胶体化学与表面化学4(共4个)

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1、第七章带电界面§7.1双电层模型§7.2双电层理论——Debye-Huchel近似式§7.3双电层理论——Gouy-Chapman近似式§7.4双电层理论——Stern公式§7.5动电现象§7.6动电理论§7.7影响ζ电位的主要因素及ζ电位的测定第八章胶体分散体系的稳定性和聚沉作用§8.1带电粒子间的相互排斥作用§8.2带电粒子间的相互吸引作用§8.3分散体系稳定的DLVO理论§8.4电解质对胶体分散体系的絮凝作用§8.5影响分散体系稳定性的其他因素§8.6絮凝过程动力学第九章乳状液第十章凝胶第

2、十一章大分子概说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。早在1879年，Helmholz提出了平板型模型；第七章带电界面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（1924年）Stern又提出了Stern模型。（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

3、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

4、。（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，要由或等正离子来平衡电荷。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。§7.1平板型模型Helmholtz认为固体的表面电荷与溶液中的反号

5、离子构成平行的两层，如同一个平板电容器。整个双电层厚度为固体与液体总的电位差即等于热力学电势0，在双电层内，热力学电势呈直线下降。在电场作用下，带电质点和反离子分别向相反方向运动。这模型过于简单，由于离子热运动，不可能形成平板电容器++++++++++Helmholtz双电层模型----------§7.2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

6、子按一定的浓度梯度扩散到本体溶液中，离子的分布可用Boltzmann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§7.3Stern模型Stern对扩散双电层模型作进一步修正。他认为吸附在固体表面的紧密层约有一、二个分子层的厚度，后被称为Stern层；由反号离子电性中心构成的平面称为Stern平面。由于离子的溶剂化作用，胶粒在移动时，紧密层会结合一定数量的溶剂分子一起移动，所以滑移的切动面由比Stern层略右的曲线表示。Stern模型从固体表面到Stern平面，电位从0

7、直线下降为。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势；在Stern模型中，带有溶剂化层的滑移界面与溶液之间的电位差称为电势。只有在带电质点移动时才显示出电势，所以它又被称为电动电势。电势总是比热力学电势低，外加电解质会使电势变小甚至改变符号。影响电势的因素外加电解质对电势的影响§7.4动电现象又称电动现象，是将运动与电场联系在一起的现象。包括在电场作用下带电胶粒的运动以及固面附近异电离子携带介质分子的

8、运动现象，前者称为电泳，后者称为电渗；另一类是粒子的运动和介质（携带异电离子）的运动而产生的电场，前者称为沉降电位，后者称为流动电位。最重要的电泳现象最早为人们所认识。1809年俄国科学家卢斯就发现了电泳现象（将充满溶液的玻璃电极管插入浓粘土悬浮液中，然后加上电压）。流动电势示意图胶粒表面双电层结构示意图一、电泳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。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值和黏度；电泳