吉林大学《物理化学》胶体.pptVIP

古依认为，由于正、负离子静电吸引和热运动两种效应的结果，溶液中的反离子有一部分紧密地排在固体表面附近，称为紧密层； 另一部分离子按一定的浓度梯度扩散到本体溶液中,称为扩散层。 双电层由紧密层和扩散层构成。在外电场作用下,固液移动的滑动面为AB面。从边界到本体的电势差为ξ电势. 固体表面近处反离子排列整齐,在紧密层 固体表面远处反离子扩散,在扩散层 平衡时固体表面到本体电势差为热力学电势ф0 从滑动面到本体的电势差为ξ电势. 无法解释 按古依理论: c 斯特恩理论: 1924年，斯特恩对亥姆霍兹和古依理论进行了修正，将其合二为一，提出了实际双电层模型。 固体表面带电，靠静电引力和范德华力吸引溶液中反电荷水化离子，同时溶液中分子的热运动存在，所以平衡时反电荷离子分成两分 斯特恩面:紧密层中的离子是水化的，本身带有体积，被吸附后它于固体表面的距离为水化半径，若将水化离子中心连线，形成一个假想面,为斯特恩面 固体表面到本体 斯特恩面到本体 滑动面到本体 固体表面到本体 斯特恩面到本体 滑动面到本体 略低于 若浓度不高时近似相等 若高价反离子进入紧密层可使 反号 若大离子进入紧密层使可使 电动电势亦称为 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势称为电动电势。 在扩散双电层模型中，切动面AB与溶液本体之间的电势差为 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势称为 电势。 一般 电势总是比热力学电势低，外加电解质会使 电位变小甚至改变符号。只有在质点移动时才显示出 电势，所以又称电动电势。 §9—3 憎液溶胶的胶团结构 根据实际双电层理论，可以画出胶团结构 胶核:由构成胶粒的分子、原子的聚集体组成 胶粒：胶核的比表面积大，吸附能力强，可选择地吸附溶液中的离子而带电，带电后还要吸附溶液中具有反电荷的离子，形成紧密层。胶粒带电。 胶团：胶粒带电后，吸附溶液中反电荷离子，达平衡。最后形成胶团。胶团为电中性。 胶核吸附离子是有选择性的，首先吸附与胶核中相同的某种离子，用同离子效应使胶核不易溶解。 若无相同离子，则首先吸附水化能力较弱的负离子，所以自然界中的胶粒大多带负电，如泥浆水、豆浆等都是负溶胶。 例1：AgNO3 + KI→KNO3 + AgI↓ 过量的 KI 作稳定剂 胶团的结构表达式 ： 胶团的图示式： 胶核 胶粒 胶团 [(AgI)m n I – (n-x)K+]x– xK+ 胶核 |________________________| |________________________________| 例2：AgNO3 + KI→KNO3 + AgI↓ 过量的 AgNO3 作稳定剂 胶团的结构表达式： 胶团的图示式： 胶核 胶粒 胶团 [(AgI)m n Ag+ (n-x)NO3–]x+ x NO3– 胶核 |______________________________| |_______________________________________| SiO2溶胶 SiO2在水中解离而带电 溶胶 溶胶的制备： 溶胶 §9—4 溶胶的稳定性和聚沉作用 一 热力学不稳定性 胶体属于高分散非均相体系，具有巨大 的表面积和表面能，胶粒之间容易相互吸引 这是自发过程，以降低体系的能量。这样颗 粒由小变大，容易聚沉。 二 动力学稳定性 由于溶胶粒子小，布朗运动激烈，在重力场中不易沉降，使溶胶具有动力稳定性。 胶体是热力学性质不稳定和动力学性质稳定性兼备共存。 三 何者影响更大呢？ 前者影响大，因为一旦失去热力学稳定性，粒子聚结变大，最终会导致失去动力学稳定性。胶体的稳定性问题一直是胶体化学研究的一个重要课题。 抗聚结稳定性：胶粒之间有相互吸引的能量Va和相互排斥的能量Vr，总作用能 为Va+Vr。如图所示： 胶粒聚结过程能量变化 纵坐标：总能量 横坐标：分子间距离 引力：胶粒之间的范德华力 斥力：胶粒表面的双电层 当粒子相距较大时，主要为吸力，总势能为负值；当靠近到一定距离，双电层重叠，排斥力起主要作用，势能升高。要使粒子聚结必克服这个势垒。 1.外加电解质的影响 影响胶粒的带电,使 电位下降,胶粒聚结 外加电解质过多