(dāng)粒子粒徑<波長時，發(fā)生光的散射可見光的波長：400~760nm膠體粒子直徑：1~1000nm膠體系統(tǒng)可發(fā)生光散射丁達爾效應(yīng)可用來區(qū)分膠體溶液小分子真溶液第二十一頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一2.瑞利公式1871年，瑞利假設(shè)：1.粒子的尺寸遠小于入射光的波長時，可把離子視為點光源；2.粒子間距離較遠，各粒子散射光之間無相互干涉；3.粒子不導(dǎo)電。在此基礎(chǔ)上，用經(jīng)典的電磁波理論，導(dǎo)出了稀薄氣溶膠散射光強度的計算式。后來推廣到稀的液溶膠系統(tǒng)。當(dāng)入射光為非偏振光時，單位體積液溶膠的散射光強度，可近似表示為第二十二頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一2.Rayleigh公式I：散射光強；I0

:入射光強；V

：一個粒子的體積；C：單位體積中的粒子數(shù)；:入射光波長l:觀測距離；n:分散相的折射率；n0：分散介質(zhì)的折射率；：散射角(觀測方向與入射光之間的夾角)；1871年Rayleigh對非導(dǎo)電的、球形粒子的稀溶膠系統(tǒng)，導(dǎo)出了單位體積溶膠的散射強度：第二十三頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一由Rayleigh公式可知：1)I

V2

可用來鑒別小分子真溶液與膠體溶液；如已知n、n0，可測I求粒子大小V。2)I

1/4

波長越短的光，散射越強。例：用白光照射溶膠，散射光呈藍色，

透射光呈橙紅色。第二十四頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一11(1)天空呈蔚藍色，是陽光的散射光；(2)車輛在霧、雨天行駛時，前燈需用黃色燈，以減少散射，照得遠；散射測量：采用短波長光線（如436nm汞線）光源以增強散射效果。(3)早晨和傍晚的太陽光需穿過很厚的大氣照到地球表面，由于散射作用，照到地球表面的陽光呈紅色（此為透射光）。第二十五頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一3)I

n可以此來區(qū)分膠體溶液高分子溶液分散相與分散介質(zhì)有相界面，n大均相溶液，n小4)I

C可通過光散射來測定溶膠和粗分散系統(tǒng)的濁度同一種溶膠，僅C不同時，有：如已知C1，可求C2

第二十六頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一3.超顯微鏡與粒子大小的測定

用光散射的方法觀測單位體積膠體溶液中粒子的數(shù)目C弧光觀察顯微鏡置液器物鏡縫隙凸透鏡凸透鏡第二十七頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一由此可計算粒子的平均大?。海僭O(shè)粒子為球形）m:一個膠體粒子的質(zhì)量：一個粒子的密度B：單位體積溶膠中分散相的質(zhì)量C：分散相粒子的數(shù)濃度第二十八頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一§12.3膠體系統(tǒng)的動力性質(zhì)1.Brown運動1827年，英國植物學(xué)家Brown在顯微鏡下觀察到懸浮于水中的花粉粒子處于不停息的、無規(guī)則的運動之中。此后發(fā)現(xiàn)凡線度小于4m的粒子，在分散介質(zhì)中均呈現(xiàn)這種運動。第二十九頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，主要是分散介質(zhì)的分子處于無規(guī)則的熱運動狀態(tài)，它們從四面八方連續(xù)不斷的撞擊分散相的粒子。對于大小在膠體尺度在分散相粒子，粒子受到撞擊次數(shù)較小。從各個方向收到的撞擊力不能完全相互抵消，在某一時刻，粒子從某一方向得到的沖量即可發(fā)生位移，此即布朗運動。布朗運動是分子熱運動的必然結(jié)果。第三十頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一1905年Einstein用統(tǒng)計和分子運動論的觀點，提出Einstein-Brown平均位移公式：(1)x:t時間內(nèi)粒子的平均位移；

r:粒子半徑L：阿伏加德羅常數(shù)；：分散介質(zhì)粘度用超顯微鏡測得不同時間見個的平均位移x，其實驗值和理論計算值結(jié)果相當(dāng)符合。第三十一頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一2.擴散

