第十二章-胶体化学2-天大第五版

《第十二章-胶体化学2-天大第五版》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第十二章胶体化学(2)§12.4溶胶的电学性质溶胶实验发现：外电场的作用下，固、液两相可发生相对运动反过来，外力作用下，固、液两相相对运动又产生电势差——溶胶这种与电势差有关的相对运动称为电动现象3（1）电泳在外电场的作用下，胶体粒子在分散介质中定向移动的现象，称为电泳——说明溶胶粒子带电界面法移动法电泳装置实验测出在一定时间内界面移动的距离，可求得粒子的电泳速度1.电动现象介绍四种电动现象：电泳、电渗、流动电势、沉降电势。Fe(OH)3溶胶粒子带正电4电势梯度时溶胶粒子与普通离子的运动速度溶胶粒子与一般离子定向移动的速度数量级接近而溶胶粒子的质量约为一般离子的1000倍胶粒

2、所带电荷的数量应是一般离子所带电荷的1000倍粒子的种类运动速度H+OH－Na+K+Cl－C3H7COO－C8H17COO－溶胶粒子32.618.04.56.76.83.12.02~45电泳应用广泛，例如：利用电泳速度不同，可将蛋白质分子、核酸分子分离；在医学上可利用血清的纸上电泳，分离各种氨基酸和蛋白质；在陶瓷工业中，利用电泳将粘土与杂质分离，得到高纯度的粘土等等。6（2）电渗外电场作用下，溶胶粒子不动(如将其吸附固定于棉花或凝胶等多孔性物质中)，而液体介质做定向流动的现象称为电渗若没有溶胶存在，液体（如水）与多孔性固体物质或毛细管接触后，固、液两相多会带上符号相反的电荷，此

3、时，若在多孔材料或毛细管两端施加一定电压，液体也将通过多孔材料或毛细管而定向流动，这也是一种电渗电渗可用于纸浆脱水、陶坯脱水等7（3）流动电势在外力作用下，迫使液体通过多孔隔膜（或毛细管）定向流动，在多孔隔膜两端所产生的电势差，称为流动电势——电渗的逆过程P：电位差计8（4）沉降电势分散相粒子在重力场或离心力场的作用下迅速移动时，在移动方向的两端所产生的电势差，称为沉降电势——电泳的逆过程9说明：溶胶粒子和分散介质带有不同性质的电荷溶胶粒子为什么带电？溶胶粒子周围的分散介质中，反离子（与胶粒所带电荷符号相反的离子）是如何分布的？电解质是如何影响电动现象的？——双电层理论电动现象

4、电泳电渗流动电势沉降电势固、液相间的相对移动产生电势差外加电场下固、液相间的相对移动10溶胶粒子带电原因：2.扩散双电层理论①离子吸附：固体表面从溶液中有选择性地吸附某种离子而带电。如AgI溶胶：溶液中I－过量时，可吸附I－而带负电，溶液中Ag+过量时，可吸附Ag+而带正电。②电离：固体表面上的分子在溶液中发生电离而带电如蛋白质中的氨基酸分子:在pH低时氨基形成－NH3+而带正电；在pH高时羧基形成－COO－而带负电。在静电力作用，必然要吸引等电量的、与固体表面上带有相反电荷的离子（即反离子或异电离子）环绕在固体粒子的周围，这样便在固液两相之间形成了双电层。下面简单介绍几个有代

5、表性的关于双电层的理论。缺点：1)不能解释表面电势0与电势的区别：表面电势0：带电质点表面与液体的电势差电势：固液两相发生相对运动的边界处与液体内部的电势差2)不能解释电解质对电势的影响1879年，亥姆霍兹首先提出在固液两相之间的界面上形成类似于平行板电容器那样的双电层：正负离子整齐地排列于界面层的两侧(1)Helmholtz模型1910年，古依和查普曼提出了扩散双电层理论（2）Gouy—Chapman模型静电力：使反离子趋向表面热运动：使反离子均匀分布总结果：反离子呈扩散状态分布古依－查普曼模型正确反映了反离子在扩散层中分布的情况及相应电势的变化，这些观点在今天看来

6、仍是正确的缺点：1)把离子视为点电荷，没有考虑离子的溶剂化；2)没有考虑胶粒表面上的固定吸附层古依和查普曼给出距表面x处的电势与表面电势为0的关系：式中的倒数-1具有双电层厚度的意义（3）Stern模型1924年斯特恩提出扩散双电层：离子有一定的大小；部分反离子被牢固吸附，形成固定吸附层或斯特恩层Stern模型：固定层＋扩散层三个面、三个电势固体面Stern面：Stern层中反离子电性中心所形成的假想面滑动面：固液两相发生相对移动时界面三个面热力学电势0：固体面—溶液本体Stern电势：Stern面—溶液本体电势：滑动面—溶液本体三个电势电解质的影响：溶液中

7、电解质浓度增加时，介质中反离子的浓度加大，将压缩扩散层使其变薄，把更多的反离子挤进滑动面以内，使电势在数值上变小直至为0电势的大小，反映了胶粒带电的程度=0时，为等电点，胶粒间无静电斥力，溶胶极易聚沉斯特恩模型:给出了电势明确的物理意义，解释了溶胶的电动现象，解释了电解质浓度对溶胶稳定性的影响，——对双电层的结构有了更深入的认识18对于球形质点：当粒子半径r较大双电层厚度-1较小即r>>1，质点表面可当作平面处理，有：式中：v电泳速度，单位为m·s–1；E电场强度（或称电位梯