高分子穩(wěn)定作用

高分子化合的穩(wěn)定作用高分子化合物的穩(wěn)定作用高分子化合物穩(wěn)定作用的實(shí)驗(yàn)規(guī)律1高分子化合物的穩(wěn)定作用保護(hù)作用：在溶膠中加入一定量的高分子化合物或締合膠體，能顯著提高溶膠對(duì)電解質(zhì)的穩(wěn)定性的現(xiàn)象（又稱空間穩(wěn)定性，stericstability）。產(chǎn)生穩(wěn)定作用的原因是高分子化合物吸附在溶膠粒子的表面上，形成一層高分子保護(hù)膜，包圍了膠體粒子，把親液性基團(tuán)伸向水中，并具有一定厚度，所以當(dāng)膠體質(zhì)點(diǎn)在相互接近時(shí)的吸引力就大為削弱，而且有了這一層粘稠的高分子膜，還會(huì)增加相互排斥力，因此增加了膠體的穩(wěn)定性。2高分子化合物穩(wěn)定作用的實(shí)驗(yàn)規(guī)律具有最少量的能覆蓋溶膠粒子固體表面的高分子化合物才有穩(wěn)定作用溶膠被保護(hù)以后，它的一些物理化學(xué)性質(zhì)，如電泳、對(duì)電解質(zhì)的敏感性等，會(huì)產(chǎn)生顯著的變化。高分子穩(wěn)定劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：吸附基(與膠粒有很強(qiáng)的結(jié)合力)和水化基(或穩(wěn)定基，與溶劑有很強(qiáng)的親合力)高分子的分子量：分子量越高，高分子在膠粒上形成的吸附層就越厚，穩(wěn)定效果越好3高分子化合物穩(wěn)定作用的實(shí)驗(yàn)規(guī)律金數(shù)、紅數(shù)：衡量各種高分子化合物對(duì)溶膠的穩(wěn)定能力。金數(shù)：0.0006%金溶膠10ml在加入10%

NaCl溶液1ml后18小時(shí)內(nèi)不聚沉(聚沉?xí)r金溶膠由紅變蘭)所需要的高分子化合物最少毫克數(shù)（Zsigmondy提出）。紅數(shù)：0.001%的剛果紅溶膠100ml在0.16molKCl作用下，十分鐘內(nèi)不變色所需要的高分子化合物的最少毫克數(shù)。45HVO理論簡(jiǎn)介Hesselink、Vrij、Overbeek等人用熱力學(xué)、統(tǒng)計(jì)力學(xué)方法研究高分子溶液的形態(tài)，用于闡明高分子對(duì)溶膠的穩(wěn)定作用。理論要點(diǎn)：吸附在固體表面的高分子形態(tài)有三種：臥式（train）、環(huán)式（loop）和尾式（tail）。固體表面上高分子不是簡(jiǎn)單的單分子層，而是具有一定的分布形式，分布形式可用鏈節(jié)密度描述吸附在固體表面的分子與溶液中的分子呈平衡狀態(tài)膠體粒子發(fā)生相互碰撞時(shí)，吸附量不變限制膠體粒子相互靠近的相斥位能源于體積限制效應(yīng)和滲透壓效應(yīng)6a體積限制效應(yīng)b滲透壓效應(yīng)789高分子穩(wěn)定作用的熱力學(xué)說(shuō)明覆蓋了高分子的溶膠粒子，由于布朗運(yùn)動(dòng)，粒子間會(huì)產(chǎn)生碰撞，碰撞結(jié)果：斥力大于引力引力大于斥力體系穩(wěn)定體系失穩(wěn)10粘土—水懸浮體§1粘土溶膠§2粘土懸浮體的穩(wěn)定性§3高分子化合的穩(wěn)定作用§4

高分子化合物的絮凝作用11高分子化合物的絮凝作用早就發(fā)現(xiàn)，在溶膠或懸浮體內(nèi)加入極少量的可溶性高分子化合物，可導(dǎo)致溶膠迅速沉淀，沉淀呈疏松的棉絮狀，這類沉淀為絮凝物，這種現(xiàn)象稱為絮凝作用。高分子的絮凝作用與電解質(zhì)的聚沉作用不同電解質(zhì)所引起的聚沉過(guò)程比較緩慢，所得沉淀顆粒緊密、體積小，這是由于電解質(zhì)壓縮了溶膠粒子的擴(kuò)散雙電層所引起的。高分子的絮凝作用是由于吸附了溶膠粒子以后，高分子化合物本身的鏈段旋轉(zhuǎn)和運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于本身的“痙攣”作用，將固體粒子聚集在一起而產(chǎn)生沉淀。12絮凝作用吸附—橋聯(lián)—成網(wǎng)—下沉13絮凝作用的特點(diǎn)起絮凝劑作用的高分子化合物一般要具有鏈狀結(jié)構(gòu)任何絮凝劑的加入量都有一最佳量，此時(shí)的絮凝效果最好，超過(guò)此值絮凝效果就下降，若超出很多，反而起了保護(hù)作用。最佳量大約為固體表面吸附高分子化合物達(dá)到飽和時(shí)的一半吸附量。分子量越大則架橋能力越強(qiáng)，絮凝效率也越高。1415絮凝作用的特點(diǎn)高分子化合物的基團(tuán)性質(zhì)與絮凝有關(guān)，有良好絮凝作用的高分子化合物至少應(yīng)具備有能吸附于固體表面的基團(tuán)，同時(shí)這種基團(tuán)還能溶解于水中，所以基團(tuán)的性質(zhì)對(duì)絮凝效果有十分重要的影響。影響絮凝效果的其他因素混合均勻攪拌緩慢絮凝劑溶液濃度低投藥速度慢容器性質(zhì)及形狀等選擇性絮凝作用16