在有濃度梯度存在時，物質(zhì)粒子因熱運動而發(fā)生宏觀上的定向遷移。Fick擴散第一定律：

在一定溫度下，在濃差作用下，單位時間內(nèi)向x方向擴散,通過截面積AS的物質(zhì)的量dn/dt

正比于濃度梯度dc/dx

與AS

的乘積，比例系數(shù)D稱為擴散系數(shù)。c大c小AS第三十二頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一D

擴散系數(shù)單位濃梯下，單位時間通過單位面積的物質(zhì)的量。單位：m2s-1D

可用來衡量擴散速率cx在擴散方向上，dc為-等式右邊有-號。第三十三頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一粒子越小，擴散系數(shù)越大，擴散能力越強。膠體粒子的擴散速率要比真溶液小幾百倍。球形粒子，D可由愛因斯坦－斯托克斯方程計算：（2）第三十四頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一

如分散相粒子大小一致，將(1）,(2)式結(jié)合，可得：測x，可求出D

由D，、，可求出一個球形膠體粒子的質(zhì)量：1mol膠體粒子的摩爾質(zhì)量：第三十五頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一3.沉降與沉降平衡

多相分散系統(tǒng)中的粒子，因受重力作用而下沉的過程，稱為沉降。另一方面，布朗運動產(chǎn)生的擴散作用，當(dāng)沉降作用使底部粒子的濃度高于上部時，由濃差引起的擴散作用使粒子趨于均勻分布。沉降與擴散為粒子受到的兩個相反的作用。

沉降擴散分散相分布真溶液均相粗分散系統(tǒng)沉于底部膠體系統(tǒng)平衡形成濃梯第三十六頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一

構(gòu)成沉降平衡時，粒子沿高度方向形成濃度梯度(如圖)，粒子在底部數(shù)密度較高，上部數(shù)密度較低。第三十七頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一

對微小粒子的沉降平衡，貝林(Perrin)導(dǎo)出粒子濃度隨高度的分布定律：1)該式只適用于粒子大小相等的體系，但形狀不限；2)粒子越重（M大），隨h增加，濃度降低越快。3)實際上達到沉降平衡需要很長時間，溫度波動引起對流會妨礙沉降平衡的建立。C:粒子數(shù)密度0：介質(zhì)密度若氣體看成是理想氣體，溫度不隨高度變化，則：第三十八頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一不考慮溫度影響時：p2/p1=C2/C1大氣中的氣體分子，不存在浮力，不必做浮力校正，1-(0/)=1上式可用于計算大氣壓力p與高度h的關(guān)系：上式可以計算，摩爾質(zhì)量為M的氣體的分壓力p與高度h的關(guān)系。25℃，氧氣，高度每增加5.743km，其濃度或分壓要降低一半。第三十九頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一溶膠是一個高度分散的非均相系統(tǒng)，分散相粒子與分散介質(zhì)間有明顯的相界面。實驗發(fā)現(xiàn)，在外電場下，固、液兩相可發(fā)生相對運動；反之，若迫使固液兩相作相對運動時，又可產(chǎn)生電勢差。溶膠的這種與電勢差有關(guān)的相對運動稱為電動現(xiàn)象?！?2.4膠體系統(tǒng)的電學(xué)性質(zhì)

實驗發(fā)現(xiàn)溶膠具有電動現(xiàn)象，說明溶膠表面帶有電荷。而溶膠粒子帶有電荷也正是它能長期存在的原因。第四十頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一§12.4膠體系統(tǒng)的電學(xué)性質(zhì)溶膠表面電荷的來源：

（a）溶膠粒子可選擇性地吸附某種離子而帶電;其規(guī)則是離子晶體表面從溶液中優(yōu)先吸附能與它晶格上離子生成難溶或電離度很小的化合物離子。

例：

1)AgI溶膠：溶液中I－過量時，可吸附I－而帶負電，溶液中Ag+過量時，可吸附Ag+而帶正電。

第四十一頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一2)蛋白質(zhì)中的氨基酸分子:

