第二章胶体的性质ppt课件

第二章 胶体的基本性质 2.1 胶体的运动性质 2.2 胶体的光学性质 2.3 胶体的电学性质 2.4 胶体的流变性质 2.5 胶体的稳定性 胶体的基本性 质 1. 布朗运 动 (Brownian motion ,1826) Brown运动 第一节 胶体的运动性质 1903年 发 明了 超 显 微 镜 ， 为 研究布朗运 动 提 供了物 质 条件。 用超 显 微 镜 可以 观 察到溶胶粒子不断地作不 规 则 “之 ”字形的运 动 ，从而能 够测 出在一定 时间 内粒子的平均位移。 通 过 大量 观 察，得出 结论 ： 粒子越小，布朗 运 动 越激烈。 其运 动 激烈的程度不随 时间 而改 变 ，但 随温度的升高而增加。 Brown运 动 的本 质 1905年和 1906年 爱 因斯坦（ Einstein)和斯 莫 鲁 霍夫斯基（ Smoluchowski)分 别阐 述了 Brown运 动 的本 质 。 布朗运 动 是分子 热 运 动 的必然 结 果，是大 粒子所具有的 热 运 动 。 真溶液与胶体溶液运 动 区 别 相同：两者运 动 的本 质 均是 热 运 动 ； 不同：真溶液是 单 个分子的 热 运 动 ，而胶体溶 液中的胶粒的 热 运 动 是多个分子 热 运 动 的冲 击 的 结 果。 Einstein-Brown 位移方程 式中 r 为 粒子半径， h 为 介 质 的粘度系数， T 为 温度， t为 位移 时间 。 1905 年 爱 因斯坦 导 出一粒子在 时间 t 内沿着 某一 维 (x)运 动 偏离其原来位置的 平均位移 的表 示式 为 ； (Einstein-Brown 位移方程 ) Einstein-Brown 位移方程 布朗运 动 理 论 的依据： 热 运 动 的本 质 是分 子的不 规则 运 动 ，它使粒子从高 浓 度向低 浓 度 区移 动 ，而最 终趋 于均匀。 2 . 扩 散 (Diffusion )-Einstern公式的推 导 即 由于布朗运 动 的存在 ,当溶胶中的胶 粒存在 浓 度梯度 时 ,就会 发 生 扩 散 . 当 很小时， Fick第一扩散定律 D : 扩 散系数 (单 位 浓 度梯度下在 单 位 时间 内通 过单 位面 积 截面的胶粒的 质 量 ) dc/dx : 在 x 方向上的 浓 度梯度 (Einstein第二 扩 散公式 ) 积分后得： 结合 得出 式中 r 为 粒子半径， h 为 介 质 的粘度系数， T 为 温度， t为 位移 时间 。 (Einstein-Brown 位移方程 ) Einstein-Brown 位移方程 (Einstein第一 扩 散公式 )根据 得出 已知的 NA 、 、 r、 T 和 t 等已知量求 外，还 提供了一种测定阿佛加德罗常数 NA 的方法 (Einstein第二 扩 散公式 ) (Einstein-Brown 位移方程 ) (Einstein第一 扩 散公式 ) 半径 /mm NA 半径 /mm NA 金溶胶 汞 0.022 0.1200.266 6.21023 5.91023 藤黄溶胶 乳香 0.212 5.50 6.51023 7.81023 Perrin Avogadro常数的 验证 J. Perrin (1962年诺贝尔奖金获得者 ) （ 1） Perrin Avogadro常数的 验证 3.Einstein布朗运 动 公式的 应 用 t / s 位移 /mm 粒子半径 r =270nm 粒子半径 r =52nm 实验值 计算值 实验值 计算值 1.48 4.44 8.80 3.1 5.3 7.8 3.2 5.4 7.6 1.4 2.9 4.5 1.7 2.9 4.2 布朗运 动 中位移与 颗 粒大小的关系（ Svedberg) （ 2） 证 明了胶体的分子运 动 假 设 的真 实 性 （ Svedberg) 总 之： 胶体的运 动 ，具 备 分子运 动 的性 质 不带电球粒在水中的扩散系数和布朗运动位移所需时间 （ 3）定量描述胶粒的 扩 散速度和布朗运 动 情况 半径 /cm D / m2s-1 位移所需时间 1cm 1mm 1mm 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 2.15 10-14 2.15 10-13 2.15 10-12 2.15 10-11 2.15 10-10 73a 7.3a 9mon 27d 2.7d 9mon 27d 2.7d 6.5h 40min 23s 2.3s 0.23s 2.3 10-2s 2.3 10-3s 4.