复旦 物理化学 溶胶的电学性质

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1、第五节溶胶的电学性质一．电动现象1.电冰：胶粒在电场中运动泥土+–胶粒带负电介质带正电2.电渗：介质在电场中运动+–泥土半透膜一．电动现象1.电冰：胶粒在电场中运动2.电渗：介质在电场中运动3.流电动电势：使介质移动，产生电场4.沉降电势：使胶粒移动，产生电场电动现象说明：溶胶质点与介质分别带电，在电场中发生移动，或移动时产生电场二.带电原因2.电离带电如硅酸溶胶H2SiO3（不同pH时）3.同晶置换如晶格中高价离子被低价离子置换而带负电1.吸附带电非选择性吸附：选择性优先吸附Fajans规则：难溶盐晶体

2、的溶胶，优先吸附与其成分相同的离子HSiO3–+H+HSiO2++OH–吸附介质中H+，OH–或其它一般阳离子水化能力强，不易吸附悬浮粒子往往吸附阴离子而带负电4.摩擦带电非水介质中无电离，质点与介质摩擦带电三.溶胶表面双电层理论1.平板双电层（Helmholtz模型）模型过于简单不能区别表面电势与电动电势三.溶胶表面双电层理论反离子排布形成内多外少的扩散状分布(符合Boltzman分布)两者分界面称滑动面电动电势滑动面处电势静电吸力，向内集中热运动，向外扩散胶体粒子移动时近端反离子跟随移动远端反离子不跟

3、随移动0电势距离x反离子定位离子滑动面滑动面2.扩散双电层（Gowy-Chanman模型）演示三.溶胶表面双电层理论距离x3.吸附扩散双电层（Stern模型）是前二种模型的结合定位离子00反离子定位离子滑动面扩散层dStern面滑动面内离子滑动面外离子0stern层平板层反离子d电解质对双电层影响三.溶胶表面双电层理论电解质对双电层影响(1)外加电解质，反离子进入stern层和扩散层结果：d，，双电层厚度(2)过量反离子可使d电势反转(3)同号大离子（如表面活性剂）吸附，可使

4、d>x过量反离子x吸附同号大离子Stern模型在数学定量处理上还有困难，一般仍用扩散双电层模型处理，只是用d代替00d0d胶团结构式：[(胶核)mn定位离子（n–x）内反离子]x外反离子四.胶团结构定位离子按Fajans规则确定定位离子Stern面滑动面胶核吸附层扩散层胶粒胶团四.胶团结构例1Fe(OH)3溶胶结构式：例2AgI溶胶制备1：AgNO3+KI(过量)AgI+KNO3结构式：[(AgI)m制备2：AgNO3(过量)+KIAgI+KNO3结构式：[(AgI)m制备：

5、FeCl3+H2OFe(OH)3+H++Cl–Fe(OH)3(部分)+H+FeO++H2O[(Fe(OH)3)mnFeO+(n-x)Cl–]xCl–K++I–nI–(n-x)K+]xK+（负溶胶）Ag++NO3–nAg+(n-x)NO3–]xNO3–（正溶胶)五.电泳的测定溶胶电动电势的大小决定其在电场中运动速度，因而可通过测定电泳速度求得平衡力：F阻=F电F电=qE（电量电场强度）F阻=6rvqE=6rvF电F阻球形带电体表面电势与电量q关系：0真空介电常数=8.82

6、10–12C2m–2N–1r相对介电常数（无单位），水r=81rq1.电泳速度求算电动电势五.电泳的测定球形带电体表面电势与电量q关系：电动电势计算式：受粒子大小和形状的影响球形较大，或平板形，或棒形作校正v：电泳速度（m/s）E：电场强度（V/m）五.电泳的测定2.电泳实验方法界面移动电泳：观测溶胶界面在电场中的移动显微电泳：显微镜下直接对粒子的运动进行测定+–dPt电极溶胶辅助液转下节