文档介绍：高分子化合物
的絮凝作用
DLVO理论
电解质
的聚沉作用
聚沉动力学
高分子化合物的稳定作用
及空间稳定理论简介
第五章
第五章胶体的稳定性
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胶体粒子有很大的表面积,体系的自由能也很高,所以粒子有
自动聚集以降低表面能的倾向。粒子由小变大的过程叫聚集过程。如果聚集的最终结果导致粒子从溶液中沉淀析出,则称为聚沉过程。为了加速聚集,可用其它物质作聚沉剂,如电解质。从聚沉过程得到沉淀的粒子,一般比较紧密,过程比较缓慢。如加入高分子物质或高价异号离子,则所产生的沉淀粒子堆集比较疏松。这种沉淀物称之为絮凝物。这种过程称为絮凝过程,絮凝物的沉淀比较迅速,有时几分钟即可完成,沉淀中还可能带有部分溶剂。
虽然溶胶本质上是热力学不稳定体系,但实际上它总能稳定一定时间,有时可长达数年,数十年之久。使溶胶稳定的因素之一是它的动力性质,显然由于粒子的布朗运动,可以保持它的动力学稳定,但运动不可避免地要相互发生碰撞而聚集。如果每次碰撞都有效的话,则所有的溶胶会在几秒甚至更短的时间内聚沉。但事实并非如此,这说明还存在着使溶胶粒子相互排斥而使它稳定的一些因素,这即是本章要介绍的内容。
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一、聚沉与老化
聚沉:胶粒聚集变大而沉淀的过程,与沉淀反应不同,因聚沉电解质的量远少于沉淀量,其间不存在当量关系。
老化:由于小颗粒具有大的溶解度,静止时,溶液中的小颗粒溶解,大颗粒长大,直到形成分散度较单一的大颗粒,这一过程称为老化。
二、聚沉值及其测定方法
§5-1 电解质的聚沉作用
聚沉值:在指定条件下,使溶胶聚沉所需电解质的最低浓度,以mol/L表示。
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溶胶浓度的大小,试验条件都影响聚沉值。
T上升,胶粒碰撞上升;介质粘度下降,聚沉值下降。
聚沉值越小表明该电解质对该溶胶的聚沉能力越强,所以常用聚沉值的倒数表示聚沉率。
简便方法:通过聚沉系列实验,以As2S3的负溶胶用
NaCl聚沉为例。
取5支试管,分别装入5mlAs2s3溶胶,另取5支试管,分别装入不浓浓度的NaCl溶液5mL
M: + + mol/L
两两混合(10ml),静止2小时,观察那些试管有沉淀。,,~。在该浓度范围内取5个点,重复上面的实验,浓度即可被求精一步,最后取有沉淀的最小浓度为聚沉值。
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三、聚沉的实验规律
1、schulze-hardy规则(符号价数法则)
起聚沉作用的主要是反离子,离子价数越高,其聚沉率也越高。
一价离子的聚沉值:25~150mmol/L之间
二价离子的聚沉值:~2mmol/L之间
三价离子的聚沉值:~
即M+:M2+:M3+=100::≈
聚沉值与离子价数的6次方成反比,即schulze-hardy规则。除了反离子外,同号离子的性质、大小均对聚沉值有影响。
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2、离子大小
聚沉值的大小与水化离子半径有一定关系,同价离子、离子水化半径小,聚沉能力大,水化半径越大,越不易被胶粒吸附(静电引力越弱),聚沉能力越弱,对一价离子犹其明显。
高价离子,电荷作用是主要的,离子大小的影响不如一价离子显著,所以聚沉值的变化范围较小。
大的有机离子,由于与胶粒间强的范德华引力,所以聚沉能力比同价金属离子要大得多。
C12H25(CH)3N+,。
K+、Na+,对AgI负溶胶的聚沉值分别为135、140mmol/L
若将各离子的聚沉能力按大小排列,则:
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3、同号离子的影响
与胶粒重带电荷相同的离子称同号离子。
大的或高价负离子对负溶胶有一定的稳定作用。同样大的或高价正离子对正溶胶也有一定的稳定作用,但这种作用无规律可循。
对于As2s3负溶胶
KCl
HCOOK 85mmol/L
KAc 110mmol/L
柠檬酸钾 240mmol/L
一价正离子:H+>Cs+>Rb+>NH4+