渗透 压 与 Donnan 平衡 n: 溶胶中所含胶粒的摩 尔 数。 V: 溶胶的体 积 一般溶胶的渗透 压 大分子溶液的渗透 压 Virial 方程 A2、 A3 virial 系数。 c： kg/m3 p/c 对 c作图，由截距可得分子量 M （或数均分子量） 聚 电 解 质 的渗透 压 -Donnan 平衡 天然的生物聚合体大多是聚电解质 PXz P z+ +zX- Pz- (c1) Cl- (c2)Na+ (zc 1) Na+ (c2) Pz- (c1) Cl- (c2-x) Na+ (zc1+x) Na+ (c2-x) Cl- (x) 内 （膜） 外 渗透平衡时 （ 1）由于存在不透 过 半透膜的大离子，平衡 时 膜的内外 NaCl浓 度不等， 产 生一附加渗透 压 ，此 即 为 Donnan效 应 。 z越大， Donnan效 应 越 显 著； （ 2） c1c2时 ， NaCl几乎都在膜外 边 ； （ 3） c11/2l 反射 d1 散射光的角分布 （ 对 大粒子体系） 4. 动态 光散射及其 测 量 在 实际 体系中小粒子不停地做布朗运 动 ， 散射光 频 率与入射光的 频 率比 较 ， 发 生 频 移。 粒子运 动 速度也不完相同，有一定的速度分布， 故 频 率也有一定的分布。 这样 ，散射光 频 率将以 入射光 时频 率 w0为 中心展 宽 ，或者 说 是散射光 强 随 时 是 变 化 发 生 涨 落。 这 种由于胶体体系中粒子 动态 性 质 引起的 光散射 变 化称 为 动态 光散射 。 布朗运 动 强 度的平 动扩 散系数 D 动态光散射 -DLS技术 散射光 强 随 时间涨 落的 变 化可用 时间 相关函数 表征，散射光 强 时间 相关函数定 义为 RI（ t） 对 于球形粒子 （ 1）利用散射光测定颗粒大小与浓度 -浊度法 5.静 态 散射光 应 用 当分散相和分散介 质 等条件都相同， Rayleigh公式可改 写成： 保持 浓 度相同， 保持粒子大小相同 如果已知一种溶液的散射光 强 度和粒子半径（或 浓 度 ）， 测 定未知溶液的散射光 强 度，就可以知道其粒径（或 浓 度）， 这 就是 乳光 计 。 （ 2） 溶胶的 颜 色 I0 可见光 400-700nm I散 I 其中， E和 A分 别为 吸收系数和散射系数 对 于溶液， Beer定律 对 于胶体溶液， Beer定律改写 为 三种大小不同粒子的金溶胶的消光系数与波 长 的关系 不同大小粒子的 银 溶胶的 颜 色 7. 显 微 镜 及其 对 粒子大小和形状的 测 定 普通 显 微 镜 分辨率不高，只能分辨出半径在 200 nm以 上 的粒子，所以看不到胶体粒子。 普通 显 微 镜 分辨率 A： 使用 500nm的入射光 (1) 显 微 镜 超 显 微 镜 分辨率高，可以研究半径 为 5150 nm的粒子。但是， 超 显 微 镜观 察的不 是胶粒本身，而是 观 察胶粒 发 出的散射光。是 目前研究憎液溶胶非常有用的手段之一。 (2)超 显 微 镜 超 显 微 镜 的 类 型 （ 1） 狭 缝 式 照射光从碳弧光源射 击 ， 经 可 调 狭 缝 后，由透 镜 会聚 ，从 侧 面射到盛胶体溶液的 样 品池中。 超 显 微 镜 的目 镜 看到的是胶粒 的 散射光 。如果溶液中没有胶粒， 视 野将是一片黑暗。 超 显 微 镜 的 类 型 2. 心形聚光器 这 种超 显 微 镜 有一个 心 形腔 ，上部 视 野涂黑， 强 烈 的照射光通入心形腔后不能 直接射入目 镜 ，而是在腔壁 上几 经 反射，改 变 方向，最 后从 侧 面会聚在 试样 上。 目 镜 在黑暗的背景上看到的是 胶粒 发 出的的散射光 。 从超 显 微 镜 可以 获 得哪些有用信息？ （ 1） 可以 测 定球状胶粒的平均半径。 （ 2） 间 接推 测 胶粒的形状和不 对 称性。 