大二上物化課程課件14.5§5溶膠的電學性質

1.電動現(xiàn)象(1)電泳(electrophoresis)

在外加電場作用下，膠體粒子在分散介質中定向移動的現(xiàn)象稱為電泳?！?溶膠的電學性質+-Fe(OH)3溶膠NaCl溶液(2)電滲(electro-osmosis)

在外加電場作用下，分散介質的定向移動現(xiàn)象稱為電滲。

由于膠粒帶電，而溶膠是電中性的，則介質帶與膠粒相反的電荷。在外電場作用下，膠粒和介質分別向帶相反電荷的電極移動，就產(chǎn)生了電泳和電滲的電動現(xiàn)象，這是因電而動。

(3)與電滲現(xiàn)象相反的作法是加壓力使液體流過毛細 管或多孔性物質，則在毛細管或多孔性物質兩端 產(chǎn)生電位差——流動電勢，是電滲的反過程。液 體流動產(chǎn)生電(Quincke發(fā)現(xiàn))。

(4)膠粒在重力場作用下發(fā)生沉降而產(chǎn)生沉降電勢，（Dorn效應)。帶電的介質發(fā)生流動，則產(chǎn)生流動電勢。質點運動產(chǎn)生沉降電勢。

以上四種，均為分散相和分散介質的相對移動的有關電現(xiàn)象——電動現(xiàn)象。溶膠粒子表面電荷的來源(1)吸附

由于膠粒顆粒度小,具有巨大的表面能,因此有吸附分散介質中的離子,以降低其表面能的趨勢。FajansRule

具有與膠粒化學組成相同的離子優(yōu)先被吸附。例：AgNO3+KI→AgI+KNO3

若

AgNO3過量，則AgI膠粒吸附Ag＋而帶正電若

KI過量，則AgI膠粒吸附I－而帶負電。(2)電離SiO2溶膠表面水解

SiO2

＋H2O→H2SiO3若溶液顯酸性,H2SiO3→HSiO2++OH-OH－進入溶液，而使膠粒帶正電

若溶液顯堿性,H2SiO3→HSiO3++H＋

H＋進入溶液，而使膠粒帶負電

例如蛋白質分子，有許多羧基和胺基，在pH較高的溶液中，離解生成P–COO-離子而負帶電；在pH較低的溶液中，生成P-NH3+離子而帶正電。（3）兩相對電子的親合力不同

質點的熱運動相當于質點與介質的摩擦，在碰撞過程中電子可以從一相流入另一相，如同用玻璃棒摩擦毛皮可以生電一樣。

Coehn提出一經(jīng)驗規(guī)則：兩個非導體組成的分散體系中，介電常數(shù)大的一相帶正電，另一相帶負電。因此玻璃（ε=5～6），在水中（ε=81）及丙酮（ε=21）中帶負電，在苯中（ε=2)則帶正電。Stern擴散雙電層模型＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－－－－－反號離子溶劑分子滑移界面（Stern面）φζ膠粒的擴散雙電層與ζ電勢擴散層緊密層（Stern層）膠粒表面吸附離子反號離子緊密層擴散層(離子和溶劑化分子）ζ電勢：膠粒表面滑移界面處的電勢。膠粒表面熱力學電勢φ和電動電勢（ζ電勢）的區(qū)別：①發(fā)生在不同的部位；②大小不同，一般情況下ζ電勢只是熱力學電勢的一部分，其絕對值小于φ。擴散雙電層模型③φ即為電極電勢，與電極本身及參與電極反應的離子（電位離子）活度有關；ζ電勢的值還與溶膠中的外加電解質有關。當溶膠中有外加電解質存在時，可使緊密層中反粒子濃度增加，擴散層變薄，ζ電勢的絕對值減小，甚至變?yōu)榱慊蛳喾吹闹?。④膠粒的電泳速率與ζ電勢的關系：ε：分散介質的介電常數(shù)η：分散介質的粘度E：外加電場強度前提：膠粒的大小與雙電層厚度相當。若膠粒的半徑遠大于