物理化学07.9-章-胶体与界面

物理化学电子教案—第七章2026/4/18思考？？？1.将玻璃毛细管插入水中，水会沿着毛细管管壁上升，管内液面高于水平液面；将玻璃毛细管插入汞中，汞却沿着毛细管管壁下降，管内液面低于水平液面？2.水银温度计打破后，微小汞滴自动呈球形？而水洒在桌面上，会自动散开？3.棉布易被水润湿，而油布不会？4.春耕时，农民经常用翻地，这样做的目的是什么？2026/4/185.人工降雨时，为什么要撒干冰？6.有机合成实验中，常在反应瓶中投入一些干燥的素烧瓷片或含空气的毛细管，为什么要这样做？7.肥皂洗净衣服的原理是什么?8.木炭为什么可以净化水质、防腐？9.粉尘车间为什么会发生爆炸？2026/4/18第七章界面现象7.1表面张力7.3-4弯曲液面的附加压力与毛细现象7.2润湿现象7.5固体表面的吸附作用7.8表面活性剂及其作用2026/4/187.1

表面张力表面和界面界面现象的本质比表面分散度与比表面表面功表面自由能表面张力界面张力与温度的关系影响表面张力的因素2026/4/18表面和界面(surfaceandinterface)界面是指两相接触的约几个分子厚度的过渡区，若其中一相为气体，这种界面通常称为表面。常见的界面有：气-液界面，气-固界面，液-液界面，液-固界面，固-固界面。2026/4/18表面和界面(surfaceandinterface)常见的界面有：1.气-液界面2026/4/18表面和界面(surfaceandinterface)2.气-固界面2026/4/18表面和界面(surfaceandinterface)3.液-液界面2026/4/18表面和界面(surfaceandinterface)4.液-固界面2026/4/18表面和界面(surfaceandinterface)5.固-固界面2026/4/18界面现象的本质最简单的例子是液体及其蒸气组成的表面。液体内部分子：所受的力可以彼此抵销；表面分子：受到体相分子的拉力大，受到气相分子的拉力小（因为气相密度低），所以表面分子受到被拉入体相的作用力。

这种作用力使表面有自动收缩到最小的趋势，例如微小液滴总是呈球形。2026/4/18界面现象的本质表面层分子与内部分子相比，它们所处的力场不同：体相内部分子：所受四周邻近相同分子的作用力是对称的，各个方向的力彼此抵销；界面层的分子：一方面受到体相内相同物质分子的作用，另一方面受到性质不同的另一相中物质分子的作用，其作用力未必能相互抵销，因此，界面层会显示出一些独特的性质。2026/4/18比表面（specificsurfacearea）比表面通常用来表示物质分散的程度，有两种常用的表示方法：一种是单位质量的固体所具有的表面积；另一种是单位体积固体所具有的表面积。即：式中，m和V分别为固体的质量和体积，A为其表面积。目前常用的测定表面积的方法有BET法和色谱法。2026/4/18分散度与比表面把物质分散成细小微粒的程度称为分散度。把一定大小的物质分割得越小，则分散度越高，比表面也越大。例如，把边长为1cm的立方体1cm3逐渐分割成小立方体时，比表面增长情况列于下表：边长l/m立方体数比表面Av/（m2/m3）1×10-216×102

1×10-31036×103

1×10-51096×105

1×10-710156×107

1×10-910216×109

2026/4/18分散度与比表面

从表上可以看出，当将边长为10-2m的立方体分割成10-9m的小立方体时，比表面增长了一千万倍。可见达到nm级的超细微粒具有巨大的比表面积，因而具有许多独特的表面效应，成为新材料和多相催化方面的研究热点。2026/4/18表面张力（surfacetension）

如果在金属线框中间系一线圈，一起浸入肥皂液中，然后取出，上面形成一液膜。(a)(b)

由于以线圈为边界的两边表面张力大小相等方向相反，所以线圈成任意形状可在液膜上移动，见(a)图。

如果刺破线圈中央的液膜，线圈内侧张力消失，外侧表面张力立即将线圈绷成一个圆形，见(b)图，清楚的显示出表面张力的存在。2026/4/18表面张力（surfacetension）将一含有一个活动边框的金属线框架放在肥皂液中，然后取出悬挂，活动边在下面。由于金属框上的肥皂膜的表面张力作用，可滑动的边会被向上拉，直至顶部。如果在活动边框上挂一重物，使重物质量W2与边框质量W1所产生的重力F（F=（W1+W2）g）与总的表面张力大小相等方向相反，则金属丝不再滑动。2026/4/18表面张力（surfacetension）

l是滑动边的长度，因膜有两个面，所以边界总长度为2l，就是作用于单位边界上的表面张力，单位是N·m-1。

在两相(特别是气-液)界面上，处处存在着一种张力，它垂直与表面的边界，指向液体方向并与表面相切。2026/4/18界面张力与温度的关系温度升高，界面张力下降，当达到临界温度Tc时，界面张力趋向于零。这可用热力学公式说明：因为运用全微分的性质，可得：等式左方为正值，因为表面积增加，熵总是增加的。所以随T的增加而下降。2026/4/18其他影响表面张力的因素（1）分子间相互作用力的影响（2）压力的影响

表面张力一般随压力的增加而下降。因为压力增加，气相密度增加，表面分子受力不均匀性略有好转。另外，若是气相中有别的物质，则压力增加，促使表面吸附增加，气体溶解度增加，也使表面张力下降。

对纯液体或纯固体，表面张力决定于分子间形成的化学键能的大小，一般化学键越强，表面张力越大。(金属键)>(离子键)>(极性共价键)>(非极性共价键)2026/4/18表面功（surfacework）式中在数值上等于当T，P及组成恒定的条件下，增加单位表面积时所必须对体系做的可逆非膨胀功，所以叫做表面功。可逆的增加表面积，就必须克服体系内部分子之间的作用力，对体系做功。例如肥皂泡要用力吹才会变大，一松气又会自动地缩小。2026/4/18表面自由能(surfacefreeenergy)考虑了表面功，热力学基本公式中应相应增加dA一项，即：2026/4/18表面自由能(surfacefreeenergy)