例如，球状粒子不 闪 光， 不 对 称的粒子在向 光面 变 化 时 有 闪 光 现 象。 （ 3） 判断粒子分散均匀的程度。粒子大小不同， 散射光的 强 度也不同。 （ 4） 观 察胶粒的布朗运 动 、 电 泳、沉降和凝 聚等 现 象。 胶体与界面化学 一 . 带电 的胶体粒子 第三节 胶体的电学性质 胶粒 带电 的本 质 （ 1） 胶粒在形成 过 程中， 胶核 优 先吸附某种 离子，使胶粒 带电 。 例如：在 AgI溶胶的制 备过 程中，如果 AgNO3 过 量 ， 则 胶核 优 先吸附 Ag+离子，使胶粒 带 正 电 ；如果 KI过 量 ， 则优 先吸附 I -离子，胶粒 带负电 。 胶粒的 结 构 例 1： AgNO3 + KIKNO 3 + AgI 过 量的 KI 作 稳 定 剂 AgI + + + + + + + + + - - - - - - (AgI)mn I (n-x)K+ x xK+ 内核 内壳 紧 密吸附 层 扩 散 层 胶粒（ 带负电 ） 胶 团 （ 电 中性） 胶 团 的 结 构表达式： 胶 团 的 图 示式： 胶核 胶壳 紧 密吸附 层 扩 散 层 例 2： AgNO3 + KIKNO 3 + AgI 过 量的 AgNO3 作 稳 定 剂 胶 团 的 图 示式： 胶粒的 结 构 AgI + + + + + + + + - - - - - - - - - (AgI)mn Ag+ (n-x)NO3x+ x NO3 内核 内壳 紧 密吸附 层 扩 散 层 胶粒（ 带 正 电 ） 胶 团 （ 电 中性） 胶 团 的 结 构表达式： 胶核 胶壳 紧 密吸附 层 扩 散 层 （ 2） 离子型固体 电 解 质 形成溶胶 时 ，由于正 、 负 离子溶解量不同，使胶粒 带电 。 例如：将 AgI制 备 溶胶 时 ，由于 Ag+较 小，活 动 能力 强 ，比 I-容易脱离晶格而 进 入溶液，使胶粒 带负电 。 （ 3） 可 电 离的大分子溶胶，由于大分子本身 发 生 电 离，而使胶粒 带电 。 例如 蛋白 质 分子 ，有 许 多 羧 基和胺基，在 pH较 高 的溶液中，离解生成 PCOO-离子而 负带电 ；在 pH较 低 的溶液中，生成 P-NH3+离子而 带 正 电 。 Pencc实验 1809年， Pencc实验 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 。 二、 胶体分散体系 电动现 象及其 应 用 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 。 流 动电 位 沉降 电 位 1.电 泳（ electrophoresis） 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 。 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 。 从 电 泳 现 象可以 获 得胶粒或大分子的 电 荷符号 以及 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。 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。 注： 另外要 选择 合适 的介 质 ，使 电 泳 过 程中保 持液面清晰。 沿 aa,bb和 cc都可以水平滑移。 实验 开始 时 ，从 bb处 将 上部移开，下面 A， B部分装上溶胶，然后将上部移到原 处 ，在 C部装上超 滤 液，在 bb处 有清晰界面。 Tiselius电 泳 仪 (1948年 获 得 诺贝 尔 化学 奖 )提 赛 留斯 电 泳 仪 的 纵 、横剖面 图 如 图 所示。 接通直流 电 源， 在 电 泳 过 程中可以 清楚的 观 察到界面 的移 动 。从而可以 判断胶粒所 带电 荷 和 测 定 电 泳速度等 。 区 带电 泳 实验简 便、易行， 样 品用量少，分离效率高， 是 分析和分离蛋白 质 的基本方法。 常用的区 带电 泳有： 纸 上 电 泳， 圆盘电 泳和板上 电 泳等。 