表面现象与分散系统要点.ppt

* * 溶胶粒子带电的原因 （3）同晶置换 黏土矿物中如高岭土，主要由铝氧四面体和硅氧四面体组成，而与周围4个氧的电荷不平衡，要由或等正离子来平衡电荷。 这些正离子在介质中会电离并扩散，所以使黏土微粒带负电。如果被或同晶置换，则黏土微粒带的负电更多。 溶胶粒子的结构──胶团（电中性） 1.固体粒子(AgI)m称为胶核(m=108)，由于吸附而带电； 2.由于静电作用，反离子被吸引在带电胶核的周围，形成紧密层，在电场的作用下，紧密层随胶核运动；即胶粒在运动； 3.由于热运动，部分反离子分散在紧密层外，形成分散层。 4.整个胶团为电中性 紧密层 分散层 胶核 胶团结构 [(AgI)m·nAg+·(n-x) NO3－ ]x+· x NO3 － [(AgI)m·nI－· (n-x) K＋]x-· xK＋ 胶粒 胶团 在电动现象 中 的滑动面 胶核 紧密层 分散层 溶胶粒子的双电层 ?（热力学电势）：只与被吸附的离子或电离下去的离子的活度有关，与其它离子的存在与否及其浓度无关。 ?电势 ? 分散层变薄 d? d’ ?d’’ ? ? ? d 电 势 距离 分散层 紧 密 层 ?(电动电势)：与电解质的浓度有关。决定了电泳速度的大小 d’ d’’ 同时?电势下降, 最后?0 电解质浓度增加 ?（电动电势）： 其中 Dr：介质相对于真空的介电常数（水：Dr=80） ?0：真空的介电常数（8.85?10－12 F?m-1） ?：介质的粘度(Pa?s) E：电势梯度(V?m-1) 电势 带电的固体或胶粒在移动时，移动的切动面与液体本体之间的电位差称为 电势。 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 电势。 只有在带电质点移动时才显示出 电势，所以它又被称为电动电势。 电势总是比热力学电势低，外加电解质会使 电势变小甚至改变符号。 电动现象 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，则产生流动电势。这是因动而产生电。 以上四种现象都称为电动现象。 由于胶粒带电，而溶胶是电中性的，则介质带与胶粒相反的电荷。在外电场作用下，胶粒和介质分别向带相反电荷的电极移动，就产生了电泳和电渗的电动现象，这是因电而动。 电泳（electrophoresis） 影响电泳的因素有：带电粒子的大小、形状；粒子表面电荷的数目；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。 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移动的现象称为电泳。 从电泳现象可以获得胶粒或大分子的结构、大小和形状等有关信息。 界面移动电泳仪 首先在漏斗中装上待测溶胶，U型管下部活塞内径与管径相同。 实验开始时，打开底部活塞，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。在管中加入分散介质，使两臂液面等高。 界面移动电泳仪 小心打开活塞 ，接通电源，观察液面的变化。若是无色溶胶，必须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。 另外要选择合适的介质，使电泳过程中保持液面清晰。 显微电泳仪 该方法简单、快速，胶体用量少，可以在胶粒所处的环境中测定电泳速度和电动电位。但只能测定显微镜可分辨的胶粒，一般在200 nm以上。 装置中用的是铂黑电极，观察管用玻璃制成。电泳池是封闭的，电泳和电渗同时进行。 物镜观察位置选在静止层处（即电渗流动与反流动刚好相消），这时观察到的胶粒运动速度可以代表真正的电泳速度。 凝胶电泳 用淀粉凝胶、琼胶或聚丙烯酰胺等凝胶作为载体，则称为凝胶电泳。 将凝胶装在玻管中，电泳后各组分在管中形成圆盘状，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。 区带电泳 在外加电场作用下，带电的介质通过多孔膜或半径为1~10 nm的毛细管作定向移动，这种现象称为电渗。 外加电解质对电渗速度影响显著，随着电解质浓度的增加，电渗速度降低，甚至会改变电渗的方向。 电渗方法有许多实际应用，