[化学]胶体化学讲稿.ppt

按分散相和分散介质的聚集状态分类 3. 双电层理论 缺点： 1)不能解释表面电势 ?o 与?电势的区别； 2)不能解释电解质对?电势的影响 1879年，亥姆霍兹首先提出在固液两相之间的界面上形成双电层的概念 (1)亥姆霍兹平板电容器模型 双电层：质点表面电荷与周围介质中的反离子构成的电层 表面电势?0：带电质点表面与液体的电位差： ?电势：固、液两相发生相对运动的边界处与液体内部的 电位差 1910年，古依和查普曼提出了扩散双电层理论 (2)古依－查普曼扩散双电层模型 静电力 ：使反离子趋向表面 热扩散力：使反离子趋于均匀分布 总结果：反离子平衡分布 古依－查普曼模型的缺点： 1) 没有给出?电位的具体位置及意义 2) 没有考虑胶粒表面上的固定吸附层 (3) Stern双电层模型 Stern将Helmholtz模型与 Gouy-Chapman理论结合起来, 能说明电动电位与热力学电位 的区别,电解质稳定性对溶胶的 影响等问题. 紧密层:符合Helmholtz理论, 表面电势直线下降 扩散层:符合Gouy-Chapman 理论,电势呈指数型下降. 当溶液中电解质浓度增加时，介质中反离子的浓度加大，将压缩扩散层使其变薄，把更多的反离子挤进滑动面以内，使? 电势在数值上变小， ? 电势的大小，反映了胶粒带电的程度 ? 电势?，表明： 胶粒带电? ; 滑动面与溶液本体之间的电势差? ; 扩散层厚度?. ?＝0时，为等电点，溶胶极易聚沉 斯特恩模型 给出了? 电势明确的物理意义，解释了溶胶的电动现象，定性地解释了电解质浓度对溶胶稳定性的影响，使人们对双电层的结构有了更深入的认识。 4. 憎液溶胶的胶团结构 例： AgNO3 + KI ?? AgI ? + KNO3 KI 过量 ：AgI溶胶吸附I－带负电，K＋为反离子； AgNO3过量：AgI溶胶吸附Ag＋带正电，NO3－为反离子 胶团结构表示： 例：I－过量，生成带负电的胶粒，K＋为反离子 胶团 {[AgI]m nI－(n-x)K+}x- ? xK+ 胶核 胶粒 负溶胶 可滑动面 胶团结构 (AgI)m I－ I－ I－ I－ I－ I－ I－ I－ I－ I－ I－ I－ I－ I－ I－ I－ I－ I－ I－ I－ I－ I－ I－ I－ K＋ K＋ K＋ K＋ K＋ K＋ K＋ K＋ K＋ K＋ K＋ K＋ K＋ K＋ K＋ K＋ K＋ K＋ K＋ K＋ K＋ K＋ K＋ K＋ 特点： 1) 胶核：首先吸附过量的成核离子，然后吸附反离子； 2) 胶团整体为电中性 {[AgI]m nI－(n-x)K+}x- ? xK+ 1. 憎液溶胶的经典稳定理论??DLVO理论 §12.5 憎液溶胶的稳定与聚沉 溶胶粒子间的作用力： van der Waals 吸引力：EA ? -1/x2 双电层引起的静电斥力：ER ? ae-x? 总作用势能：E = ER + EA Emax ER EA E 势能 x 第一最小值 第二最小值 第一最小值 0 　　EA曲线的形状由粒子本性决定，不受电解质影响； 　　ER曲线的形状、位置强烈地受电解质浓度的影响。 Derjaguin＆Landau(1941) Verwey ＆Overbeek(1948) 势能 形成疏松 的聚沉物 形成结构紧 密而又稳定 的沉积物 第一最小值 第二最小值 Emax ER EA E x（粒子间距离） 0 a b 溶胶稳定的原因： 1) 胶粒带电 ? 增加胶粒间的排斥作用； 2) 溶剂化作用 ? 形成弹性水化外壳，增加溶胶聚合　　　　　　　　　　　　的阻力； 3) Brown运动 ? 使胶粒受重力的影响而不下沉。 2. 憎液溶胶的聚沉　 　　溶胶粒子合并、长大，进而发生沉淀的现象，称为聚沉。 (1) 电解质的聚沉作用 聚沉值?使溶胶发生明显的聚沉所需电解质的最小浓度 聚沉能力?聚沉值的倒数 EA 曲线的形状由粒子本性决定，不受电解质影响； ER 曲线的形状、位置强烈地受电解质浓度的影响。 电解质浓度与价数增加，使胶体粒子间势垒的高度与位置发生变化。 ER E