区 带电 泳 将惰性的固体或凝胶作 为 支持物，两端接正、 负电 极，在 其上面 进 行 电 泳，从而将 电 泳速度不同的各 组 成分离。 a.纸 上 电 泳 用 滤纸 作 为 支持物的 电 泳称 为纸 上 电 泳。 先将一厚 滤纸 条在一定 pH的 缓 冲溶液中浸泡，取出后两端 夹 上 电 极，在 滤纸 中央滴少量 待 测 溶液， 电 泳速度不同的各 组 分即以不同速度沿 纸 条运 动 。 经 一段 时间 后，在 纸 条上形成距起点不同距离的区 带 ，区 带 数 等于 样 品中的 组 分数。将 纸 条干燥并加 热 ，将蛋白 质 各 组 分固定在 纸 条上，再用适当方法 进 行分析。 纸 上 电 泳 应 用 血清蛋白 质电 泳 图谱 b.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。 如果将凝胶 铺 在玻板上 进 行的 电 泳称 为 平板 电 泳。 c.板上 电 泳 在外加 电场 作用下， 带电 的 介 质 通 过 多孔膜或半径 为 110 nm的毛 细 管作 定向移 动 ， 这 种 现 象称 为 电 渗 。 电 渗方法有 许 多 实际应 用，如 溶胶 净 化 、 海水淡化 、 泥 炭和染料的干燥 等。 2.电 渗（ electro-osmosis) 电 渗析法 亦 换 膜 电 渗析法。 该 法的技 术 关 键 是新型离 子交 换 膜的研制。离子交 换 膜是 0.5-1.0mm厚度的功能性 膜片，按其 选择 透 过 性区分 为 正离子交 换 膜（阳膜）与 负 离子交 换 膜（阴膜）。 含有离子的液体在 加 压 或重力等外力的作 用下，流 经 多孔膜或毛 细 管 时 会 产 生 电势 差 。 3.流 动电势 （ streaming potential) 这 种因流 动 而 产 生 的 电势 称 为 流 动电势 。 流 动电 位 因 为 管壁会吸附某种离子， 使固体表面 带电 ， 电 荷从固体 到液体有个分布梯度。 在用 泵输 送原油或易燃化工原料 时 ，要使管道接地或加入油 溶性 电 解 质 ，增加介 质电导 ，防止流 动电势 可能引 发 的事故 。 当外力迫使 扩 散 层 移 动时 ，流 动层 与固体表面之 间 会 产 生 电势 差，当流速很快 时 ，有 时 会 产 生 电 火花。 在重力 场 的作用下， 带电 的分散相 粒子 ，在分散介 质 中 迅速沉降 时 ，使 底 层 与表面 层 的粒子 浓 度 悬 殊，从而 产 生 电势 差， 这 就是 沉降 电势 。 贮 油罐中的油内常会有水滴，水滴的 沉降会形成很高的 电势 差，有 时 会引 发 事故。通常在油中 加入有机 电 解 质 ，增加介 质电导 ，降低沉降 电势 。 4.沉降 电势 (sedimentation potential) 当固体与液体接触 时 ，可以是固体从溶液中 选择 性吸 附某种离子，也可以是固体分子本身 发 生 电 离作用而 使离子 进 入溶液，以致使固液两相分 别带 有不同符号 的 电 荷， 在界面上形成了双 电层 的 结 构。 对 于双 电层 的具体 结 构，一百多年来不同学者提出了不 同的看法。最早于 1879年 Helmholz提出 平板型模型 ； 三、双 电层结 构模型和 电动电 位（ z电 位 ） 1910年 Gouy和 1913年 Chapman修正了平板型模型， 提出了 扩 散双 电层 模型 ； 后来 Stern又提出了 Stern模型 。 1.Helmhotz平板电容理论 亥姆霍 兹认为 固体的表面 电 荷与溶液中 带 相反 电 荷的 （即反离子）构成平行的两 层 ，如同一个平板 电 容器。 整个双 电层 厚度 为 。 固体表面与液体内部的 总 的 电 位差 即等于 热 力学 电势 0 ，在双 电层 内 ， 热 力学 电势 呈直 线 下降。 在 电场 作用下， 带电质 点和溶液 中的反离子分 别 向相反方向运 动 。 这 模型 过 于 简单 ，由于离子 热 运 动 ，不可能形成平板 电 容器。 2.Gury-Chapman(1913)扩散双电层模型 Gouy和 Chapman认为 ，由于正、 负 离子静 电 吸引和 热 运 动 两种效 应 的 结 果，溶液中的反离子只有一部分 紧 密地排在固体表面附近，相距 约 一、二个离子厚度 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， 离子的分布可用 玻 兹 曼公式 表示，称 为 扩 散 层 。 