第四章-胶体化学(合)..ppt

1、第二章岩芯分析，第一节岩芯分析概述第二节岩芯分析技术及应用第三节岩芯分析技术应用前景，第四章胶体化学，2020年八月二日序言，第一，分配体系2，胶体化学定义3，胶体化学研究系统4，胶体化学解决问题，第一，分配体系，定义示例：奶油，涂料(1)仇恨液胶体(lyophobic sol):简称溶剂是不溶性物质分散在分散介质上形成的分散体系，分散相和分散介质之间的亲和力较弱，有明显的相，属于热力学不稳定体系。例如粘土在水中形成的溶胶。根据分散相和分散介质之间的亲和力进行分类，(2)亲液胶体(lyophilic sol):分散相和分散介质之间具有良好的亲和力和强的溶剂化作用。例如，高分子化合物溶液是分子分

2、散的真溶液，但分子大小已经到了胶体范围，因此胶体的一些特性(只有典型的仇恨液溶胶才能全面表达胶体的特性，因此牙齿章节重点讨论了溶胶的共同性质)。第二，胶体化学定义，胶体：是指高度分散的分散体(质点大小1nm100 nm)。胶体化学：是研究胶体体系的化学。2，胶体化学定义，如土壤是水(1)分子或离子分散体系(2)胶体(3)悬浮(粗分散体系)，胶体是物质存在的特殊状态，不是特殊物质，2，胶体化学定义如硫磺在乙醇，水中。溶液中的硫磺水溶胶，2，胶体化学定义，典型的胶体实例(1)墨水(溶胶)(2)金溶胶(天堂沉淀到1858年金溶胶，1920年)(3)乳液，(2)大(3)高表面能；(4)热力学不稳定。直

3、径为10nm的球形质点，质点总体积为1cm3，其面积为600m2。3，胶体化学研究的分散体系，2聚合物溶液(1)真溶液(2)菌相体系(3)热力学稳定，4，胶体化学主要研究内容，1胶体体系的稳定和破坏(1)溶胶(2)乳液2聚合物溶液的性质1，溶胶的定义絮凝法，1，分散法，(1)粉碎用钵，球磨机或胶体小麦，(2)稳定剂表面活性剂或电解质，电弧方法，(2)化学絮凝法水解反应分解沉淀反应，(2，絮凝法，2，絮凝法，还原反应，2H2AuCl4(稀溶液)3HCHO(少量)8KOH 2Au(溶胶)3HCOOH 8KCl 5H2O，氧化-还原反应：制备硫磺溶胶。2H2S SO2=2H2O 3S(溶胶)Na2S

4、2O3 2HCl=2NaCl H2O SO2 S(溶胶)，溶胶净化，溶胶净化，溶胶的透析装置，3，溶胶的性质，1光学特性2运动特性3电特性，溶胶，1光学性质丁达尔现象，1，光学现象流光现象，AgI溶胶，丁达尔现象描述，散射，反射或折射，散射光绕过离子向前传播，粒子向所有方向传播。解释廷德尔现象，散射、反射或折射，解释廷德尔现象，可见光400800nm(0 . 40 . 8米)，索尔粒子，0.0010.(2)可见光调查悬浮、反射发生、反射光线可以显示悬浮体粒子。对流光现象的说明，雷利定律，n1，n2分散介质和色散上的折射率C单位体积中胶体粒子数V单粒子体积，散射光强度I与入射光波成反比，对流光现

5、象的说明，(1)红光的波长大，散射，(2)蓝光的波长小，散射作用强，光通过溶胶少。(想：蓝天碧水？)，乳光现象是用超显微镜设计的，一般高倍显微镜：大于300nm的粒子超显微镜：10 300nm看散射光点。本物体是散射光点，2溶胶的运动性质布朗运动，2溶胶的运动性质布朗运动，微观解释：被固体粒子液体分子包围。液体分子不断地撞击固体粒子，因为它处于无序的热运动状态。固体粒子牙齿小的话，某一瞬间，固体粒子各方向的力牙齿徐璐不能抵消的话，就会往一个方向移动，一瞬间又往另一个方向移动，导致粒子的不规则运动。粒子直径大于5米的话，粒子周围的冲击力徐璐抵消了，所以布朗运动。爱因斯坦方程，布朗运动影响因素温度

6、粒子大小介质粘度，x粒子平均变位T每次观察平均位移的时间；t热力学温度；介质的粘度R粒子半径；NA Avogadro常数。粒子、温度和介质粘度越低，布朗运动强度越高。克服重力的作用，克服重力引起的方向运动，增加有助于动力稳定性的碰撞机会，不利于收敛稳定性，3，在溶胶的电特性传记游泳、胶体粒子、电场的作用下向两极或阴极移动、方向移动的现象。3，将碘化钾添加到由过量硝酸银制造的胶体中，开机后分散相移阴极；硝酸银添加在过量的碘化钾中的胶体打开电源后分散，转移到阳极。碘化银带正电，碘化银带负电，3，溶胶的电性质传记渗透，分散介质在电场的作用下向两极或阴极移动的现象。(2)传记渗透，传记渗透器：在过量的

