胶体化学第3章

1、第三章第三章 胶体分散体系的物理化学性质胶体分散体系的物理化学性质 第一节第一节 溶胶的动力学性质溶胶的动力学性质 一、布朗运动：一、布朗运动： 固体悬浮粒子在液体中不停地作无规则的运动。固体悬浮粒子在液体中不停地作无规则的运动。 布朗运动产生的原因：布朗运动产生的原因：悬浮在液体中的固体颗粒处在液体分子的悬浮在液体中的固体颗粒处在液体分子的 包围之中，而液体分子一直处于不停的热运动状态，撞击着悬浮包围之中，而液体分子一直处于不停的热运动状态，撞击着悬浮 粒子，粒子，当粒子相当小时（例如胶粒），当粒子相当小时（例如胶粒），此种撞击可以是瞬间不均此种撞击可以是瞬间不均 衡的，这一撞击力推动粒子不

2、停地作无规则运动。衡的，这一撞击力推动粒子不停地作无规则运动。 由于布朗运动是无规则的，因而就单个质点而言，它由于布朗运动是无规则的，因而就单个质点而言，它 们向各方向运动的几率均等。但在浓度较高的区域，们向各方向运动的几率均等。但在浓度较高的区域， 由于单位体积内质点数较周围多，因而必定是由于单位体积内质点数较周围多，因而必定是“出多出多 进进 少少”，使浓度降低。而低浓度区域则相反，这就表现，使浓度降低。而低浓度区域则相反，这就表现 为为 扩散扩散。 v所以，所以，扩散是布朗运动的宏观表现，而布朗运动是扩扩散是布朗运动的宏观表现，而布朗运动是扩 散的微观基础。散的微观基础。 1905年，年

3、，Einstein从理论上导出了半径为从理论上导出了半径为r的球形粒子的的球形粒子的 平位移平位移X和扩散系数和扩散系数D的方程。的方程。 （ Einstein布朗运动公式）布朗运动公式） 式中：式中：R为气体常数；为气体常数；NA为为Avogadro常数；常数；T为热力学为热力学 温度；温度； t为位移时间；为位移时间；为介质的黏度。为介质的黏度。为波兹曼常数为波兹曼常数 2 1 ) 3 ( 3 r Tt rN RTt X A vD = （Einstein第一扩散公式）第一扩散公式） v由于运动阻力系数由于运动阻力系数 f = D = v = （Einstein第二扩散公式）第二扩散公式）

4、A N RT r 6 1 r 6 fN RT A XDt2 二、重力场中的沉降作用二、重力场中的沉降作用 v分散于气体或液体介质中的微粒，都受到两种方向相分散于气体或液体介质中的微粒，都受到两种方向相 反的作用力。反的作用力。 （1 1）重力）重力F F1 1：如果微粒的密度比介质的大，微粒就会：如果微粒的密度比介质的大，微粒就会 因重力而下沉，因重力而下沉，这种现象称为沉降这种现象称为沉降。 （2 2）扩散力）扩散力F F2 2（由布朗运动引起）：与沉降作用相反，（由布朗运动引起）：与沉降作用相反， 扩散扩散力能促进体系中粒子浓度趋于均匀。所以又称粒力能促进体系中粒子浓度趋于均匀。所以又称粒

5、 子沉降时所受的运动阻力。子沉降时所受的运动阻力。 v当这两种作用力相等时，就达到平衡状态。在重力场当这两种作用力相等时，就达到平衡状态。在重力场 中，质点将作匀速运动。对于半径为中，质点将作匀速运动。对于半径为r r的球形粒子：的球形粒子： grF)( 3 4 0 3 1 v按按Stokes定律，粒子沉降时所受的阻力定律，粒子沉降时所受的阻力(扩散力扩散力)为为 v当当F1 = F2时，粒子匀速下降。时，粒子匀速下降。 = v则：粒子半径则：粒子半径 沉降速度沉降速度 （沉降公式）（沉降公式） v因此，在其他条件相同时，因此，在其他条件相同时，v与与r2成正比，即粒子越大，沉降速成正比，即粒

