粘土及胶体化学基础.pptVIP

（2）阳离子交换容量（CEC) ?定义：指粘土矿物在与水接触时的带电符号和带电量 5.分散度和比表面 4、粘土-水胶体分散体系的稳定性 Ⅱ 聚结稳定性影响因素 ①定义：由粘土晶体表面直接吸附水分子和通过所吸附的可交换性阳离子间接吸附水分子而导致的水化。 ②表面水化机理 直接水化：粘土表面上的H+和OH-通过氢键吸附水分子 间接水化：通过所吸附的可交换性阳离子间接吸附水分子 (2) 渗透水化 ①定义：由于晶层间阳离子浓度大于溶液内部 的阳离子浓度，因而发生水的浓差扩散，使水进入晶层. ②作用机理：浓差扩散 (1)表面水化 水 + 滑动面 膨胀后分散 吸附的可交换阳离子解离, 形成扩散双电层,产生负电性,晶层间相互排斥,间距增大,表现出膨胀性 (3) 粘土的膨胀 扩散双电层的形成 吸水量法和膨胀量法 吸水量：单位质量土吸附水的总量。 比亲水量：单位表面积的吸水量（相当于表面水化膜厚度）。 评价方法 膨胀量：单位质量粘土的膨胀体积。 传感器 a.?????? 粘土的带电量，增加，膨胀性增大。 b.????? 粘土矿物种类，蒙脱石伊利石高岭石。 c.?????? 粘土矿物可交换阳离子种类有关，如钙土（Ca2+）晶层间距最大可达1.7nm，而钠土（Na+）晶层间距可达4nm。 d.????? 溶液中的离子浓度，离子浓度增加，严重压缩双电层。 粘土矿物水化膨胀的影响因素 1、 吸附：物质在两相界面上自动浓集(界面浓度大于内部 浓度）的现象。 吸附质：被吸附的物质（钻井液处理剂） 吸附剂：吸附吸附质的物质（粘土） 吸收、吸着、吸附量 2、吸附分类： 1、 吸附：物质在两相界面上自动浓集(界面浓度大于内部 浓度）的现象。 吸附质：被吸附的物质（钻井液处理剂） 吸附剂：吸附吸附质的物质（粘土） 吸收、吸着、吸附量 三、 粘土的吸附性 化学吸附：化学键力引起，具有选择性，吸附热较大，不易脱附。 物理吸附：范德华引力引起，一般无选择性， 吸附热较小，容易脱附。 例：阴离子和非离子处理剂在粘土上的吸附 例：阳离子处理剂在粘土上的吸附 2、吸附分类： 1、 吸附：物质在两相界面上自动浓集(界面浓度大于内部 浓度）的现象。 吸附质：被吸附的物质（钻井液处理剂） 吸附剂：吸附吸附质的物质（粘土） 慢，受温度影响，需活化能 快，不受温度影响，不需活化能 吸附速度 单分子层 单或多分子层 分子层 有 无 选择性 大，近于反应热 小，近于液化热 吸附热 化学键力 范氏力 吸附力 化学吸附 物理吸附 项目 物理吸附与化学吸附的比较 吸附作用是钻井液进行化学处理的胶体化学基础 （离子交换吸附、固液界面吸附） 固—液界面吸附速度影响因素： 被吸溶质分子的大小、固体空隙的大小、溶液粘度 钻井液中加入处理剂后可以马上测试性能吗？ 固液界面吸附速度慢 3、固—液界面吸附特点及影响因素 （1）离子交换吸附 粘土矿物表面上离子（通常为补偿性阳离子）与溶液中同号离子间的交换作用。 如自然界中的膨润土（即蒙脱土）绝大多数为钙蒙脱土，可转化为钠蒙脱土， Ca2+土+Na2CO3 2Na+土+CaCO3 （2）特点 同号、等电量、可逆 4、离子交换吸附特点及影响因素 饱和盐水钻井液的 pH为什么下降？ （3）影响因素 离子价数 离子价数越大越容易发生离子交换 离子半径 离子半径越大离子水化半径越小，离子的吸附性越强交换能力越大，通常离子的交换能力由弱到强的排列顺序为： Li+ Na+ K+ (NH4+) Mg2+ Ca2+ Ba2+ Al3+ Fe3+ c. 离子浓度 离子浓度越大交换能力越强 四、粘土的凝聚性 （1）概念：粘土矿物（颗粒）在水分散体系状态下，通过不同的联结方式产生絮凝或聚结（集）的现象。 粘土颗粒的联结：絮凝和聚结（集） （2）粘土颗粒联结方式 第三节 粘土胶体化学基础 一、基本概念 1. 相：物理性质和化学性质都完全相同的均匀部分。体系中有两 个 或两个以上的相，称为多相体系. 2. 相界面：相与相之间的接触面称为相界面. 3. 分散相 在多相分散体系中，被分散的物质. 4. 分散介质：在多相分散体系中，包围分散相的另一相. 例如: