12-07稳定理论.ppt

1、00-8-1,1,9-7 憎液溶胶的经典稳定理论 DLVO理论,溶胶是高度分散的多相系统, 它拥有巨大的比表面, 属于热力学不稳定系统. 但有些溶胶却能在相当长时间里稳定存在.例如法拉弟制备的金溶胶静置数十年才聚沉于管壁上. 憎液溶胶为什么能够相对稳定地存在? 人们提出了多种理论进行解释, 如DLVO理论,1941-1948年由德查金(Darjaguin)、朗道(Landau)、维韦(Verwey)和奥弗比克(Overbeek)分别提出的带电胶体粒子稳定理论,(1)在胶团之间, 既存在着斥力势能, 又存在着吸力势能.,DLVO理论 要点,9-7 溶胶的稳定理论,00-8-1,2,斥力：两胶团扩

2、散层重叠后, 破坏了扩散层中反离子的平衡分布, 使重叠区反离子向未重叠区扩散, 导致渗透性斥力产生; 同时也破坏了双电层的静电平衡, 导致静电斥力产生. 吸引力：在溶胶中分散相微粒间存在的吸引力本质上仍具有范德华吸引力的性质, 但这种吸引力的作用范围要比一般分子的大千百倍之多, 故称其为远程范德华力. 远程范德华力势能与粒子间距离的一次方或二次方成正比, 也可能是其它更复杂的关系.,9-7 憎液溶胶的经典稳定理论 DLVO理论,(1)在胶团之间, 既存在着斥力势能, 又存在着吸力势能.,DLVO理论 要点,理论要点,00-8-1,3,(2)胶体的相对稳定或聚沉取决于斥力势能和吸力势能的相对大小

3、. 当粒子间斥力势能在数值上大于吸力势能, 而且足以阻止由于布朗运动使粒子相互碰撞而粘结时, 则胶体处于相对稳定状态; 当吸力势能在数值上大于斥力势能, 粒子将相互靠拢而发生聚沉. 调整两者的相对大小, 可以改变胶体系统的稳定性. (3)斥力势能, 吸力势能以及总势能都随粒子间距离的变化而变化, 且在某一距离范围吸力占优势, 而在另一距离范围斥力占优势. (4)加入电解质对吸力势能影响不大, 但对斥力势能的影响却很显著. 电解质的加入会导致系统的总势能发生很大的变化, 适当调整电解质浓度, 可以得到相对稳定的胶体.,9-7 憎液溶胶的经典稳定理论 DLVO理论,(1)在胶团之间, 既存在着斥力

4、势能, 又存在着吸力势能. 渗透性斥力、静电斥力 和 远程范德华力,DLVO理论 要点,电解质的影响,00-8-1,4,势能曲线,以粒子间斥力势能ER, 吸力势能 EA 和总势能 E ( = ER + EA ) 对粒子间距离 x 作图, 得到如图所示的势能曲线.,斥力势能, 吸力势能及总势能曲线,当 x 缩小, 先出现一极小值a, 则发生粒子的聚集称为絮凝(可逆). x 继续缩小, 则出现极大值Emax(势垒).一般粒子的热运动无法克服它, 使溶胶处于相对稳定状态. 当两胶粒通过热运动积聚的动能超过15 kT 时才有可能超过此能量值, 进而出现极小值 b, 在此处发生粒子间的聚沉(永久性).,9-7 憎液溶胶的经典稳定理论 DLVO理论,斥力势能, 吸力势能及总势能曲线,00-8-1,5,9-7 憎液溶胶的经典稳定理论 DLVO理论,分散相粒子的带电 布朗运动 动力稳定性：粒子热运动克服重力场的作用而不下沉