6、子越大，沉降速 度显著增加。粒子越小，沉降速度将很快降低。度显著增加。粒子越小，沉降速度将很快降低。 vrvfF 6 2 gr)( 3 4 0 3 rv6 g v r )(2 9 0 9 )(2 0 2 gr t H v v所以，许多溶胶往往需要几天甚至几年才能达到沉降平所以，许多溶胶往往需要几天甚至几年才能达到沉降平 衡，这说明了溶胶在相当长的时间内能保持稳定不沉降衡，这说明了溶胶在相当长的时间内能保持稳定不沉降 的原因，而且也说明了的原因，而且也说明了为什么溶胶是不平衡体系为什么溶胶是不平衡体系。 v从上式还可以看出，沉降速度从上式还可以看出，沉降速度v v与介质的黏度成反比。与介质的黏度

7、成反比。 因此增加介质的黏度，可以提高粗分散粒子在介质中的因此增加介质的黏度，可以提高粗分散粒子在介质中的 稳定性。生产中常常利用这一道理，加入增稠剂，以使稳定性。生产中常常利用这一道理，加入增稠剂，以使 粗分散体系稳定。粗分散体系稳定。 v另外，沉降公式中各种物理量都是可以测定的，因此若另外，沉降公式中各种物理量都是可以测定的，因此若 测出沉降速度测出沉降速度v v等的数据，便可求得粒子半径等的数据，便可求得粒子半径 r r。反之，。反之， 若已知粒子的大小，则可以从测定一定时间内沉降的距若已知粒子的大小，则可以从测定一定时间内沉降的距 离来计算离来计算。 v三、离心力场中的沉降作用三、离心

8、力场中的沉降作用 v对典型胶体溶液（其粒子大小在对典型胶体溶液（其粒子大小在1 1100nm100nm）来说，在）来说，在 重力场下其沉降速度太小，完全可以忽略不计。这意重力场下其沉降速度太小，完全可以忽略不计。这意 味着溶胶具有动力学稳定性，同时也说明上述沉降公味着溶胶具有动力学稳定性，同时也说明上述沉降公 式和沉降分析原理实际上不能应用于溶胶。式和沉降分析原理实际上不能应用于溶胶。溶胶中的溶胶中的 胶粒只有在超离心力场中才能以显著的速度沉降。胶粒只有在超离心力场中才能以显著的速度沉降。 v 1924年，瑞典科学家年，瑞典科学家Svedberg发明了超离心机，发明了超离心机， 可使离心力为重

9、力的可使离心力为重力的100倍以上，这就可使小粒子以倍以上，这就可使小粒子以 较快的速度沉降。较快的速度沉降。 v 在离心力场中，沉降公式仍可应用，在离心力场中，沉降公式仍可应用，只是用离心加速只是用离心加速 度度2 2x x代替重力加速度代替重力加速度g g。同时，粒子在沉降过程中，。同时，粒子在沉降过程中， x x会改变，速度会改变，速度v v也是个变值，须将也是个变值，须将v v改成改成dx/dtdx/dt。当离。当离 心力与阻力相等时，则心力与阻力相等时，则 dt dx rxr 6)( 3 4 2 0 3 v对上式作定积分，则得对上式作定积分，则得 v粒子半径粒子半径 v式中，式中，x

10、 x1 1和和x x2 2分别为离心时间分别为离心时间t t1 1和和t t2 2时微粒和旋转轴之时微粒和旋转轴之 间的距离。间的距离。 v测出此种数据并取得其他有关数据，便可求得粒子的测出此种数据并取得其他有关数据，便可求得粒子的 半径半径r r。 v离心力场中粒子的沉降速度离心力场中粒子的沉降速度v v离 离 v 2 1 12 2 0 12 )()( )/( 2 9 tt xxIn r 9 2 2 0 2 xr v ）（ 离离 v在重力场或离心力场中，用沉降方法可以测定的在重力场或离心力场中，用沉降方法可以测定的最小最小 质点的极限值质点的极限值，取决于布郎运动的速度（或平均位，取决于布郎

11、运动的速度（或平均位 移）。移）。 v只有布朗运动的位移明显小于质点在重力场或离心力只有布朗运动的位移明显小于质点在重力场或离心力 场中运动的路程（至少小一个数量级）时，才能用沉场中运动的路程（至少小一个数量级）时，才能用沉 降分析的方法测定胶体体系中粒子的大小和分布。降分析的方法测定胶体体系中粒子的大小和分布。 v一般，在重力场中，可对质点半径在一般，在重力场中，可对质点半径在10-510-6米的粗米的粗 分散体系进行分散分析；分散体系进行分散分析； v在离心加速度为在离心加速度为200g的离心力场中，质点半径的下的离心力场中，质点半径的下 限约为限约为10-7米；米； v在离心加速度为在离