广义的表面自由能定义：

狭义的表面自由能定义：保持相应的特征变量不变，每增加单位表面积时，相应热力学函数的增值。2026/4/187.2润湿现象润湿：固体（或液体）表面的气体被液体取代的过程。这个过程分为不润湿、润湿和铺展，并用润湿角(或接触角)来衡量。以固液现象为例：在气、液、固三相交界点，气-液与液-固界面张力之间的夹角称为接触角，通常用q表示。2026/4/18接触角(contactangle)若接触角大于90°，说明液体不能润湿固体，如汞在玻璃表面；若接触角小于90°，液体能润湿固体，如水在洁净的玻璃表面。接触角的大小可以用实验测量，也可以用公式计算。2026/4/18杨氏（YYoung）方程设液体和固体的表面张力和界面张力分别为

l,g,

s,g和

s,l。在三相接界点处，

s,l和

l,g的作用力企图维持液体不铺展；而

s,g的作用是使液体铺展。

l-,g

s-,l

s-,g2026/4/18杨氏（TYoung）方程平衡时，合力为零：这就是杨氏（TYoung）方程。2026/4/18铺展系数(spreadingcoefficient)等温、等压条件下，单位面积的液固界面取代了单位面积的气固界面并产生了单位面积的气液界面，这个过程表面自由能变化值的负值称为铺展系数，用S表示。若S≥0，说明液体可以在固体表面自动铺展。当=0°时,cos=1,代入2026/4/18铺展系数(spreadingcoefficient)棉布易被水润湿，接触角小于90

；处理后做成的雨衣可以防水，接触角大于90

。2026/4/187.3-4弯曲液面的附加压力与毛细现象

弯曲表面下的附加压力1.在平面上2.在凸面上3.在凹面上

Young-Laplace公式

Kelvin公式2026/4/18弯曲表面下的附加压力1.在平面上以某一小面积AB来看，对于平面，作用于边界的表面张力也是水平的，且大小相等，方向相反，相互抵消。设向下的大气压力为Po，则向上的反作用力也为Po

，合力Ps等于零。Ps

=Po-

Po=0p0p0AB2026/4/18弯曲表面下的附加压力（2）在凸面上：研究以AB为弦长的一个球面上的环作为边界。由于环上每点两边的表面张力都与液面相切，大小相等，但不在同一平面上，所以会产生一个向下的合力。所有的点产生的总压力为Ps，称为附加压力。凸面上受的总压力为：Po+

Ps，比水平液面受到的压力大，因而毛细管内的液面比外面的低。剖面图p0psp0+ps2026/4/18弯曲表面下的附加压力（3）在凹面上：研究以AB为弦长的一个球形凹面上的环作为边界。由于环上每点两边的表面张力都与凹形的液面相切，大小相等，但不在同一平面上，所以会产生一个向上的合力。所有的点产生的总压力为Ps，称为附加压力。凹面上向下的总压力为：Po+Ps

，所以凹面上所受的压力比平面上小。剖面图psp0p0+ps2026/4/18杨-拉普拉斯公式1805年Young-Laplace导出了附加压力Ps与曲率半径r之间的关系式：特殊式（对球面）：

根据数学上规定，凸面的曲率半径取正值，凹面的曲率半径取负值。所以，凸面的附加压力指向液体，凹面的附加压力指向气体，即附加压力总是指向球面的球心。一般式：2026/4/18附加压力与毛细管中液面高度的关系1.曲率半径r1与毛细管半径r的关系：

r1=r/cosq2.

ps=2

/r1=(rl-rg)gh如果曲面为球面，则r1=r。因rl>>rg所以：ps=2

/r1=rlgh一般式：h

=

2

cosq/rlgrr1r2026/4/18弯曲表面上的蒸汽压——开尔文公式将平面的液体变成半径为r小液滴，并设气体为理想气体。纯液体(T,

pl0)

饱和蒸汽(T,pg0)小液滴（T,pl）饱和蒸汽(T,pg)

G

G3

G1

G22026/4/18弯曲表面上的蒸汽压——开尔文公式这就是Kelvin公式，式中r为密度，M

为摩尔质量。2026/4/18弯曲表面上的蒸汽压——开尔文公式

Kelvin公式也可以表示为两种不同曲率半径的液滴或蒸汽泡的蒸汽压之比，或两种不同大小颗粒的饱和溶液浓度之比。对凸面，r取正值，r越小，液滴的蒸汽压越高， 或小颗粒的溶解度越大。对凹面，r取负值，r越小，小蒸汽泡中的蒸汽 压越低。2026/4/18弯曲表面上的蒸汽压——开尔文公式开尔文公式可以解释过饱和蒸汽、过热液体、过冷液体、过饱和溶液等过饱和现象的发生，同时能够给出解决的办法：1.干旱时进行人工降雨时喷洒干冰（AgI颗粒）是为了增大液滴半径，降低它的过饱和程度；2.液体过热现象的原因是小气泡内的压力小于它存在时所需反抗的压力，因而不易形成。为了防止暴沸现象所加入的含多孔性物质储有空气，加热时会不断放出小气泡，降低液体的过热程度。2026/4/18二组分相图实验-过冷现象用热分析法测绘相图时，某些时候，我们会发现冷却曲线的拐点处为一回沟形状(见图)，即温度下降到相变点以下，而后又回升上来，这种现象叫过冷现象。这是因为少量微晶开始凝固所放出的热不足以抵消外界所吸的热,体系温度降低至相变温度以下,导致众多的微晶形成,温度才得以回升.2026/4/187.5固体表面的吸附固体表面的特性吸附剂和吸附质吸附量的表示吸附量与温度、压力的关系吸附等温线的类型吸附类型2026/4/18固体表面的吸附吸附等温线Langmuir吸附等温式物理吸附化学吸附吸附热2026/4/18固体表面的特性固体表面上的原子或分子与液体一样，受力也是不均匀的，而且不像液体表面分子可以移动，通常它们是定位的。固体表面是不均匀的，即使从宏观上看似乎很光滑，但从原子水平上看是凹凸不平的。同种晶体由于制备、加工不同，会具有不同的表面性质，而且实际晶体的晶面是不完整的，会有晶格缺陷、空位和位错等。

