界面带电机理

2-3界面带电机理,一界面带电现象1任何两相接触都会形成一个相界面，界面区(约几个分子大小范围内)出现电势差,即表现出界面带电现象。2界面带电的原因可分为两个方面：两个不同相的离子的絮合能不同（如s-l）两相的电子亲和能不同（如s-s）,（1）吸附胶粒在形成过程中，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。,在固体表面的带电离子称为定位离子,固体表面上产生定位离子的原因如下：,（2）电离对于可能发生电离的大分子的溶胶而言，则胶粒带电主要是其本身发生电离引起的,例如蛋白质分子，当它的羧基或胺基在水中解离时，整个大分子就带负电或正电荷。当介质的pH较低时，蛋白质分子带正电，pH较高时，则带负电荷,当蛋白质分子所带的净电荷为零时，这时介质的pH称为蛋白质的等电点。在等电点时蛋白质分子的移动已不受电场影响，它不稳定且易发生凝聚。,（3）同晶置换黏土矿物中如高岭土，主要由铝氧四面体和硅氧四面体组成，而与周围4个氧的电荷不平衡，要由正离子来平衡电荷。,这些正离子在介质中会电离并扩散，所以使黏土微粒带负电。如果被或同晶置换，则黏土微粒带的负电更多。,（4）溶解量的不均衡离子型固体物质如AgI，在水中会有微量的溶解，所以水中会有少量的银离子和碘离子。,例如：将AgI制备溶胶时，由于Ag+较小，活动能力强，扩散快，比I-容易脱离晶格而进入溶液，使AgI胶粒带负电。,电泳、电渗，流动电势和沉降电势均属于电动现象,（一）电动现象,二电动现象,1、Zn与ZnSO4形成双电层，双电层就象一个电容器，两个层是相互平行的，具有一定电位。,铜片,丹尼尔电池,德国科学家W.Nernst对电极电势产生机理作了较好的解释。当把金属插入其盐溶液中时，金属表面上的正离子受到极性水分子的作用，有变成溶剂化离子进入溶液而将电子留在金属表面的倾向。金属越活泼、溶液中正离子浓度越小，上述倾向就越大。与此同时，溶液中的金属离子也有从溶液中沉积到金属表面的倾向，溶液中的金属离子浓度越大、金属越不活泼，这种倾向就越大。当溶解与沉积这两个相反过程的速率相等时，即达到动态平衡.当金属溶解倾向大于金属离子沉积倾向时，则金属表面带负电层，靠近金属表面附近处的溶液带正电层，这样便构成“双电层”。相反，若沉积倾向大于溶解倾向，则在金属表面上形成正电荷层，金属附近的溶液带一层负电荷。由于在溶解与沉积达到平衡时，形成了双电层，从而产生了电势差，这种电势差叫电极的平衡电极电势，也叫可逆电极电势。金属的活泼性不同，其电极电势也不同，因此，可以用电极电势来衡量金属得失电子的能力。,2、电动现象：双电层的两个平行电层，其平行方向相互错动的现象。,将双电层放在电场中,使双电层的平行方向与电场方向一致,则平行着的两个电层在电场作用下发生错动.正电层向负极移动,负电层向正极移动。,根据双电层错动的情况，胶体动电现象可分为四种，即电泳、电渗、流动电位和沉降电位。,双电层双电层,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。,流动电势,这种因液体流动而产生的电势称为流动电势。,（二）、胶体四种动电现象简述1、电泳：通电后，粒子移动。粒子带正电向负极移动，带负电想正极移动。胶粒在电场中的这种移动叫电泳。电泳错动的方式是：固体动，液体不动。2、电渗：液体在外加电场影响下透过多孔性固体的现象。电渗错动方式：固体不动，液体动。发生液体动。发生在多孔性固体中无数毛细管管壁上的双电层错动。,3、流动电位：施加一种机械压力使液体流过多孔性固体，则在多孔性固体的两端会产生阻碍液体流动的电位，称之为流动电位。电渗是：外加电力引起液体流动。流动电位是：外加压力引起液体流动而产生电位。4、沉降电位：固体粒子在液体中迅速次降时容器上部的液体与容器底部的液体之间所产生的电位，是电泳的逆转。电泳：外加电压使粒子移动。沉降电位：重力作用使固体粒子沉降移动而产生电位。,四种动电现象可以表示如下：,动电现象,机械力引起的双电层错动,电渗,流动电位,次降电位,互为逆转,互为逆转,二者都很小，用直流伏特计才能测出,外加电压引起的双电层错动,电泳,三、电泳实验及应用外加电压800-100V直流电,若溶胶带负电，向正电极移动，靠近正电极浓度大，负电极管上冒出,此实验可以判断胶体带电情况,电泳管,A：活塞C：U形玻璃管B：缩小的细管D：支管，,2、应用橡胶电镀：电泳使