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文档简介

二 双电层模型 由于胶粒表面带某种电荷 则固液两相分别带有不同符号的电荷 整个胶体溶液是电中性的 在界面上形成了双电层结构 所以胶体溶液表现出各种电学性质 电泳 电渗 流动电势 沉降电势等 对于双电层的具体结构 最早于1879年Helmholtz提出平板模型 1910年Gouy和1913年Chapman修正了平板模型 提出了扩散双电层模型 后来1924年Stern又提出了Stern模型 1 溶胶粒子的结构 以AgI的水溶胶为例 固体粒子AgI称为 胶核 若稳定剂是KI 则胶核吸附I 带负电 反号离子K 一部分进入紧密层 另一部分在扩散层 胶核与紧密层的反号离子构成 胶粒 溶胶中的独立运动单位是胶粒 胶粒与扩散层离子构成 胶团 可用下式表示 1 整个胶团是电中性的 2 胶粒电荷的符号取决于被吸附离子的符号 胶粒带电的多少由被吸附离子与紧密层反号离子电荷之差 n x 来决定 2 胶体粒子的双电层结构 粒子的相反电荷离子是由紧密层和扩散层两部分组成 紧密层中的反号离子被束缚在胶体粒子周围 扩散层中的反号离子虽受胶体粒子的静电引力的影响 但可脱离胶体粒子而移动 0 固体表面和液体内部的总的电位差 动电位 电势 紧密层的外界面与本体溶液之间的电势差 电势决定着胶体粒子在电场中的运动速度 当电解质浓度增加到一定程度时 扩散厚度变零 电势也变为零 这就是胶体电泳的速度会随着电解质浓度的加大而变小 甚至变为零的原因 电势对其它离子十分敏感 外加电解质的变化会引起 电势的显著变化 因为外加电解质浓度加大时 会使进入紧密层的反号离子增加 使得粒子外界面与溶液本体的电势差减小 即 电势下降 从而使双电层变薄 如果 电势降到不足以排斥胶体微粒相互碰撞时的分子间作用力 则微粒会聚集变大 而在重力作用下沉降 胶体微粒开始明显聚集的 电势 称作临界电位 大约 电势绝对值在0 07V时 胶体微粒在溶液中相当稳定 引入电解质到足够的浓度 电势绝对值变化到大约是0 03V时 胶体微粒就会开始明显聚集 而且电解质中影响的离子价数越高 所起的凝聚作用越强 胶体微粒受电解质的影响使双电层变薄的理论称为双电层压缩理论 根据这一理论 可以解释为何在河流与海洋交界的河口地区有大量的泥沙沉积 甚至胶体粒子有时会由于某种电解质的加入而改变电泳方向 即 电势改变符号 此时 进入紧密层的反号离子电荷除中和固体表面的电荷外还有剩余 电势改变符号是由于胶体粒子表面对某种反号离子具有很强的吸附能力 从而吸附了过多的反号离子 例如 Fe使胶体SiO2聚沉是一个典型例子 利用粒子的光散射测定Fe3 加入SiO2后的聚沉作用表明 在pH约为5时 胶体SiO2表面有负电荷 Fe的主要形态为Fe OH 2 Fe OH 2 及多聚配合物Fex OH
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