正由于固体表面原子受力不对称和表面结构不均匀性，它可以吸附气体或液体分子，使表面自由能下降,而且不同的部位吸附和催化的活性不同。2026/4/18吸附剂和吸附质(adsorbent,adsorbate)当气体或蒸汽在固体表面被吸附时，固体称为吸附剂，被吸附的气体称为吸附质。常用的吸附剂有：硅胶、分子筛、活性炭等。为了测定固体的比表面，常用的吸附质有：氮气、水蒸气、苯或环己烷的蒸汽等。2026/4/18物理吸附具有如下特点的吸附称为物理吸附：1.吸附力是由固体和气体分子之间的范德华引力产生的，一般比较弱。2.吸附热较小，接近于气体的液化热，一般在几个

kJ/mol以下。3.吸附无选择性，任何固体可以吸附任何气体，当然吸附量会有所不同。2026/4/18物理吸附4.吸附稳定性不高，吸附与解吸速率都很快。5.吸附可以是单分子层的，但也可以是多分子层的。6.吸附不需要活化能，吸附速率并不因温度的升高而变快。总之：物理吸附仅仅是一种物理作用，没有电子转移，没有化学键的生成与破坏，也没有原子重排等。2026/4/18化学吸附具有如下特点的吸附称为化学吸附：1.吸附力是由吸附剂与吸附质分子之间产生的化学键力，一般较强。2.吸附热较高，接近于化学反应热，一般在40kJ/mol

以上。3.吸附有选择性，固体表面的活性位只吸附与之可发生反应的气体分子，如酸位吸附碱性分子，反之亦然。2026/4/18化学吸附4.吸附很稳定，一旦吸附，就不易解吸。5.吸附是单分子层的。6.吸附需要活化能，温度升高，吸附和解吸速率加快。总之：化学吸附相当与吸附剂表面分子与吸附质分子发生了化学反应，在红外、紫外-可见光谱中会出现新的特征吸收带。2026/4/18吸附热

吸附热的定义：

吸附热的取号：在吸附过程中的热效应称为吸附热。物理吸附过程的热效应相当于气体凝聚热，很小；化学吸附过程的热效应相当于化学键能，比较大。吸附是放热过程，但是习惯把吸附热都取成正值。固体在等温、等压下吸附气体是一个自发过程，ΔG<0，气体从三维运动变成吸附态的二维运动，熵减少，ΔS<0，ΔH=ΔG+TΔS，ΔH<0。2026/4/18从吸附热衡量催化剂的优劣吸附热的大小反映了吸附强弱的程度。一种好的催化剂必须要吸附反应物，使它活化，这样吸附就不能太弱，否则达不到活化的效果。但也不能太强，否则反应物不易解吸，占领了活性位就变成毒物，使催化剂很快失去活性。好的催化剂吸附的强度应恰到好处，太强太弱都不好，并且吸附和解吸的速率都应该比较快。2026/4/18从吸附热衡量催化剂的优劣例如，合成氨反应，为什么选用铁作催化剂？因为合成氨是通过吸附的氮与氢起反应而生成氨的。这就需要催化剂对氮的吸附既不太强，又不太弱，恰好使N2吸附后变成原子状态。而铁系元素作催化剂符合这种要求。2026/4/18吸附量吸附达到平衡时的吸附量,简称吸附量,通常有两种表示方法：(2)单位质量的吸附剂所吸附气体物质的量。(1)单位质量的吸附剂所吸附气体的体积。

体积要换算成标准状况2026/4/18吸附量与温度、压力的关系对于一定的吸附剂与吸附质的体系，达到吸附平衡时，吸附量是温度和吸附质压力的函数，即：通常固定一个变量，求出另外两个变量之间的关系，例如：(1)T=常数，q=f(p)，得吸附等温线。(2)p=常数，q=f(T)，得吸附等压线。(3)q=常数，p=f(T)，得吸附等量线。2026/4/18吸附等温线的类型

从吸附等温线可以反映出吸附剂的表面性质、孔分布以及吸附剂与吸附质之间的相互作用等有关信息。

常见的吸附等温线有如下5种类型：(图中p/ps称为比压，ps是吸附质在该温度时的饱和蒸汽压，p为吸附质的压力)2026/4/18吸附等温线的类型2026/4/18Langmuir吸附等温式Langmuir吸附等温式描述了吸附量与被吸附蒸汽压力之间的定量关系。他在推导该公式的过程引入了两个重要假设：(1)吸附是单分子层的；(2)固体表面是均匀的，被吸附分子之间无相互作用。设：表面覆盖度q=V/Vm

Vm为吸满单分子层的体积则空白表面为(1-q)其中:V为吸附体积达到平衡时，吸附与脱附速率相等。r(吸附)=kap(1-q)r(脱附)=kdq2026/4/18Langmuir吸附等温式得：r(吸附)=kap(1-q)r(脱附)=kdq=ka=p(1-q)=kdq设a=ka/kd这公式称为Langmuir吸附等温式，式中a称为吸附系数，它的大小代表了固体表面吸附气体能力的强弱程度。2026/4/18Langmuir吸附等温式1.当p很小，或吸附很弱时，ap<<1，q=ap，q

与p

成线性关系。2.当p很大或吸附很强时，ap>>1，q=1，q与p无关，吸附已铺满单分子层。3.当压力适中，q∝pm，m介于0与1之间。2026/4/18Langmuir吸附等温式1.假设吸附是单分子层的，与事实不符。2.假设表面是均匀的，其实大部分表面是不均匀的。3.在覆盖度q较大时，Langmuir吸附等温式不适用。Langmuir吸附等温式的缺点：2026/4/187.7-8