12、心加速度为1000g的离心力场中，则质点半径的离心力场中，则质点半径 约为约为0.510-7米；米； v对于质点很小的体系（对于质点很小的体系（r0.510-7米）需用超离心米）需用超离心 机进行分散分析。超离心机的离心加速度可达机进行分散分析。超离心机的离心加速度可达 105106g。 四、扩散四、扩散 由于溶胶粒子处在不停的布郎运动中，粒子会从高浓由于溶胶粒子处在不停的布郎运动中，粒子会从高浓 度区域向低浓度区域扩散。如图所示度区域向低浓度区域扩散。如图所示 若只考虑沿若只考虑沿x x方向扩散，并方向扩散，并 设设m m为扩散量，则通过平面为扩散量，则通过平面 ABCDABCD的扩散速度的

13、扩散速度dm/dtdm/dt与与 该处的浓度梯度该处的浓度梯度dc/dxdc/dx和平面和平面 的面积的面积A A成正比，即成正比，即 dx Adc D dt dm 这个公式就是这个公式就是Fick第一扩散定律第一扩散定律。它的物理意义是：单位浓。它的物理意义是：单位浓 度梯度时，在单位时间内，扩散通过单位面积的质量。度梯度时，在单位时间内，扩散通过单位面积的质量。 Fick第一扩散定律只适用于浓度梯度恒定的情况。实际上在第一扩散定律只适用于浓度梯度恒定的情况。实际上在 扩散时，浓度梯度是不断变化的。所以浓度随时间的变化为：扩散时，浓度梯度是不断变化的。所以浓度随时间的变化为： Fick第二扩

14、散定律第二扩散定律 通过扩散试验，并运用通过扩散试验，并运用Fick扩散定律，可求粒子的扩散系数扩散定律，可求粒子的扩散系数 D；从；从D可求得粒子的大小和形状。可求得粒子的大小和形状。 2 2 dx cd D dt dc 例题：例题： 1、在下述条件下计算和比较质点在重力场中和离心力场中的、在下述条件下计算和比较质点在重力场中和离心力场中的 沉降速度：质点半径沉降速度：质点半径 r = 1x10-7m；分散相密度；分散相密度=2x103Kg/m3； 分散介质密度分散介质密度0=1x103 Kg/m3；黏度；黏度=1x10-3Pas；离心加速；离心加速 度度2x=200g. 2、计算和比较上题

15、中的质点在重力场和离心力场中沉降高度、计算和比较上题中的质点在重力场和离心力场中沉降高度 H=0.1m时的沉降时间。时的沉降时间。 3、在、在300K为使半径为为使半径为5x10-8m的质点发生沉降需用多大离心的质点发生沉降需用多大离心 加速度的离心机？已知质点密度加速度的离心机？已知质点密度=3x103Kg/m3；分散介质密；分散介质密 度度0=1x103 Kg/m3；黏度；黏度=1x10-3 Pas。 作业：作业： 1、设微粒半径为、设微粒半径为10-3 cm，粒子密度为，粒子密度为10g/cm3， 介质水的密度为介质水的密度为1g/cm3，水的黏度为，水的黏度为1.15mPas, 试计算

16、沉降速度试计算沉降速度v. 第二节第二节 溶胶的光学性质溶胶的光学性质 一、丁达尔效应一、丁达尔效应 许多溶胶外观常是有色透明的。以一束强烈的光线射入溶胶许多溶胶外观常是有色透明的。以一束强烈的光线射入溶胶 后，在入射光的垂直方向可以看到一道明亮的光带。这个现后，在入射光的垂直方向可以看到一道明亮的光带。这个现 象首先被象首先被Tyndall发现，故称为发现，故称为丁达尔效应或丁达尔现象。丁达尔效应或丁达尔现象。 用纯水或真溶液做试验，用肉眼观察不到此种现象。用纯水或真溶液做试验，用肉眼观察不到此种现象。 v丁达尔现象是溶胶的特征丁达尔现象是溶胶的特征。 丁达尔现象在日常生活中能经常见到。丁达

