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。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。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 As 2S 3的负溶胶用 NaCl 聚沉为例。取5支试管,分别装入 5mlAs 2s 3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。若仅 , 有沉淀,说明聚沉值在 ~ 之间。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。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: ~ 之间 6663 12 11 1??????????????????∶∶即M + :M 2+ :M 3+ =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。 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。 C 12H 25(CH) 3N +,对 AgI 负溶胶的聚沉值为 。 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: 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 As 2s 3负溶胶 KCl HCOOK 85mmol/L KAc 110mmol/L 柠檬酸钾 240mmol/L 一价正离子: H +>Cs +>Rb +>NH 4 +>K +>Na +>Li + 一价负离子: F ->IO 3 ->H 2PO 4 ->BrO 3 ->Cl - >ClO 3 - >Br->I->CNS- 感胶离子序 4、不规则聚沉以高价离子或大的反离子作聚沉剂时,由于其在胶体质点上的强烈吸附。电解质浓度超过聚沉值时,溶胶聚沉。继续加入电解质,质点吸附大或高价反离子而重新带电,溶胶分散稳定,再加入电解质,由于反离子作用使溶胶重