溶液表面的吸附和表面活性物质表面活性物质非表面活性物质两亲分子在气液界面上的定向排列溶液表面的吸附2026/4/18溶液表面的吸附溶液的表面层对溶质也可产生吸附作用，分为正吸附和负吸附。当T、P、组成及A一定时，降低表面张力

是唯一降低系统G的途径。2026/4/18正吸附和负吸附吉布斯吸附公式表示为如下形式：1.d

/dcB<0，增加溶质的浓度使表面张力下降，G为正值，是正吸附。表面层中溶质浓度大于本体浓度。表面活性物质属于这种情况。2.d

/dcB>0，增加溶质的浓度使表面张力升高，G为负值，是负吸附。表面层中溶质浓度低于本体浓度。非表面活性物质属于这种情况。2026/4/18表面活性物质能使水的表面张力明显降低的溶质称为表面活性物质。这种物质通常含有亲水的极性基团和憎水的非极性碳链或碳环有机化合物。亲水基团进入水中，憎水基团企图离开水而指向空气，在界面定向排列。2026/4/18非表面活性物质

能使水的表面张力明显升高的溶质称为非表面活性物质。如无机盐和不挥发的酸、碱等。这些物质的离子有水合作用，趋向于把水分子拖入水中，非表面活性物质在表面的浓度低于在本体的浓度。2026/4/18表面活性剂分类显然阳离子型和阴离子型的表面活性剂不能混用，否则可能会发生沉淀而失去活性作用。1.离子型2.非离子型阳离子型阴离子型两性型表面活性剂2026/4/18常用表面活性剂类型阴离子表面活性剂RCOONa

羧酸盐R-OSO3Na

硫酸酯盐R-SO3Na

磺酸盐R-OPO3Na2

磷酸酯盐2026/4/18常用表面活性剂类型阳离子表面活性剂R-NH2·HCl

伯胺盐

CH3|R-N-HCl

仲胺盐|H

CH3|R-N-HCl

叔胺盐|

CH3

CH3|R-N+-CH3Cl-

季胺盐|CH32026/4/18常用表面活性剂类型两性表面活性剂R-NHCH2-CH2COOH氨基酸型

CH3|R-N+-CH2COO-

甜菜碱型|CH32026/4/18常用表面活性剂类型R-(C6H4)-O(C2H4O)nH

烷基酚聚氧乙烯醚非离子表面活性剂R2N-(C2H4O)nH

聚氧乙烯烷基胺R-CONH(C2H4O)nH

聚氧乙烯烷基酰胺R-COOCH2(CHOH)3H

多元醇型R-O-(CH2CH2O)nH 脂肪醇聚氧乙烯醚2026/4/18表面活性剂效率和有效值表面活性剂效率使水的表面张力明显降低所需要的表面活性剂的浓度。显然，所需浓度愈低，表面活性剂的性能愈好。表面活性剂有效值能够把水的表面张力降低到的最小值。显然，能把水的表面张力降得愈低，该表面活性剂愈有效。

表面活性剂的效率与有效值在数值上常常是相反的。例如，当憎水基团的链长增加时，效率提高而有效值降低。2026/4/18胶束(micelle)表面活性剂是两亲分子。溶解在水中达一定浓度时，其非极性部分会自相结合，形成聚集体，使憎水基向里、亲水基向外，这种多分子聚集体称为胶束。随着亲水基不同和浓度不同，形成的胶束可呈现棒状、层状或球状等多种形状。2026/4/18胶束(micelle)2026/4/18胶束(micelle)2026/4/18胶束(micelle)2026/4/18临界胶束浓度(criticalmicelleconcentration)

表面活性剂在水中随着浓度增大，表面上聚集的活性剂分子形成定向排列的紧密单分子层，多余的分子在体相内部也三三两两的以憎水基互相靠拢，聚集在一起形成胶束，这开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度,简称CMC

。2026/4/18临界胶束浓度(criticalmicelleconcentration)

这时溶液性质与理想性质发生偏离，在表面张力对浓度绘制的曲线上会出现转折。继续增加活性剂浓度，表面张力不再降低，而体相中的胶束不断增多、增大。2026/4/18表面活性剂的重要作用表面活性剂的用途极广，主要有四个方面：1.润湿作用

表面活性剂可以降低液体表面张力，改变接触角的大小，从而达到所需的目的。例如，要农药润湿带蜡的植物表面，要在农药中加表面活性剂；如果要制造防水材料，就要在表面涂憎水的表面活性剂，使接触角大于90°。2026/4/18表面活性剂的重要作用2.起泡作用

“泡”就是由液体薄膜包围着气体。有的表面活性剂和水可以形成一定强度的薄膜，包围着空气而形成泡沫，用于浮游选矿、泡沫灭火和洗涤去污等，这种活性剂称为起泡剂。也有时要使用消泡剂，在制糖、制中药过程中泡沫太多，要加入适当的表面活性剂降低薄膜强度，消除气泡，防止事故。2026/4/18浮游选矿首先将粗矿磨碎，倾入浮选池中。在池水中加入捕集剂和起泡剂等表面活性剂。搅拌并从池底鼓气，带有有效矿粉的气泡聚集表面，收集并灭泡浓缩，从而达到了富集的目的。不含矿石的泥砂、岩石留在池底，定时清除。 浮游选矿的原理图2026/4/18表面活性剂的重要作用3.增溶作用

非极性有机物如苯在水中溶解度很小，加入油酸钠等表面活性剂后，苯在水中的溶解度大大增加，这称为增溶作用。增溶作用与普通的溶解概念是不同的，增溶的苯不是均匀分散在水中，而是分散在油酸根分子形成的胶束中。经X射线衍射证实，增溶后各种胶束都有不同程度的增大，而整个溶液的的依数性变化不大。2026/4/18表面活性剂的重要作用4.洗涤作用

