第五章 胶体和胶体的稳定性

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1、胶体及胶体的稳定性胶体定义和分类胶体特性胶体稳定性的影响因素1.1胶体悬浊液、乳浊液溶液胶体分散系（分散质粒子大于100nm）（分散质粒子小于1nm）（分散质粒子在1nm--100nm之间）1.2胶体的分类1、胶体的外观：⑴小粒子聚集（缔结）到在一起形成分散质粒子。3、胶体的分类：（按照分散剂的不同）⑵大分子直径达到胶体粒子大小的限度(蛋白质胶体)液溶胶气溶胶固溶胶胶体（分散剂是液体如Fe(OH)3胶体）（分散剂是气体如雾、云、烟）（分散剂是固体如烟水晶、有色玻璃）类似于溶液，多数均一、透明2、胶体分散质的构成：1.

2、3和胶体具有相似性质的物质碳纳米管片状蒙脱土胶原纤维截面也是纳米级别的这些物质含有巨大的表面积，具有双电层结构，在性质上有何胶体类似的性质。（1）分散法研磨法是用胶体磨把大颗粒固体磨细，在研磨的同时加入丹宁或明胶做稳定剂。工业用的胶体石墨、颜料、医用硫溶胶等都是用胶体磨磨制成的。胶溶法是一种使暂时凝集起来的分散相又重新分散的方法。把新生成的沉淀洗涤后，加入稳定剂，经过搅拌，沉淀就重新分散而形成溶胶。1.4溶胶的制备（2）凝集法化学凝集法是利用化学反应使产物凝集而形成溶胶。在溶液中进行的复分解、水解、氧化还原等反应，只

3、要有一种产物的溶解度较小，就可以控制反应条件使该产物凝集而得到溶胶。改换溶剂法是利用分散相在两种不同分散介质中的溶解度相差悬殊的特点制备溶胶。2胶体的特性一、胶体特性1、光学性质：指胶体在水溶液中能引起光的反射2、力学性质：主要是指胶体的布朗运动。3、表面性能：比表面积大，具有极大的表面自由能,胶体具有强烈的吸附能力和水化作用。4、动电现象：包括电泳与电渗，二者都是由于外加电位差的作用而引起的胶体溶液系统内固相与液相间产生的相对移动。return电泳现象是指在电场作用下，胶体微粒能向一个电极方向移动的现象。部分液体渗

4、透过了胶体微粒间的孔隙而移向相反的电极，这种液体在电场中透过多孔性固体的现象称为电渗。电泳现象说明胶体微粒是带电的。当在外加电场作用下，胶体微粒向阴极运动，说明该类胶体微粒带正电；向阳极运动，则说明该类胶体微粒带负电。电泳与电渗return电位离子反离子扩散层胶团边界滑动面胶粒吸附层胶核ξ电位Ψ电位胶体的结构胶体的稳定性对生活的影响产品墨水纳米防水剂碳纳米管废水处理处理的效果锅炉污垢沉积气体尘埃3溶胶的稳定与聚沉胶体具有较大的表面积，较大的比表面积因而在热力学上是不稳定的。但很多胶体可以在一定时间内稳定存在的。3溶胶

5、的稳定与聚沉凝结物胶体粒子的聚集体，具有相对紧密的结构形成是由于胶体不能保持分散状态所引起的。这样的聚集体形成后不能正常逆转。凝结作用形成凝结物的过程分层从连续相中将凝结物或絮凝物分离，其中聚集体的密度要小于连续相。絮凝物少量胶体粒子的聚集物，与凝结物相似，但具有相当疏松、开放的结构絮凝物有时是可逆的，用最小限度的能量输入可以使其恢复分散状态。3溶胶的稳定与聚沉基本概念絮凝作用形成絮凝物的过程单分散所有粒子在胶体体系中的尺寸大致相同多分散有相当大的粒子尺寸范围沉降和分层相似，只是聚集体的密度比连续相大。3.1溶胶的经

6、典稳定理论DLVO理论3溶胶的稳定与聚沉类比分子反应过程。1941年，由杰里亚金（D）和朗道（L）及1948年由维韦（V）和奥弗比克（O）分别提出了带电胶体粒子稳定的理论，简称DLVO理论。它的要点是：1）胶团之间既存在斥力势能，也存在引力势能。其来源可从其结构得到解释。左图中是两个带正电荷的胶团。在胶团外之任一点A处，则不受正电荷影响；在扩散层内任一点B，因正电荷作用未被完全抵消，仍表现出正电性。但当两个胶团扩散层未重叠时，两者无任何斥力。扩散层边界胶核AB胶核扩散层边界B当两个胶团扩散层发生重叠时，重叠区内负

7、离子浓度增加。两个胶团扩散层对称性都受到破坏。使重叠区内过剩负离子向未重叠区扩散。导致渗透性斥力的产生。由于双电层的静电平衡破坏，导致两个胶团间产生静电斥力。随着重叠区的加大，这两种斥力势能都增加。溶胶中分散相微粒间的引力势能，仍具有范德华引力的性质。但它是一种远程范德华力，其作用范围比一般分子的大千百倍，与粒子间距离的一次方或二次方成反比。（一般分子或原子间的范德华力与粒子间距离的六次方成反比）vanderWaals吸引力：双电层引起的静电斥力：ERae-kr溶胶粒子间的作用力总结1）斥力势能、引力势能及总势能都

8、是粒子间距离的函数。只是在某一距离范围内，引力势能占优势，在另一距离范围斥力势能占优势。2）加入电解质对引力势能影响不大，但对斥力势能有明显影响。所以调整电解质浓度，对溶胶稳定性有明显作用。粒子在此处可形成疏松的不稳定的聚沉物。当外界环境变化时，这种聚沉物可重新分离生成溶胶。EmaxEREAE势能x（粒子间距离）第二最小值第一最小值0形成疏松的