双 电层 由 紧 密 层 和 扩 散 层 构成。移 动 的切 动 面 为 AB面 。 Gouy-Chapman(1913)扩散双电层模型 双 电层 定量 处 理：目的是求出双 电层 厚度 ，即 电 荷密度从表面到体相一致 处 之 间 厚度。 说 明了双 电层 内的 电 荷与 电势 分布。 Gouy-Chapman(1913)扩 散双 电层 模型 Gouy-Chapman双 电层 理 论 的 结论 ： 0很低 时 ， （ 1） 双 电层电 位 与距离成指数关系 满 足 x0, 0； x, 0 。 双 电层电 位与距离关系 （ 2） k具有 长 度量 纲 ， 当 k x=1时 ， 0/e作 为 一个表征量 ， 1/k为扩 散双 电层 的有效厚度 。 （ 3） 可利用 求 k ， 从而求得双 电层 的有效厚度具有 长 度量 纲 ， Gouy-Chapman(1913)扩散双电层模型 Gouy-Chapman(1913)扩散双电层模型 Gouy-Chapman双 电层 理 论 的 困 难 ： （ 1）在 k x值 很小 时 （即 0大 时 ） ，表面离子 浓 度的理 论值 太大。 如果 0 300mV, c0=10-3mol/L， 则 表面离子 浓 度可达 160mol/L， 不 可能 。 双电层电位与距离关系 （ 2）不能解 释 表面 电势变 符号的 现 象 3.Stern模型 Stern对扩 散双 电层 模型作 进 一步修正。 他 认为 吸附在固体表面的 紧 密 层约 有一、二个分子 层 的厚度，后被称 为 Stern层 ； 由反号离子 电 性中心构成的平面称 为 Stern平面 。 由于离子的 溶 剂 化作用 ，胶粒在移 动时 ， 紧 密 层 会 结 合一定数量的溶 剂 分 子一起移 动 ，所以滑移的 切 动 面 由比 Stern层 略右的 曲 线 表示。 从固体表面到 Stern平面， 电 位从 0直 线 下降 为 。 电动电势（ electrokinetic potential） 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 z电 位。 电动电势 亦称 为 z电势 。 在 扩 散双 电层 模型中，切 动 面 AB与溶液本体之 间 的 电 位 差 为 z电 位； 电 位 总 是比 热 力学 电 位低，外加 电 解 质 会使 z电 位 变 小 甚至改 变 符号。只有在 质 点移 动时 才 显 示出 z电 位，所以又 称 电动电势 。 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 为电动电势 。 电动电势（ electrokinetic potential） 四 胶体的 稳 定与聚沉 胶体由于具有巨大的表面能，因此是 热 力学 不 稳 定体系，但在某些条件下，也能 稳 定的存在 一段 时间 。胶体的 稳 定是相 对 的、 暂时 的和有条 件的，而不 稳 定 则 是 绝对 的。 1. 溶胶的 稳 定性 影响溶胶 稳 定性的因素 (1) 溶胶的 动 力 稳 定因素 (2) 胶粒 带电 的 稳 定作用 (3) 溶 剂 化的 稳 定作用 1941年由德 查 金 (Darjaguin)和朗道 (Landau)以及 1948 年 维韦 (Verwey)和奥弗比克 (Overbeek)分 别 提出了 带电 胶体粒子 稳 定的理 论 , 简 称 DLVO理 论 . 要点如下 : (1) 在胶 团 之 间 , 既存在着斥力 势 能 , 存在着引力 势 能 l扩 散 层 未重叠 , 两胶 团 之 间 不 产 生斥力 l扩 散 层 重叠 , 平衡破坏 , 产 生渗 透性斥力和静 电 斥力 DLVO理 论 (2) 胶体系 统 的相 对稳 定或聚沉取决于 斥力 势 能 和 吸力 势 能 的相 对 大小 . 当粒子 间 斥力 势 能在数 值 上大于吸力 势 能 ,而且足以阻止由于布朗运 动 使粒子相互碰撞而粘 结时 , 则 胶体 处 于相 对稳 定状 态 ; 当吸力 势 能在数 值 上大于斥力 势 能 , 粒子将相互靠 拢 而 发 生聚沉 . 