洗涤剂中通常要加入多种辅助成分，增加对被清洗物体的润湿作用，又要有起泡、增白、占领清洁表面不被再次污染等功能。其中占主要成分的表面活性剂的去污过程可用示意图说明：A.水的表面张力大，对油污润湿性能差，不容易把油污洗掉。2026/4/18表面活性剂的重要作用B.加入表面活性剂后，憎水基团朝向织物表面和吸附在污垢上，使污垢逐步脱离表面。C.污垢悬在水中或随泡沫浮到水面后被去除，洁净表面被活性剂分子占领。2026/4/18WILLIAMTHOMSON,LordKelvinWILLIAMTHOMSON,LordKelvin(1824-1907)Irish-bornBritishphysicist,proposedhisabsolutescaleoftemperature,whichisindependentofthethermometricsubstancein1848.Inoneofhisearliestpapersdealingwithheatconductionoftheearth,Thomsonshowedthatabout100millionyearsago,thephysicalconditionoftheearthmusthavebeenquitedifferentfromthatoftoday.2026/4/18WILLIAMTHOMSON,LordKelvinHedidfundamentalworkintelegraphy,andnavigation.Forhisservicesintrans-Atlantictelegraphy,Thomsonwasraisedtothepeerage,withthetitleBaronKelvinofLarg.Therewasnoheirtothetitle,anditisnowextinct.2026/4/18JOSIAHWILLARDGIBBSJOSIAHWILLARDGIBBS(1839-1903),Americanscientist,wasprofessorofmathematicalphysicsatYaleUniversityfrom1871untilhisdeath.Hisseriesofpapers“OntheEquilibriumofHeterogenousSubstances,”publishedintheTransactionsoftheConnecticutAcademyofSciences(1876-1878)wasoneofthemostimportantseriesofstatisticalmechanics.2026/4/18JOSIAHWILLARDGIBBSTheCopleyMedaloftheRoyalSocietyofLondonwaspresentedtohimas“thefirsttoapplythesecondlawofthermodynamicstotheexhaustivediscussionoftherelationbetweenchemical,electrical,andthermalenergyandcapacityforexternalwork.”2026/4/18IRVINGLANGMUIR2026/4/18IRVINGLANGMUIRIRVINGLANGMUIR(1881-1957) Brooklyn-bornAmericanscientist,receivedhisPh.D.inGermanunderNernstandreturnedtotheUnitedStatesin1906toteachatStevensInstituteinHoboken,NewJersey.Afterthreeyears,hewenttothenewGeneralElectricResearchLaboratoriesinSchenectadyNewYork,whereheeventuallybecameavicepresidentanddirectorofresearch.2026/4/18IRVINGLANGMUIRIn1912heinventedtheargon-filledincandescentlamp,andinventionthatdecreasedthecostoflightinginthiscountryalonebyhundredsofmillionsofdollarsayear.Hecontributedtothedevelopmentofhigh-vacuumdiffusionpumpsandalsooftheelectronicvacuumtube.Heinventedtheatomichydrogenweldingtorchandwasinvolvedintheearlyworkinrainmaking.In1932LangmuirreceivedtheNobelPrizeinchemistry“forhisdiscoveriesandinvestigationsinsurfacechemistry.”2026/4/18物理化学电子教案-第九章2026/4/18第九章胶体化学9.1分散体系的分类及其主要特征

9.2溶胶系统的制备9.3溶胶的光学性质9.4溶胶的动力性质9.5溶胶的电学性质9.8溶胶的稳定性和聚沉作用9.6憎液溶胶的胶团结构2026/4/18胶体化学胶体化学是物理化学的一个重要分支,研究的领域覆盖化学、物理、材料科学、生物化学等诸多学科。胶体化学主要研究对象是高度分散的多相体系。2026/4/189.1分散体系的分类及其主要特征胶粒的结构分散相与分散介质分散体系分类（1）按分散相粒子的大小分类（2）按分散相和介质的聚集状态分类（3）按胶体溶液的稳定性分类憎液溶胶的特性2026/4/18分散相与分散介质把一种或几种物质分散在另一种物质中就构成分散体系。其中，被分散的物质称为分散相（dispersedphase），另一种物质称为分散介质（dispersingmedium)。例如：云，牛奶，珍珠2026/4/18分散体系分类分类体系通常有三种分类方法：分子分散体系胶体分散体系粗分散体系按分散相粒子的大小分类：按分散相和介质的聚集状态分类：液溶胶固溶胶气溶胶按胶体溶液的稳定性分类：憎液溶胶亲液溶胶2026/4/18（1）按分散相粒子的大小分类1.分子分散体系分散相与分散介质以分子或离子形式彼此混溶，没有界面，是均匀的单相，分子半径大小在10-9m以下。通常把这种体系称为真溶液，如CuSO4溶液。2.胶体分散体系分散相粒子的半径在1nm~100nm之间的体系。目测是均匀的，但实际是多相不均匀体系。也有的将1nm~

1000nm之间的粒子归入胶体范畴。3.粗分散体系当分散相粒子大于100nm,目测是混浊不均匀体系，放置后会沉淀或分层，如黄河水。2026/4/18（2）按分散相和介质聚集状态分类1.液溶胶将液体作为分散介质所形成的溶胶。当分散相为不同状态时，则形成不同的液溶胶：.液-固溶胶如油漆，AgI溶胶.液-液溶胶如牛奶，石油原油等乳状液.液-气溶胶如泡沫2026/4/18（2）按分散相和介质聚集状态分类2.固溶胶将固体作为分散介质所形成的溶胶。当分散相为不同状态时，则形成不同的固溶胶：.固-固溶胶如有色玻璃，不完全互溶的合金.固-液溶胶如珍珠，某些宝石.固-气溶胶如泡沫塑料，沸石分子筛2026/4/18（2）按分散相和介质聚集状态分类3.气溶胶将气体作为分散介质所形成的溶胶。当分散相为固体或液体时，形成气-固或气-液溶胶，但没有气-气溶胶，因为不同的气体混合后是单相均一体系，不属于胶体范围..气-固溶胶如烟，含尘的空气.气-液溶胶如雾，云2026/4/18（3）按胶体溶液的稳定性分类1.憎液溶胶

