第十章--胶体的稳定性.ppt

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1、胶体化学(ColloidChemistry)第十章胶体的稳定性10.1憎液溶胶的稳定性-某些性质在一定程度上的不变性。(1)热力学稳定性不稳定(2)动力学稳定性稳定-在重力场或离心力场中，胶粒从分散介质中离析的程度。-原因：①有能垒和(或)熵垒②Brown运动(3)聚集稳定性-体系的分散度随时间的变化♦聚沉作用:无机电解质使胶体聚结成沉淀的作用絮凝作用:高分子使胶体聚结成沉淀的作用聚集作用10.2聚沉作用第十章胶体的稳定性(1)聚沉值发生明显聚沉时电解质的浓度mmol/L(2)实验规律①Schulze-Hardy规则起聚沉作用的主要是反离

2、子，反离子的价数越高，聚沉效率越高。聚沉值与反离子价数的六次方成反比。-惰性电解质适用之,“电势决定离子”不适用之。②感胶离子序(Hofmeister序)同价离子也有差异聚沉值大小顺序：-随电解质浓度(c)升高:聚沉→重新分散→再聚沉-原因:特性吸附所致③同号离子影响-高价同号离子有稳定作用10.2聚沉作用④不规则聚沉⑥胶体浓度的影响Burton-Bishop规则:浓度增大,一价反离子的聚沉值增加;二价反离子的聚沉值不变;三价反离子的聚沉值减小。⑤互沉现象-电性相反的胶体混合发生聚沉-原因：两种胶粒上的电荷相互中和;两种胶体的稳定剂相互作

3、用生成沉淀。不规则聚沉10.3DLVO理论第十章胶体的稳定性(1)胶粒间的vanderWaals引力位能(EA)Hamaker假设:质点间的相互作用等于组成它们的各分子对之间相互作用之和。①两等同球状胶粒半径为a相距为H且H＜＜a“-”表示吸引A:Harmaker常数一般在10-20-10-19J之间A＞0吸引A＜0排斥②两平行等同板状胶粒单位面积的引力位能:H-板间距10.3DLVO理论(2)双电层间的斥力位能(ER)①两等同球状胶粒②两平行等同板状胶粒(3)总相互作用位能(ET)ET=EA+ER势垒:胶体稳定的原因E0＞15kT，稳定

4、性很好。位能曲线势垒第二极小值第一极小值Born斥力位能10.4Schulze-Hardy规则的定量说明第十章胶体的稳定性临界聚沉状态:E0=0总位能曲线满足两个条件:ET=EA+ER=0B为常数κ=f(c)γ、A不变10.5聚沉动力学第十章胶体的稳定性两粒子聚结形成聚集体10.5.1快速聚沉-无势垒,凡碰即聚,聚集速率由扩散控制。Smoluchowski(1917年)：将扩散理论应用于聚沉粒子半径:a单位体积中粒子数:n2aRFick第一定律：J-单位时间内扩散到的粒子数稳定状态:半径为R的球面dn/dR不随t变化10.5聚沉动力学R

5、≥2a*快速聚沉:R=2an=0R→∞n(本体中粒子数浓度)积分*式得:J=8πaDn因粒子相对运动,即相对扩散系数原始(一级)粒子消失的速度:两个初级粒子聚结成一个“大颗粒”,总颗粒数减少一半:10.5聚沉动力学t=0n=n0tn稳速求出适用于聚沉初始阶段双颗粒聚结速率快速聚沉速率常数:与粒子大小无关♦实际体系更复杂,因存在三聚体、四聚体等多聚体。10.5聚沉动力学10.5.2慢速聚沉-有势垒存在E0：势垒缓慢聚沉的速率常数：♦定义:稳定性比w越大,体系越稳定.因E0与电解质浓度有关,故w与电解质浓度也有关。10.5聚沉动力学10.6

6、高分子的稳定与絮凝作用(1)吸附层的空间稳定性①体积限制效应②渗透压效应一般：浓度低时，絮凝作用；浓度高时，稳定作用。分子量大时，絮凝作用；分子量小时，稳定作用。(2)桥联作用聚集体-絮凝网状结构–稳定