17、尔现象在日常生活中能经常见到。 v产生的原因产生的原因胶粒对光的散射的结果。（胶粒对光的散射的结果。（散射，就散射，就 是在光的前进方向之外也能观察到光的现象是在光的前进方向之外也能观察到光的现象） v光本质上是电磁波。当光波作用在介质中粒子尺寸光本质上是电磁波。当光波作用在介质中粒子尺寸小小 于光波波长的粒子上于光波波长的粒子上时，粒子中的电子被迫振动，成时，粒子中的电子被迫振动，成 为二次波源，向各个方向发射电磁波，这就是散射光为二次波源，向各个方向发射电磁波，这就是散射光 波，也就是我们所观察到的散射光。因此，波，也就是我们所观察到的散射光。因此，丁达尔效丁达尔效 应是胶粒对光的散射作用

18、的宏观表现。应是胶粒对光的散射作用的宏观表现。 二、二、Rayleigh散射散射 产生光散射的因素很多，这里只介绍产生光散射的因素很多，这里只介绍Rayleigh散射。散射。 （1）光散射的基本原理）光散射的基本原理 v在极高频率的电场中，粒子本身也将以极高频率在极高频率的电场中，粒子本身也将以极高频率 振荡振荡。 一个带有电荷一个带有电荷q q的粒子放在电场的粒子放在电场E E中，它就会受到电场中，它就会受到电场 力力F F，如果粒子的质量为，如果粒子的质量为m m，力，力F F将使它产生一个加速将使它产生一个加速 度度a a， v由电磁理论可知，任何带电粒子发生振荡时都可由电磁理论可知，任

19、何带电粒子发生振荡时都可 以成为电磁辐射源。因此，一个振动的偶极子就成为以成为电磁辐射源。因此，一个振动的偶极子就成为 一个辐射源，向空间发射电磁波。散射波强度一个辐射源，向空间发射电磁波。散射波强度 IaIa2 2(q/m)(q/m)2 2E E2 2 qEF maF E m q a v散射主要是电子的散射作用。散射主要是电子的散射作用。 光波对原子的作用，实际上是对原子中的电子、质光波对原子的作用，实际上是对原子中的电子、质 子和中子净作用结果。子和中子净作用结果。 由于中子不带电荷，它对光不起散射作用；由于中子不带电荷，它对光不起散射作用； 质子具有基本电荷质子具有基本电荷 e，质量为，

20、质量为mp，电子具有基本电，电子具有基本电 荷荷 e，质量为，质量为me， mp=1837me，则光波强度，则光波强度 （而（而 IaIa2 2(q/m)(q/m)2 2E E2 2）所以）所以 Ie/Ip=18372 电子的散射波强度电子的散射波强度Ie远远大于质子的散射波强度远远大于质子的散射波强度Ip。 （2） Rayleigh散射光强度散射光强度 RayleighRayleigh曾详细研究过丁达尔现象，发现粒子的曾详细研究过丁达尔现象，发现粒子的散散 射光强度射光强度I I与与入射光强度入射光强度I I0 0之间有如下关系：之间有如下关系： v v式中，式中，c c 为单位体积中的质点

21、数；为单位体积中的质点数；v v为单个粒子的为单个粒子的 体积体积( (其线性大小应远小于入射光波长其线性大小应远小于入射光波长) )；为入射为入射 光波长；光波长；n n1 1和和n n2 2分别为分散介质和分散相的折射率。分别为分散介质和分散相的折射率。 0 2 2 1 2 2 2 1 2 2 4 23 ) 2 24 I nn nncv I （ 上式称为上式称为Rayleigh散射定律。由此定律可知：散射定律。由此定律可知： v散射光的强度与入射光波长的散射光的强度与入射光波长的4 4次方成反比，即波长越次方成反比，即波长越 短的光越易被散射。短的光越易被散射。 v散射光的强度与单位体积中

22、的质点数成正比。散射光的强度与单位体积中的质点数成正比。 v散射光的强度与粒子体积的平方成正比。散射光的强度与粒子体积的平方成正比。 v(利用丁达尔现象可以鉴别溶胶和真溶液利用丁达尔现象可以鉴别溶胶和真溶液) v散射光的强度与入射光的强度散射光的强度与入射光的强度I0成正比。成正比。 v粒子的折射率与周围介质的折射率相差越大，粒子的散粒子的折射率与周围介质的折射率相差越大，粒子的散 射光越强。射光越强。 0 2 2 1 2 2 2 1 2 2 4 23 ) 2 24 I nn nncv I （ 第三节第三节 电电 学学 性性 质质 一、溶胶粒子表面上电荷的来源一、溶胶粒子表面上电荷的来源 任何

23、溶胶粒子表面上总是带有电荷的。任何溶胶粒子表面上总是带有电荷的。 v溶胶粒子表面电荷的主要来源有以下溶胶粒子表面电荷的主要来源有以下5个方面：个方面： v电离作用电离作用 有些溶胶粒子是电解质，它在水中可离解成带正电荷有些溶胶粒子是电解质，它在水中可离解成带正电荷 的离子或带负电荷的离子，从而使整个大分子带电。的离子或带负电荷的离子，从而使整个大分子带电。 v固体（溶胶粒子）表面对离子的吸附固体（溶胶粒子）表面对离子的吸附 固体表面对电解质正负离子的不等量吸附可获得电荷。固体表面对电解质正负离子的不等量吸附可获得电荷。 影响吸附的因素主要有两个。影响吸附的因素主要有两个。 一、水化能力强的离子

24、往往留在溶液中，水化一、水化能力强的离子往往留在溶液中，水化 能力弱的离子则容易被吸附于固体表面。由于阳能力弱的离子则容易被吸附于固体表面。由于阳 离子的水化能力一般强于阴离子，所以固体表面带离子的水化能力一般强于阴离子，所以固体表面带 负电荷的可能性比带正电荷的来得大。负电荷的可能性比带正电荷的来得大。 v二、凡是与溶胶粒子的组成相同的离子最容易被吸二、凡是与溶胶粒子的组成相同的离子最容易被吸 附，这是因为晶粒表面上容易吸附继续形成结晶附，这是因为晶粒表面上容易吸附继续形成结晶 格子的离子。格子的离子。 离子晶体的溶解离子晶体的溶解 由离子型的固体物质所形成的溶胶具有两种电荷相反由离子型的固

25、体物质所形成的溶胶具有两种电荷相反 的离子，如果这两种离子的溶解是不等量的，那么溶胶的离子，如果这两种离子的溶解是不等量的，那么溶胶 表面上也可以获得电荷。表面上也可以获得电荷。 晶格取代晶格取代 晶格取代是黏土粒子带电的一种特殊情况，在其它溶晶格取代是黏土粒子带电的一种特殊情况，在其它溶 胶中很少见到。胶中很少见到。 摩擦带电摩擦带电 由于两相在接触时对电子有不同亲和力，这就使电子由由于两相在接触时对电子有不同亲和力，这就使电子由 一相流入另一相。一般，介电常数较大的相将带正电，一相流入另一相。一般，介电常数较大的相将带正电， 另一相则带负电。另一相则带负电。 二、扩散双电层理论二、扩散双电

26、层理论 当固体表面带电以后，由于静电吸引，固体表面的电当固体表面带电以后，由于静电吸引，固体表面的电 荷吸引溶液中带相反电荷的离子（反离子），使其向固荷吸引溶液中带相反电荷的离子（反离子），使其向固 体表面靠拢，构成了体表面靠拢，构成了所谓双电层。所谓双电层。 （1）Helmholdz 平行板电容器模型平行板电容器模型 固体表面为一个带电层，离开固体固体表面为一个带电层，离开固体 表面一定距离的溶液是另一个带相反表面一定距离的溶液是另一个带相反 电荷的电层（反离子电层）。电荷的电层（反离子电层）。 两平面间的电位为两平面间的电位为0，可用，可用Helmholdz公式来计算：公式来计算： 式中，

27、式中，为介质的介电常数；为介质的介电常数； 为固体表面的电荷密度；为固体表面的电荷密度； 为两平面距离。为两平面距离。 4 0 （2）Gouy-Chapman扩散双电层模型扩散双电层模型 由于由于Helmholdz忽略了溶液中离子的热运动，所以忽略了溶液中离子的热运动，所以 Helmholdz模型不能解释模型不能解释溶胶的实际电性质溶胶的实际电性质。实际上。实际上 溶液中溶液中 与固体表面电荷相反的离子同时受到两种相反力的作用，即固与固体表面电荷相反的离子同时受到两种相反力的作用，即固 体表面电荷的静电吸引和离子本身无体表面电荷的静电吸引和离子本身无 规则的热运动。规则的热运动。在这两在这两