半径在1nm~100nm之间的难溶物固体粒子分散在液体介质中，有很大的相界面，易聚沉，是热力学上的不稳定体系。2026/4/18憎液溶胶的特性（1）特有的分散程度

粒子的大小在10-9~10-7m之间，因而扩散较慢，不能透过半透膜，渗透压低但有较强的动力稳定性和乳光现象。（2）多相不均匀性

具有纳米级的粒子是由许多离子或分子聚结而成，结构复杂，有的保持了该难溶盐的原有晶体结构，而且粒子大小不一，与介质之间有明显的相界面，比表面很大。（3）热力学不稳定性

因为粒子小，比表面大，表面自由能高，是热力学不稳定体系，有自发降低表面自由能的趋势，即小粒子会自动聚结成大粒子。2026/4/18（3）按胶体溶液的稳定性分类2.亲液溶胶半径落在胶体粒子范围内的大分子溶解在合适的溶剂中，一旦将溶剂蒸发，大分子化合物凝聚，再加入溶剂，又可形成溶胶，亲液溶胶是热力

学上稳定、可逆的体系。（4）不可逆性一旦介质被蒸发掉，再加入介质就无法形成胶体，是个不可逆的体系。2026/4/18胶粒的结构形成憎液溶胶的必要条件是：（1）分散相的溶解度要小；

（2）还必须有稳定剂存在，否则胶粒易聚结而聚沉。2026/4/18胶粒的结构胶粒的结构比较复杂，先有一定量的难溶物分子聚结形成胶粒的中心，称为胶核；然后胶核选择性的吸附稳定剂中的一种离子，形成紧密吸附层；由于正、负电荷相吸，在紧密层外形成反号离子的包围圈，从而形成了带与紧密层相同电荷的胶粒；胶粒与扩散层中的反号离子，形成一个电中性的胶团。2026/4/18胶粒的结构

胶核吸附离子是有选择性的，首先吸附与胶核中相同的某种离子，用同离子效应使胶核不易溶解。若无相同离子，则首先吸附水化能力较弱的负离子，所以自然界中的胶粒大多带负电，如泥浆水、豆浆等都是负溶胶。2026/4/18胶粒的结构例1：AgNO3+

KI→KNO3+AgI↓

过量的KI作稳定剂胶团的结构表达式：[(AgI)m

nI–(n-x)K+]x–xK+

|________________________||________________________________|胶核胶粒胶团胶团的图示式：2026/4/18胶粒的结构例2：AgNO3+

KI→KNO3+AgI↓

过量的AgNO3

作稳定剂胶团的结构表达式：[(AgI)m

nAg+(n-x)NO3–]x+x

NO3–

|______________________________||_______________________________________|胶核胶粒胶团胶团的图示式：2026/4/18胶粒的结构{[Fe(OH)3]m

nFeO+(n-x)Cl-}x+·xCl-

Fe(OH)3+HCl==FeOCl+2H2O

FeOCl==FeO++Cl-

例3：FeCl3+3H2O==Fe(OH)3↓+3HCl

过量的FeO+

作稳定剂胶团的结构表达式：反应式:写胶团结构式时,注意电量平衡,即整个胶团是电中性的.2026/4/18胶粒的结构SiO2和水的反应:前文所述的胶体粒子带电荷由于吸附离子所致，当分散相固体与液体介质接触时，固体表面分子发生电离，也可以使胶体带电。m个SiO2·nH2O分子聚集成胶核，胶核表面的H2SiO3有微弱的电离。胶核选择吸附与其组成类似的n个SiO32－离子；2026/4/18例4:SiO2溶胶胶团结构式硅酸溶胶是土壤胶体中的重要部分，而土壤胶体又是土壤中最重要、最活跃的部分，植物营养的吸收，土壤中的各种反应，大都集中在这一部分。胶体在土壤肥力上起着巨大作用，在工农业生产上有着重要意义。2026/4/18胶粒的形状作为憎液溶胶基本质点的胶粒并非都是球形，而胶粒的形状对胶体性质有重要影响。质点为球形的，流动性较好；若为带状的，则流动性较差，易产生触变现象。2026/4/18胶粒的形状例如：（1）聚苯乙烯胶乳是球形质点（2）V2O5

溶胶是带状的质点（3）Fe(OH)3

溶胶是丝状的质点2026/4/189.2

胶体系统的制备（1）分散法1.研磨法2.胶溶法3.超声波分散法4.电弧法（2）凝聚法1.化学凝聚法2.物理凝聚法粗分散系统胶体系统分子分散系统分散法凝聚法2026/4/18溶胶的制备制备溶胶必须使分散相粒子的大小落在胶体分散体系的范围之内，并加入适当的稳定剂。制备方法大致可分为两类：（1）分散法

用机械、化学等方法使固体的粒子变小。（2）凝聚法

使分子或离子聚结成胶粒2026/4/18溶胶的制备--研磨法1.研磨法

用机械粉碎的方法将固体磨细。这种方法适用于脆而易碎的物质，对于柔韧性的物质必须先硬化后再粉碎。例如，将废轮胎粉碎，先用液氮处理，硬化后再研磨。胶体磨的形式很多，其分散能力因构造和转速的不同而不同。2026/4/18溶胶的制备--胶溶法

2.胶溶法又称解胶法，仅仅是将新鲜的凝聚胶粒重新分散在介质中形成溶胶，并加入适当的稳定剂。这种稳定剂又称胶溶剂。根据胶核所能吸附的离子而选用合适的电解质作胶溶剂。这种方法一般用在化学凝聚法制溶胶时，为了将多余的电解质离子去掉，先将胶粒过滤，洗涤，然后尽快分散在含有胶溶剂的介质中，形成溶胶。2026/4/18溶胶的制备--胶溶法例如：AgCl(新鲜沉淀）AgCl(溶胶）

