居住区规划设计-公共服务设施.ppt

2.胶体的电泳现象与其带电性 如图9-3所示，将FeCl3水解制得的红褐色Fe(OH)3溶胶装入U型管中，然后插入两根金属电极，接通直流电源后，就发现阴极附近的颜色逐渐变深，表明Fe(OH)3胶体粒子移向阴极。这种胶体微粒受电的作用而移动的现象，称为电泳现象。 从电泳现象可知：在稳定的胶体溶液中，大多数情况下，胶体微粒所带电荷的多少虽有不同，但同一种类的胶体微粒所带电荷的符号却是相同的。电泳实验确定：金属硫化物溶胶的离子一般带负电荷，金属氢氧化物溶胶粒子一般带正电荷。但也有些物质的胶粒因生成的条件不同,所带电荷也不一样,如上述由FeCl3水解,在酸性溶液作用条件下,得到的Fe(OH)3胶体是带正电荷,而在碱性溶液作用条件下,得到的Fe(OH)3胶粒却是带负电荷 胶体溶液中的胶体之所以会带电，是因为胶体系统具有高度分散性，使胶粒具有巨大的总表面积，从而就有可能选择性地吸附溶液中的一种离子。 胶体粒子的带电，正是由于胶体粒子的这种强吸附性所致。对于整个胶体溶液来说是电中性的，这是由于胶粒质点的电荷被溶液中带相反电荷的离子所抵消的缘故。胶体带电对胶体的许多性质发生很大影响，特别是对其稳定性很大影响。 3．胶体的稳定性 在湿法冶金中，时常看到反应生成的沉淀物，其大颗粒很快地下沉，而小颗粒在胶体范围内的粒子却很稳定地存在于电解质溶液中自由运动而不下沉。这种胶体粒子稳定地在电解质溶液中自由运动而不下沉的现象叫做胶体的稳定性。其原因就是因为溶液中高度分散的胶体粒子具有扩散行为，能抵抗重力作用而免于下沉，即有动力稳定性；同时其微小的胶体粒子带电，形成扩散双电层，具有电动电位，能避免质点的聚结，即有不聚结稳定性。两种稳定性的共同作用，就维持了溶胶的稳定。 三、胶体的凝聚与吸附 在湿法冶金中，时常产生胶体溶液，这对下一步液固分离，如沉降、过滤带来许多困难。因此，必须想办法使胶体溶液中的微小胶粒互相碰撞，进一步聚结成大粒，这样就会从溶液中迅速沉降，或易于过滤。这种作用叫做胶体的凝集，或者叫做破坏胶体。破坏胶体常用的方法有以下几种： 1．加电解质 由于胶体粒子带有相同符号的电荷，它们互相排斥，而不能结成大颗粒沉降。如果向胶体溶液中加入一种电解质，这样就增加了溶液内离子的浓度，给带电的胶体粒子创造了吸引带相反电荷离子的条件。当它接触或吸引到相反电荷的离子时，胶体粒子所带电荷会部分或全部被中和，因而失去了胶体保持稳定性的条件。这样，胶体粒子在自由运动过程中，由于互相碰撞便会结合形成较大的粒子，造成凝聚而迅速下降。 例如，在锌的湿法冶金浸出过程中，形成的Fe(OH)3胶体（为除铁、砷、锑所必须），这使以后的液固分离造成困难。 为了破坏此种胶体，浸出操作时一边加锌焙砂调整PH值，一边看生成的沉淀颗粒大小。当PH值调整到5.0—5.2时，颗粒长大。其原因就在于用锌焙砂调整PH值时，除保证使三价铁能尽可能完全水解沉淀所需要的PH值（约3.5）外，继续加的锌焙砂所产生的电解的电解质，会使Fe(OH)3胶体粒子所带电荷被中和。这时矿浆的PH值也将继续升高，当PH值达到一定值（PH=5.2）时，原来胶体粒子Fe(OH)3所带电荷几乎全部被中和，胶体粒子几乎变为电中性。 控制不好，甚至变为带相异电荷的粒子。胶体粒子呈电中性的状态，称为“等电状态”。在等电状态下最有利于胶体粒子凝聚。胶体粒子呈等电状态时的PH值称为等电点。 当PH值等于5.2时，是氢氧化铁的等电点，此时胶体粒子不带电，吸水程度最低，凝结性最好，胶体粒子迅速增大而加快沉降。当PH值5.2时，氢氧化铁带正电，吸水性强，呈膨胀状，沉淀不好，砷、锑除去不彻底，澄清过滤也困难；当PH值5.2时，氢氧化铁带负电，同样吸水多，呈膨大的氢氧化铁，凝聚也不好，砷、锑虽除去较彻底，但却影响澄清与过滤。这就是在锌焙砂中性浸出时，要严格控制PH值的原因。 在其它金属的湿法冶金中，往往加Na2CO3、Ca(OH)2等电解质进行中和除铁，同样，也是一种破坏胶体的措施。 按此道理，如果不是向胶体溶液中加入另一种带电荷的胶体溶液，当它们相互接触时，也能使胶体粒子所带电核被中和掉，也会促使胶体粒子互相凝聚、长大而迅速下沉。 2．加热胶体溶液 加热电解质溶液可以减弱胶体对离子的吸附能力，从而减少所带电荷数；同时可以增强胶粒的运动能力，这样胶粒之间互相碰撞的机会增多，从而发生凝聚下沉。 此外，水溶液胶体，往往吸附水分子，在胶粒周围形成水膜，此水膜也阻碍胶体的凝聚。当加温时，可以破坏此水膜，也