在pH低時氨基形成－NH3+而帶正電；在pH高時羧基形成－COO－而帶負電。（b）溶膠粒子表面上的某些分子、原子可發(fā)生電離。溶液中帶電溶膠粒子表面，必然要吸引相反電荷離子，使他們圍繞在溶膠離子周圍。這樣就在固、液兩相間形成了雙電層。以下就介紹幾個主要的雙電層理論。第四十二頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一第四十三頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一1879年，亥姆霍茲首先提出在固液兩相之間的界面上形成雙電層的概念。1)亥姆霍茲平板電容器模型0x01.正、負電荷如平板電容器那樣分布。2.兩層間的距離很小，與粒子半徑相當(dāng)。3.在有外加電場作用時，帶電質(zhì)點和溶液中的反離子分別向相反電極移動。1.雙電層理論第四十四頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一缺點：1)不能解釋表面電勢o

與電勢的區(qū)別；

2)不能解釋電解質(zhì)對電勢的影響表面電勢0：帶電質(zhì)點表面與液體的電勢差：電勢：固、液兩相發(fā)生相對運動的邊界處與液體內(nèi)部的電勢差。常用名詞：雙電層：質(zhì)點表面電荷與周圍介質(zhì)中的反離子 構(gòu)成的電層；第四十五頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一1910年，古依和查普曼提出了擴散雙電層理論2)古依－查普曼擴散雙電層模型0

x擴散層0

靜電力：使反離子趨向表面熱擴散：使反離子均勻分布

總結(jié)果：反離子平衡分布

1.反電荷的離子不是整齊排列在一個平面上，而是擴散分布在溶液中的。靜電力，使反離子趨于表面。熱運動使反離子均勻分布第四十六頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一離固體表面越遠，反離子濃度越小，形成一個反離子的擴散層。質(zhì)點表面看成是無限大的平面。表面電荷均勻分布。溶劑介電常數(shù)處處相同。第四十七頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一

古依－查普曼模型正確反映了反離子在擴散層中分布的情況，及相應(yīng)電勢的變化，并區(qū)分了與0的不同。這些觀點在今天看來仍是正確的。缺點：1)沒有給出電勢的具體位置及意義

2)沒有考慮膠粒表面上的固定吸附層第四十八頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一

1924年，斯特恩提出擴散雙電層模型。他認為：

1)離子有一定的大?。?/p>

2)質(zhì)點與表面除靜電作用外，還有范德華作用；因此表面可形成一固定吸附層，此層稱為Stern層。稱為斯特恩電勢為滑動面與溶液本體之間的電勢差Stern模型：固定層＋擴散層固體表面Stern層滑動面距離3)斯特恩(Stern)雙電層模型第四十九頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一

當(dāng)溶液中電解質(zhì)濃度增加時，介質(zhì)中反離子的濃度加大，將壓縮擴散層使其變薄，把更多的反離子擠進滑動面以內(nèi)，使電勢在數(shù)值上變小，

電勢的大小，反映了膠粒帶電的程度

電勢，表明：膠粒帶電，滑動面與溶液本體之間的電勢差，擴散層厚度=0時，為等電點，u=0，溶膠極易聚沉滑動面第五十頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一斯特恩模型:給出了電勢明確的物理意義，解釋了溶膠的電動現(xiàn)象，解釋了電解質(zhì)濃度對溶膠穩(wěn)定性的影響，使人們對雙電層的結(jié)構(gòu)有了更深入的認識。第五十一頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一（1）電泳在外電場的作用下，膠體粒子在分散介質(zhì)中定向移動的現(xiàn)象，稱為電泳。

界面法移動法電泳裝置

實驗測出在一定時間內(nèi)界面移動的距離，可求得粒子的電泳速度，由電泳速度可求出膠體粒子的電勢。2.溶膠的電動現(xiàn)象NaCl溶液Fe(OH)3溶膠+-第五十二頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一對于球形質(zhì)點：當(dāng)粒子半徑r較大雙電層厚度-1較小即r>>1，質(zhì)點表面可當(dāng)作平面處理，有：或式中：v電泳速度，單位為m·s-1；

E電場強度（或稱電位梯度），單位為V·m-1；

u膠核的電遷移率，單位為m2·V-1·s-1，表示單位場強下的電泳速度；

介質(zhì)的介電常數(shù)，單位為F·m-1，=r·

0;

r

相對介電常數(shù)，0

真空介電常數(shù)；

介質(zhì)的粘度，單位為Pa·s。Smoluchowski公式

(斯莫魯科夫斯基)第五十三頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一當(dāng)球形粒子半徑r較小雙電層厚度-1較大即r<<1時:Hckel公式該式一般用于非水體系

電泳應(yīng)用廣泛，例如：利用電泳速度不同，可將蛋白質(zhì)分子、核酸分子分離；在醫(yī)學(xué)上可利用血清的紙上電泳，分離各種氨基酸和蛋白質(zhì)；在陶瓷工業(yè)中，利用電泳將粘土與雜質(zhì)分離，得到高純度的粘土等等。第五十四頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一（2）電滲

在外電場作用下，分散介質(zhì)通過多孔固體（膜）而定向移動的現(xiàn)象，稱為電滲。

電滲產(chǎn)生的原因：當(dāng)固體與液體接觸時，由于兩相對電子的親和力不同，固體表面會帶電，形成雙電層，而毛細孔則被雙電層所充滿，帶相反電荷。因此通電時液體一般會向某一極運動。電滲可用于紙漿脫水、陶坯脫水等。第五十五頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一（3）流動電勢

在外力作用下，迫使液體通過多孔隔膜（或毛細管）定向流動，在多孔隔膜兩端所產(chǎn)生的電勢差，稱為流動電勢。（可視為電滲的逆過程）P：電位差計第五十六頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一（4）沉降電勢

分散相粒子在重力場或離心力場的作用下迅速移動時，在移動方向的兩端所產(chǎn)生的電勢差，稱為沉降電勢。（可視為電泳的逆過程）第五十七頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一四種電現(xiàn)象的相互關(guān)系：

電泳

電滲流動電勢沉降電位（液體靜止，固體粒子運動）（固相不動，液體移動）外加電場引起相對運動相對運動產(chǎn)生電位差第五十八頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一3.溶膠的膠團結(jié)構(gòu)例：AgNO3+KIAgI+KNO3KI

過量：AgI溶膠吸附

I－

帶負電，

K＋為反離子；AgNO3過量：AgI溶膠吸附

Ag＋帶正電，

NO3－為反離子第五十九頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一膠團結(jié)構(gòu)表示：例：I－過量，生成帶負電的膠粒，K＋為反離子

膠團

{[AgI]m

nI－(n-x)K+}x-xK+

膠核

膠粒第六十頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一膠團剖面圖：特點：膠核：首先吸附過量的成核離子，然后吸附反離子；2)膠團整體為電中性第六十一頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一§12.5溶膠的穩(wěn)定與聚沉

溶膠是熱力學(xué)不穩(wěn)定系統(tǒng)，但有些溶膠卻能在相當(dāng)長的時間內(nèi)穩(wěn)定存在。例如法拉第所制的紅色金溶膠，靜置數(shù)十年后才聚沉。那么是什么原因可以使溶膠穩(wěn)定存在？又是什么原因會導(dǎo)致溶膠聚沉呢？

1941年杰里亞金(Derjaguin)和朗道(Landau)、1948年維韋(Verwey)和奧弗比克(Overbeek)分別提出了帶電膠體粒子穩(wěn)定的理論，簡稱DLVO理論，從理論上揭示了溶膠穩(wěn)定與聚沉的原因。第六十二頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一1.溶膠的經(jīng)典穩(wěn)定理論DLVO理論溶膠粒子間的作用力：vanderWaals吸引力：EA