Fe(OH)3（新鲜沉淀）Fe(OH)3

(溶胶）2026/4/18溶胶的制备--凝聚法1.化学凝聚法

通过各种化学反应使生成物呈过饱和状态，使初生成的难溶物微粒结合成胶粒，在少量稳定剂存在下形成溶胶，这种稳定剂一般是某一过量的反应物。例如：A.复分解反应制硫化砷溶胶

2H3AsO3（稀）+3H2S→As2S3（溶胶）+6H2OB.水解反应制氢氧化铁溶胶

FeCl3（稀）+3H2O（热）→Fe(OH)3（溶胶）+3HCl2026/4/18溶胶的制备---凝聚法

C.氧化还原反应制备硫溶胶

2H2S(稀）+SO2(g)→2H2O+3S(溶胶）

Na2S2O3+2HCl→2NaCl+H2O+SO2+S(溶胶）E.离子反应制氯化银溶胶

AgNO3（稀）+KCl（稀）

→AgCl

(溶胶）+KNO3D.还原反应制金溶胶2HAuCl4(稀）+3HCHO+11KOH

2Au(溶胶）+3HCOOK+8KCl+8H2O2026/4/18溶胶的制备--凝聚法

2.物理凝聚法

A.更换溶剂法

利用物质在不同溶剂中溶解度的显著差别来制备溶胶，而且两种溶剂要能完全互溶。例1.松香易溶于乙醇而难溶于水，将松香的乙醇溶液滴入水中可制备松香的水溶胶。例2.将硫的丙酮溶液滴入90℃左右的热水中，丙酮蒸发后，可得硫的水溶胶。2026/4/18溶胶的制备---凝聚法例图：2026/4/18溶胶的净化在制备溶胶的过程中，常生成一些多余的电解质，如制备Fe(OH)3溶胶时生成的HCl。少量电解质可以作为溶胶的稳定剂，但是过多的电解质存在会使溶胶不稳定，容易聚沉，所以必须除去。净化的方法主要有渗析法和超过滤法。

2026/4/18溶胶的净化（1）渗析法

简单渗析将需要净化的溶胶放在羊皮纸或动物膀胱等半透膜制成的容器内，膜外放纯溶剂。利用浓差因素，多余的电解质离子不断向膜外渗透，经常更换溶剂，就可以净化半透膜容器内的溶胶。如将装有溶胶的半透膜容器不断旋转，可以加快渗析速度。2026/4/18溶胶的净化用半透膜作过滤膜，利用吸滤或加压的方法使胶粒与含有杂质的介质在压差作用下迅速分离。（2）超过滤法将半透膜上的胶粒迅速用含有稳定剂的介质再次分散。2026/4/189.3溶胶的光学性质光散射现象

Tyndall效应

超显微镜2026/4/18光散射现象当光束通过分散体系时，一部分自由地通过，一部分被吸收、反射或散射。可见光的波长约在400~700nm之间。（1）当光束通过粗分散体系，由于粒子大于入射光的波长，主要发生反射，使体系呈现混浊。（2）当光束通过胶体溶液，由于胶粒直径小于可见光波长，主要发生散射，可以看见乳白色的光柱。（3）当光束通过分子溶液，由于溶液十分均匀，散射光因相互干涉而完全抵消，看不见散射光。2026/4/18光散射的本质光是一种电磁波，照射溶胶时，分子中的电子分布发生位移而产生偶极子，这种偶极子像小天线一样向各个方向发射与入射光频率相同的光，这就是散射光。

分子溶液十分均匀，这种散射光因相互干涉而完全抵消，看不到散射光。

溶胶是多相不均匀体系，在胶粒和介质分子上产生的散射光不能完全抵消，因而能观察到散射现象。2026/4/18Tyndall效应

Tyndall效应实际上已成为判别溶胶与分子溶液的最简便的方法。

1869年Tyndall发现，若令一束会聚光通过溶胶，从侧面（即与光束垂直的方向）可以看到一个发光的圆锥体，这就是Tyndall效应。其他分散体系也会产生一点散射光，但远不如溶胶显著。2026/4/18超显微镜的特点

普通显微镜分辨率不高，只能分辨出半径在200nm以上的粒子，所以看不到胶体粒子。

超显微镜分辨率高，可以研究半径为5~150nm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。2026/4/189.4

溶胶的动力性质

Brown运动胶粒的扩散溶胶的渗透压沉降平衡2026/4/18Brown运动(Brownianmotion)1827年英国植物学家布朗（Brown)用显微镜观察到悬浮在液面上的花粉粉末不断地作不规则的运动。后来又发现许多其它物质如煤、化石、金属等的粉末也都有类似的现象。人们称微粒的这种运动为布朗运动。但在很长的一段时间里，这种现象的本质没有得到阐明。2026/4/18Brown运动(Brownianmotion)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。2026/4/18Brown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。认为Brown运动是分散介质分子以不同大小和不同方向的力对胶体粒子不断撞击而产生的，由于受到的力不平衡，所以连续以不同方向、不同速度作不规则运动。随着粒子增大，撞击的次数增多，而作用力抵消的可能性亦大。当半径大于5

m，Brown运动消失。2026/4/18胶粒的扩散胶粒也有热运动，因此也具有扩散和渗透压。只是溶胶的浓度较稀，这种现象很不显著。如图所示，在CDFE的桶内盛溶胶，在某一截面AB的两侧溶胶的浓度不同，C1>C2。由于分子的热运动和胶粒的布朗运动，可以观察到胶粒从C1区向C2区迁移的现象，这就是胶粒的扩散作用。2026/4/18溶胶的渗透压由于胶粒不能透过半透膜，而介质分子或外加的电解质离子可以透过半透膜，所以有从化学势高的一方向化学势低的一方自发渗透的趋势。溶胶的渗透压可以借用稀溶液渗透压公式计算：式中c为胶粒的浓度。由于憎液溶液不稳定，浓度不能太大，所以测出的渗透压及其它依数性质都很小。但是亲液溶胶或胶体的电解质溶液，可以配制高浓度溶液，用渗透压法可以求它们的摩尔质量。2026/4/18沉降平衡（sedimentationequilibrium）溶胶是高度分散体系，胶粒一方面受到重力吸引而下降，另一方面由于布朗运动促使浓度趋于均一。当这两种效应相反的力相等时，粒子的分布达到平衡，粒子的浓度随高度不同有一定的梯度，如图所示。这种平衡称为沉降平衡。2026/4/189.5