全絮凝作用選擇性絮凝作用17絮凝過(guò)程的微觀動(dòng)力學(xué)若固體粒子表面上被高分子吸附所覆蓋的分?jǐn)?shù)是θ，沒(méi)有被吸附的空白表面分?jǐn)?shù)是1-θ。假定膠體粒子在絮凝過(guò)程中的減少速度也類似雙分子反應(yīng)，那么在溶膠內(nèi)粒子減少速度為式中n是單位體積內(nèi)粒子數(shù)，nθ表示已被高分子在表面上覆蓋部分，要產(chǎn)生絮凝作用要求在固體表面上的高分子要與另外粒子固體表面的空白部位聯(lián)結(jié)，才能產(chǎn)生橋聯(lián)作用，因此粒子消失速度正比于nθ×n(1-θ)。18若膠體粒子達(dá)到某一聚集度時(shí)，絮凝物就有一定大小，假設(shè)絮凝物是球形，它的半徑為α，那么從絮凝物中脫離出來(lái)的生成初級(jí)粒子的速度即解絮凝的速度，為此式的條件是若不吸附高分子(θ=0)，絮凝物將自行裂解若粒子完全為高分子覆蓋(θ=1)，高分子無(wú)法架橋若粒子表面有一半為高分子覆蓋，這樣最易架橋，19要滿足以上條件，只有絮凝作用的最佳狀態(tài)應(yīng)當(dāng)是絮凝物穩(wěn)定，生成絮凝物的濃度與解離絮凝物的速度相同，即絮凝物半徑只有當(dāng)時(shí)，a才是最大值，是絮凝的最佳條件20h0—界面初始高度h—t時(shí)刻界面高度若在開(kāi)始時(shí)絮凝面沉降速度為v0，絮凝物的最后的沉降體積的高度為hf

經(jīng)驗(yàn)常數(shù)α和β的物理意義是絮凝物界面移動(dòng)（下降）過(guò)程由如下經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)描述公式滿足的條件：固體粒子含量相當(dāng)高；絮凝作用進(jìn)行的快而完全21高分子絮凝劑結(jié)構(gòu)非離子型：聚丙烯酰胺、聚氧乙烯以及淀粉等。陽(yáng)離子型：水解聚丙烯酰胺，聚丙烯酸鈉等。陽(yáng)離子型：聚胺、聚苯乙烯三甲基氯化銨等。兩性型：動(dòng)物膠、蛋白質(zhì)等22大作業(yè)粘土膠體化學(xué)在××××的應(yīng)用23課后練習(xí)題列舉表面張力σ的測(cè)量方法、任選其中的三種方法，通過(guò)推導(dǎo)演繹說(shuō)明其測(cè)量原理和局限性。在一根平躺著的半徑均勻變化的兩端開(kāi)口的玻璃毛細(xì)管中有一段水柱（如圖所示）。ABRrL§6一問(wèn)：水柱將自動(dòng)向哪個(gè)方向移動(dòng)？二問(wèn)：在什么條件下水柱才靜止不動(dòng)？如果毛管長(zhǎng)度為L(zhǎng)，半徑分別為r和R，管內(nèi)水柱體積為毛管總體積的一半，接觸角為θ，試給出平衡時(shí)水柱A、B的位置。24課后練習(xí)題應(yīng)用溶膠的光學(xué)特性說(shuō)明天空呈現(xiàn)蔚藍(lán)色、而太陽(yáng)呈現(xiàn)橙色的原因。根據(jù)膠體分散體系的力學(xué)性質(zhì)，說(shuō)明在重力場(chǎng)和超離心力場(chǎng)下進(jìn)行粒度分布分析所適用的顆粒尺寸范圍。應(yīng)用擴(kuò)散雙電層理論，計(jì)算在10-3和10-2mol