-1/x2雙電層引起的靜電斥力：ER

ae-x總作用勢能：E=ER+EAEmaxEREAE勢能x第一最小值第二最小值第一最小值0粒子的平動能＝(3/2)RT<Emax時，溶膠穩(wěn)定;>Emax時，溶膠不穩(wěn)定第六十三頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一EA曲線的形狀由粒子本性決定，不受電解質(zhì)影響；ER曲線的形狀、位置強烈地受電解質(zhì)濃度的影響。EREAEc1c2c3勢能0電解質(zhì)濃度：ER，Emax，溶膠穩(wěn)定性電解質(zhì)濃度對膠體粒子勢能的影響：電解質(zhì)濃度：

c3>c2>c1第六十四頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一所以溶膠穩(wěn)定的原因：1)膠粒帶電增加膠粒間的排斥作用；2)溶劑化作用形成彈性水化外殼，增加溶膠聚合的阻力；3)Brown運動使膠?？朔苤亓τ绊懚幌鲁?/p>

除膠粒帶電是溶膠穩(wěn)定的主要原因外，溶劑化作用和布朗運動也是溶膠穩(wěn)定的有利因素。第六十五頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一2.憎液溶膠的聚沉

溶膠粒子合并、長大，進而發(fā)生沉淀的現(xiàn)象，稱為聚沉。溶膠從本質(zhì)上說是不穩(wěn)定的，許多因素可導(dǎo)致溶膠聚沉，如加熱、輻射、加入電解質(zhì)等。溶膠對電解質(zhì)很敏感，這方面的研究也較深入。電解質(zhì)的聚沉作用

少量的電解質(zhì)可對溶膠起穩(wěn)定作用，但電解質(zhì)加入過多時，尤其是含高價反離子電解質(zhì)的加入，往往會使溶膠發(fā)生聚沉。第六十六頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一聚沉值使溶膠發(fā)生明顯的聚沉所需電解質(zhì)的最小濃度；聚沉能力聚沉值的倒數(shù)電解質(zhì)對溶膠的聚沉規(guī)律：(i)反離子的價數(shù)起主要作用價數(shù)，聚沉值，聚沉能力

聚沉值1/Z6，聚沉能力Z6Schultz-Hardy規(guī)則第六十七頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一例如：對于帶負電荷的As2S3溶膠，用幾種電解質(zhì)聚沉，其聚沉值分別為：

KCl：49.5molm-3；

MgCl2：0.7molm-3；

AlCl3：0.093molm-3；聚沉能力之比=1/聚沉值

KCl:MgCl2:AlCl3=1:70:532反離子價數(shù)之比：

16:26:36=1:64:729第六十八頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一(ii)同價離子，有感膠離子序正離子的聚沉能力：

H+>Cs+>Rd+>NH4+>K+>Na+>Li+

負離子的聚沉能力：

F－>Cl－>Br－>NO3－>I－>OH－正離子水化能力強,r,水化能力,水化層厚,進入緊密層少,聚沉能力負離子水化能力弱,r,水化能力,水化層薄,進入緊密層多,聚沉能力第六十九頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一(2)高分子化合物的聚沉作用搭橋效應(yīng)

一個大分子通過吸附，把許多膠粒聯(lián)結(jié)起來，變成較大的聚集體而聚沉；脫水效應(yīng)

高分子對水的親合力強，由于它的存在，使膠粒脫水，失去水化外殼而聚沉；電中和效應(yīng)

離子型的高分子，吸附到帶電膠粒上，中和了粒子表面電荷，使粒子間斥力降低，進而聚沉。第七十頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一§12.6乳狀液

由兩種不互溶或部分互溶的液體所形成的粗分散系統(tǒng)，稱為乳狀液。類型水包油，O/W，油分散在水中油包水，W/O，水分散在油中O+

W+

乳化劑

乳狀液乳化劑表面活性劑固體粉末第七十一頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期一1.