溶胶的电学性质胶粒带电的本质电动现象(2)电渗(3)流动电势(4)沉降电势双电层动电电位(1)电泳2026/4/18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。（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，AgI会有微量的溶解。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。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。2026/4/18胶粒带电的本质（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P–COO-离子而负带电；在pH较低的溶液中，生成P-NH3+离子而带正电。在某一特定的pH条件下，生成的-COO-和-NH3+数量相等，蛋白质分子的净电荷为零，这时的pH称为蛋白质的等电点

。2026/4/18电动现象

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。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。2026/4/18电泳（electrophoresis）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。

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。

从电泳现象可以获得胶粒或大分子的结构、大小和形状等有关信息。2026/4/18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。2026/4/18界面移动电泳仪

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。另外要选择合适的介质，使电泳过程中保持液面清晰。2026/4/18电泳实验-渗析净化的真正作用

不经过净化,其电导率很高,大于5000μS·cm-1;在这种情况下进行电泳,就必须保持一定的电位梯度,这样势必形成很大的电流(几十毫安到上百毫安).主要目的是降低该溶胶的电导率:一是产生了大量的热量,造成胶体与辅助液的扰动,破坏了其相对静平衡,界面变得模糊,干扰了泳动的观察与测量;大的电流产生了两个后果:

二是造成电极反应加剧,加速产生了另外的不利因素,破坏

了胶粒结构.不过，渗析也宜适当，渗析过分，没有足够量的反离子保障胶体的电学稳定性，溶胶反而易聚沉。2026/4/18电泳实验-辅助液作胶体泳动的介质

若辅助液与溶胶电导不同，在界面处的电场强度发生突变，实验时就产生界面在一管中上升的距离不等于在另一管中下降的距离的现象.辅助液电导过大，还会使界面处溶胶发生聚沉。不用辅助液,而将电极直接插在胶体中的做法是错误的,否则电泳的同时,在负极上发生了Fe(OH)3溶胶的红棕色

聚沉,干扰了主现象泳动的观察2026/4/18（2）电渗（electro-osmosis)在外加电场作用下，带电的介质通过多孔膜或半径为1~10nm的毛细管作定向移动，这种现象称为电渗。外加电解质对电渗速度影响显著，随着电解质浓度的增加，电渗速度降低，甚至会改变电渗的方向。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。2026/4/18（3）流动电势（streamingpotential)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。这种因流动而产生的电势称为流动电势。2026/4/18（3）流动电势（streamingpotential)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。2026/4/18(4)沉降电势(sedimentationpotential)

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。2026/4/18双电层（doublelayer)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；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。2026/4/18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。2026/4/18电动电势（electrokineticpotential）电动电势亦称为

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电位；电位总是比热力学电位低，外加电解质会使电位变小甚至改变符号。只有在质点移动时才显示出电位，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。2026/4/18电动电势（electrokineticpotential）η为介质的粘度(泊)；D为介质的介电常数；u为电泳速度(cm

s-1)；E为外电场在两极间的电位差(V)；L为两极间的距离(cm)；300为将伏特表示的电位改成静电单位的转换系数。2026/4/189.8 憎液溶胶的聚沉溶胶的稳定性影响溶胶稳定性的因素聚沉值与聚沉能力

Schulze-Hardy规则电解质对溶胶稳定性的影响不同胶体的相互作用 1. 敏化作用 2. 金值 2026/4/18溶胶的稳定性抗聚结稳定性胶粒之间有相互吸引的能量Va和相互排斥的能量Vr，总作用能为Va+Vr。如图所示：动力学稳定性

由于溶胶粒子小，布朗运动激烈，在重力场中不易沉降，使溶胶具有动力稳定性。当粒子相距较大时，主要为吸力，总势能为负值；当靠近到一定距离，双电层重叠，排斥力起主要作用，势能升高。要使粒子聚结必须克服这个势垒。2026/4/18影响溶胶稳定性的因素2. 浓度的影响。

浓度增加，粒子碰撞机会增多。3. 温度的影响。

温度升高，粒子碰撞机会增多，碰撞强度增加。4. 胶体体系的相互作用。带不同电荷的胶粒互吸而聚沉。1. 外加电解质的影响。这影响最大，主要影响胶粒的带电情况，使电位下降，促使胶粒聚结。2026/4/18聚沉值与聚沉能力聚沉值 使一定量的溶胶在一定时间内完全聚沉

所需电解质的最小浓度。从已知的表值 可见，对同一溶胶，外加电解质的离子 价数越低，其聚沉值越大。聚沉能力 是聚沉值的倒数。聚沉值越大的电解 质，聚沉能力越小；反之，聚沉值越小 的电解质，其聚沉能力越强。2026/4/18Schulze-Hardy规则聚沉能力主要决定于胶粒带相反电荷的离子的价数。聚沉值与异电性离子价数的六次方成反比，这就是Schulze-Hardy规则。例如，对于给定的溶胶，异电性离子分别为一、二、三价，则聚沉值的比例为： 1001.60.14

即为：2026/4/18电解质对溶胶稳定性的影响（1） 与胶粒带相反电荷的离子的价数影响最大，价数越高，聚沉能力越强。（2）与胶粒带相反电荷的离子就是价数相同，其聚沉能力也有差异。