7、硝酸银中碘化钾添加的胶体，打开电源后，分散介质转移到阳极。传记游泳器中：在过量的硝酸银中碘化钾添加的胶体打开电源后分散，转移到阴极。3，溶胶的电特性，传记电泳现象和传记渗透现象表明，色散相和色散介质具有相反的电荷。传记现象打开：电源后发生的色散或色散介质的方向移动现象。，4，扩散双电层理论和溶胶结构，扩散双电层形成法杨司法规则：在碘化钾过量的硝酸银中添加的胶体粒子带有正电荷的溶胶，Ag，首先吸附的离子，又称定势离子，NO3-，半离子，(1)半离子在定势离子的静电引力下整齐排列(2)根据与固体的关系，双电层离子可以沿滑动面分为吸附层离子和扩散层两部分，固体表面和分散介质之间存在电位差异。也就是前

8、卫(Zeta-前卫)。所有传记现象和移动电现象都是因电位的存在而产生的。溶胶胶束，(AgI)mnAg (n-x)NO3-x x NO3-，胶体核，吸附层离子，扩散层离子，V-1.s-1，分散介质粘度，Pa.s，常数，胶体球，1.5；雕塑，棒形是1.0，电性质，5，溶胶的稳定和水槽，1，溶胶的稳定性，聚变稳定性2，动力稳定性是用于测量溶胶在重力场作用下分散相易下沉的性质。在重力场下，散相下沉速度小到可以忽略的程度，牙齿溶胶具有动力稳定性。动力稳定性取决于布朗运动和沉没运动、沉没运动、斯托克斯公式和U粒子沉没速度。r粒子半径；0色散相，色散介质密度；分散介质粘度G重力加速度。影响动力稳定性的因素，

9、粒子大小：R牙齿越小，沉没速度越小；布朗运动越强烈，动力稳定性越好。温度：温度越高，动态稳定性越高。密度差异：色散相和色散介质密度越高，功率稳定性越差。粒子大小是主要影响因素(分子上平方项)。2，絮凝稳定性，测定分散剂是否容易粘结的特性分散上的粘结速度小到可以忽略的程度，絮凝稳定性是粒子间吸力、回弹、布朗运动、絮凝稳定性的影响因素，温度：布朗运动溶胶粒子大小：布朗运动前卫扩散双电层溶剂化，溶胶的絮凝稳定性有重要作用，例如溶液中氯化钠，结构单位是水合钠也就是说，氯化钠被水溶剂化了。溶剂化的本质，极性溶剂分子具有部分正电荷的两端和部分负电荷的负端(如R-O-H)。正离子和溶剂的负端，负离子和溶剂的

10、两端徐璐吸引，也称为离子偶极作用，也称为离子偶极干。离子偶极作用是溶剂化的本质，一个离子可以形成多个离子偶极健康，结果离子被溶剂包围，被溶剂包围。质子溶剂的溶剂化作用除了离子偶极健康外，还经常有氢键作用。溶胶稳定性原因，动力稳定性：溶胶粒子聚合稳定性：溶胶粒子传记和扩散双电层的溶剂化溶胶动力稳定性和融合稳定性之间的关系，3，溶胶的同步，定义：溶胶失去融合稳定性，失去动力稳定性的整个过程称为同步。(1)电解质聚合沉淀过程：高价的半离子的作用，思维：水槽值和水槽能力之间有什么关系？符号及价钱规则，符号规则：能凝聚溶胶的是电荷符号与胶体电荷符号相反的离子。价格规律：相反，符号离子价格越高，收敛作用越

11、大。Schulze-Hardy定律、胶体离子顺序(lyotropic series)、相同价格的离子沉淀能力(主要是一价离子)也不同(例如H CS RB NH4)、(水玻璃(Na2SiO3)是硅酸盐水溶液，添加适量的酸，然后凝固成硅胶(NA2SIO3 2HCL H2SIO3 NACL)。水基钻井液本来流动性很好，但加入或放置电解质后，会逐渐变稠，失去流动性。6，溶胶凝胶化和触变，胶凝粒子形状为雕塑或棒状溶胶，粒子含量足够高，添加适当电解质时，粒子部分脱溶剂作用导致凝聚，形成网状结构，分散介质包裹在其中，整个系统失去流动性。凝胶作用下得到的体系由凝胶，3.2) 3溶胶，8MMOL/L KCL，2

12、2MMMOL/L KCL，46 MMOL/L KCL，凝胶的基本知识，分类：(1)质点之间的分子间力构成(，)端面有阳电，水膜比较薄。在钻井液中添加少量电解质，粘土悬浮体的电位下降，粒子之间的静电斥力、水化膜斥力下降，产生端-面、端-端连接，形成连续的空间网状结构凝胶。此时钻井液表观粘度、剪切力急剧增加。球面，棒状，线性，体形，凝胶的特征：网格结构的缝隙中充满液体(分散介质)。外观是半固态的，具有一定的弹性、强度、屈服值，因此失去了流动性。色散成网是连续的状态，色散介质也是连续的状态。色散上粒子间连接性质和凝胶稳定性之间的关系：凝胶色散上粒子之间由范德瓦斯重力或静电重力形成的凝胶，结构稳定性差，在外力作用下容易破坏，定置后结构可以重新恢复。(David aser，Northern Exposure，美国电视电视剧)，例如粘土钻井液。大分子色散相粒子之间由氢键互连形成凝胶。牙齿结构比较稳定，如蛋白质、聚丙烯酰胺聚合物形成的凝胶。色散粒子通过化学键连接形成网状结构。这种结构很稳定，破坏牙齿