28、种力的作用下，溶液中的反离子不可能像平板电容器那样完全种力的作用下，溶液中的反离子不可能像平板电容器那样完全 整齐地排列。整齐地排列。为此，为此， Gouy- Chapman提出了提出了扩散双电层模型扩散双电层模型. 为了研究双电层内的电荷与电位的分布，为了研究双电层内的电荷与电位的分布，Gouy- Chapman作作 了如下假设：了如下假设：(P(P51 51) ) 其中有其中有 扩散层中的反离子视为点电扩散层中的反离子视为点电 荷（不考虑离子大小），其分布服从荷（不考虑离子大小），其分布服从Boltzman能量定律。能量定律。 Gouy- Chapman认为：离子的分布规律取决于热运动和静

29、电认为：离子的分布规律取决于热运动和静电 引力的相对大小。引力的相对大小。 Gouy- Chapman扩散双电层模型扩散双电层模型. v应用扩散双电层理论，可得到双电层内的电荷与电位的分布：应用扩散双电层理论，可得到双电层内的电荷与电位的分布： x e 0 2 122 0 ) 8 ( kT ezn 上式表明扩散层内的电位随离表面的距离上式表明扩散层内的电位随离表面的距离x的增加而指数下降。的增加而指数下降。 下降的快慢由下降的快慢由的大小决定。的大小决定。 由于指数由于指数x x 无量纲，而无量纲，而x x为长度单位，所以为长度单位，所以“1/”1/” 具有长度单位，通常用它代表具有长度单位，

30、通常用它代表扩散双电层的厚度扩散双电层的厚度。所。所 以不同的电解质浓度或离子价数有不同的扩散双电层以不同的电解质浓度或离子价数有不同的扩散双电层 厚度。厚度。 v下图为不同电解质浓度或离子价数的溶液的电位分布曲线。下图为不同电解质浓度或离子价数的溶液的电位分布曲线。 v从图中可看出电位从图中可看出电位随距离随距离x x的变化，以及双电层厚度的变的变化，以及双电层厚度的变 化。化。 v固体表面电荷密度固体表面电荷密度与表面电位与表面电位0的关系：的关系： v 0 )( 4 x dx d 将电位分布方程带入，求导，则得：将电位分布方程带入，求导，则得： 00 0 0 )exp(lim)( x d

31、x d x x )/1 (4 0 式中式中1/1/与平行电容器两板间距与平行电容器两板间距 相当。这就是为什么通常将相当。这就是为什么通常将1/1/称称 为双电层厚度的原因。为双电层厚度的原因。 v（3）斯特恩（）斯特恩（Stern)双电层模型双电层模型 v由于由于Gouy- ChapmanGouy- Chapman的双电层理论存在点电荷的假设，与实际的双电层理论存在点电荷的假设，与实际 溶液中的离子存在形式不附，致使电荷密度溶液中的离子存在形式不附，致使电荷密度的计算值出现的计算值出现 问题。所以必须修正。问题。所以必须修正。 v斯特恩发展了扩散双电层理论。斯特恩发展了扩散双电层理论。 v三

32、、分散体系的动电现象三、分散体系的动电现象 v 在外加电场作用下带电的分散相与分散介质可产生相在外加电场作用下带电的分散相与分散介质可产生相 对运动或电位差，这就是分散体系的动电现象。对运动或电位差，这就是分散体系的动电现象。 v 四种动电现象四种动电现象 v（1 1）电泳：）电泳：在外加电场作用下，带电粒子相对于静止不动在外加电场作用下，带电粒子相对于静止不动 的液体做相对运动；的液体做相对运动； v（2 2）电渗：）电渗：在外加电场作用下，液相相对于静止不动的带在外加电场作用下，液相相对于静止不动的带 电电表面（毛细管或多孔塞）运动；电电表面（毛细管或多孔塞）运动； v（3 3）层流电位（

33、流动电位）：）层流电位（流动电位）：在外力作用下，液相相对于在外力作用下，液相相对于 静止不动的带电表面流动而诱导产生电场（电势差）；静止不动的带电表面流动而诱导产生电场（电势差）； v（4 4）沉降电位：）沉降电位：在外力作用下，带电粒子相对于静止不动在外力作用下，带电粒子相对于静止不动 的液体流动而诱导产生电场；的液体流动而诱导产生电场； 四种动电现象的关系可用下表说明四种动电现象的关系可用下表说明 四种动电现象中，电泳的实用意义最大，对它的研究也最广四种动电现象中，电泳的实用意义最大，对它的研究也最广 泛，电渗和流动电位次之，沉降电位研究较少。泛，电渗和流动电位次之，沉降电位研究较少。