调 整两者的相 对 大小 , 可以改 变 胶体系 统 的 稳 定性 . (3) 斥力 势 能 , 吸力 势 能以及 总势 能都随粒子 间 距离的 变 化而 变 化 , 且在某一距离范 围 吸力占 优势 , 而在另一距离范 围 斥力占 优势 . (4) 加入 电 解 质对 吸力 势 能影响 不大 , 但 对 斥力 势 能的影响却十 分 显 著 . 电 解 质 的加入会 导 致系 统 的 总势 能 发 生很大的 变 化 , 适 当 调 整 电 解 质浓 度 , 可以得到相 对稳 定的胶体 . 在 电 荷作用下 稳 定存在的 Fe2O3溶胶 2. 溶胶的聚沉 聚沉 : 憎液溶胶中分散相微粒互相聚 结 构， 颗 粒 变 大 , 进 而 发 生沉淀的 现 象。 加 热 ， 辐 射 或 加入 电 解 质 皆可 导 致溶胶的聚沉。 三种溶胶聚沉 . (左 )Al(OH)3; (中 )Fe(OH)3; (右 )Cu(OH)2 2. 溶胶的聚沉 (1) 电 解 质 的聚沉作用 在溶胶中加入少量 电 解 质 ，可以使胶粒吸附 的离子增加， 电势 提高，增加溶胶的 稳 定性， 称 为 稳 定 剂 。 但当 电 解 质 的 浓 度足 够 大，部分反粒子 进 入 紧 密 层 ，而使 电势 降低， 扩 散 层变 薄，胶粒之 间 静 电 斥力减小而 导 致聚沉， 则 称 为 聚沉 剂 。 聚称 值 和聚沉率 聚沉速率 电 解 质浓 度 c 电势 /mV c1 c 2 30 0 聚沉 值 ： 使溶胶以明 显 速率聚沉所需的 电 解 质 的最小 浓 度。 聚沉率： 聚沉 值 的倒数。 电 解 质 的聚沉 值 越小，聚沉率越大， 则 聚沉能力越 强 不同 电 解 质 的聚沉 值 (mmol/dm3) LiCl 58.4 NaCl 51 KCl 50 1/2 K2SO4 65 HCl 31 CaCl2 0.65 BaCl2 0.69 MgSO4 0.80 1/2Al3(SO4)3 0.096 AlCl3 0.093 负 溶胶 (As2S3) 正溶胶 (Al2O3) NaCl 43.5 KCl 46 KNO3 60 K2SO4 0.30 K2Cr2O7 0.63 K2C2O4 0.69 K3Fe(CN)6 0.08 影响 电 解 质 聚沉能力的因素： (a) 主要取决于与胶粒所 带电 荷相反的离子（反离子 ）所 带 的 电 荷数（即价数）。反离子的价数越高， 聚沉能力越 强 。 Schulze-Hardy rule 电 解 质 的聚沉 值 与胶粒的异 电 性离子的 价数的 6次方成反比 Cj(i) : i 价 电 解 质 的聚沉 值 (b) 价数相同的反离子的水合半径越小，聚沉 能力越 强 。 例如， 对 一价阳离子 ,按聚沉能力排列： H+ Cs+ Rb+ NH4+ K+ Na+ Li+ 对 一价阴离子： F- Cl- Br- NO3- I- (c) 与胶粒 电 性相同的离子，一般 说 来，价数越高 ，水合半径越小 （ 盐 析作用） ，聚沉能力越弱 (2) 溶胶的相互聚沉作用 当两种 带 相反 电 荷的溶胶所 带电 量相等 时 ， 相互混合也会 发 生聚沉。 (3) 高分子化合物的作用 在溶胶中加入少量高分 子化合物可使溶胶聚沉， 称 为 敏化作用 (絮凝作用 )。 在溶胶中加入足 够 多 的高分子化合物， 则 会阻 止溶胶的聚沉，称 为 空 间 保 护 作用 。 胶体与界面化学 第五节 胶体的流变性质 流 变 学 来源于希腊，由 Bingham和 Crawford为 了 表示液体的流 动 和固体的 变 形 现 象而提出来的概念。 流 变 学 则 是研究物 质 的 变 形和流 动 的一 门 科学。 一 . 流 变 性 质 的 基本概念与 规 律 1.切 应变 、切 应 力和切 变 速度 切 应 力： 单 位面 积 受到的切力称 为 切 应 力（ t ） 变 形： 对 某一物体外加 压 力，其内部的各部分的形状和 体 积发 生的 变 化。主要与固体的性 质 相关。 由外部 应 力而 产 生的固体的 变 形，如除去其 应 力， 则 固 体恢复原状，