34、在每种动电现象中所涉及到的电位都是剪切面上的电位，称在每种动电现象中所涉及到的电位都是剪切面上的电位，称 电位电位。而固体表面电位。而固体表面电位0 0则称为则称为热力学电位热力学电位。 第四节第四节 胶体的稳定性胶体的稳定性 胶体体系因其高分散性，具有很大的比表面和高的表面能，所胶体体系因其高分散性，具有很大的比表面和高的表面能，所 以胶体粒子有自动聚结的趋势。以胶体粒子有自动聚结的趋势。 由多个粒子聚结而成的大粒子叫由多个粒子聚结而成的大粒子叫聚集体聚集体。 若聚集的结果最终使粒子自溶液中沉淀析出，这一过程称若聚集的结果最终使粒子自溶液中沉淀析出，这一过程称聚聚 沉沉。 一、电解质对溶胶的

35、聚沉作用一、电解质对溶胶的聚沉作用 溶胶体系对电解质十分敏感，在体系中加入少量的无机盐类就能溶胶体系对电解质十分敏感，在体系中加入少量的无机盐类就能 使溶胶聚沉。使溶胶聚沉。 使溶胶聚沉的电解质的最少浓度叫做使溶胶聚沉的电解质的最少浓度叫做聚沉值（聚沉值（mmol/dm3） 聚沉率是聚沉率是电解质的聚沉能力的另一种表示，即聚沉值的倒数。电解质的聚沉能力的另一种表示，即聚沉值的倒数。 研究表明，电解质中起聚沉作用的是与胶体粒子所带电荷相反的研究表明，电解质中起聚沉作用的是与胶体粒子所带电荷相反的 异号离子，异号离子价数愈高，聚沉率也愈高。如下表。异号离子，异号离子价数愈高，聚沉率也愈高。如下表。

36、 由表中数据可看出：一价离子的聚沉值约在由表中数据可看出：一价离子的聚沉值约在5050150150；二价离子的；二价离子的 聚沉值在聚沉值在0.50.52 2；三价离子的聚沉值在；三价离子的聚沉值在0.050.050.10.1之间。之间。 v电解质的聚沉能力不但取决于反离子的价数，还取决于以下电解质的聚沉能力不但取决于反离子的价数，还取决于以下 因素：离子的大小；同号离子的影响；不规则聚沉；相互聚因素：离子的大小；同号离子的影响；不规则聚沉；相互聚 沉作用等。沉作用等。 v离子的大小离子的大小：同价离子的聚沉率虽然很接近，但仍有差同价离子的聚沉率虽然很接近，但仍有差 别，一般水合离子半径越小，

37、其聚沉能力越强。别，一般水合离子半径越小，其聚沉能力越强。 v同号离子的影响：同号离子的影响：一般同号离子对胶体有一定的稳定作一般同号离子对胶体有一定的稳定作 用，会降低反离子的聚沉能力。用，会降低反离子的聚沉能力。 v不规则聚沉：不规则聚沉：由高价异号离子引起的。由高价异号离子引起的。 v相互聚沉作用：相互聚沉作用：若将两种带相反电荷的溶胶相互混合，若将两种带相反电荷的溶胶相互混合， 则会产生溶胶的聚沉。则会产生溶胶的聚沉。 v课堂作业：课堂作业： v1、请应用、请应用Rayleigh散射定律解释下列现象：散射定律解释下列现象： v当用白光照射溶胶时，从不同的方向当用白光照射溶胶时，从不同的方向(垂直于光的入射方垂直于光的入射方 向和对着光的入射方向）观察向和对着光的入射方向）观察AgCl溶胶，会看到不同的颜溶胶，会看到不同的颜 色。色。 v利用丁达尔现象可以鉴别溶胶和真溶液（低分子溶液）。利用丁达尔现象可以鉴别溶胶和真溶液（低分子溶液）。 v用强光通过胶体溶液，在垂直于入射光束的方向上可观察用强光通过胶体