10.2溶膠的電學(xué)性質(zhì)演示課件

四、溶膠的電學(xué)性質(zhì)1、帶電界面的雙電層結(jié)構(gòu)大多數(shù)固體物質(zhì)與極性介質(zhì)接觸后，固體表面會帶電，由于靜電引力作用，必然吸引異性電荷環(huán)繞其周圍，從而在固、液兩相界面間形成雙電層，使得溶膠表現(xiàn)出各種電學(xué)性質(zhì)（電泳，電滲，流動電勢，沉降電勢）。電荷可能來源于離子吸附固體物質(zhì)的電離離子溶解——如蛋白質(zhì)中的氨基酸分子；——固體從溶液中選擇性吸附某種離子；1（1）1879年，亥姆霍茨

平板電容器模型+++++++++------固體表面--

e圖10-4(a)平板電容器模型◆雙電層結(jié)構(gòu)的發(fā)展史：2（2）1910年，古埃-查普曼擴散雙電層模型原因：靜電引力和熱運動。缺陷：把離子視為點電荷，未考慮反離子的吸附及離子的溶劑化。+++++++++

e(b)古埃-查普曼模型（3）1924年，斯特恩修正離子有一定大??；靜電引力，范德華引力。3（3）斯特恩模型+++++++++-------++++++++------+---斯特恩層(緊密層)擴散層

e

(c)斯特恩模型--固體表面斯特恩面滑動面

e（熱力學(xué)電勢）—由固體表面至溶液本體間的電勢差；

（斯特恩電勢）—由斯特恩面至溶液本體間的電勢差；

電勢(動電電勢)—由滑動面至溶液本體間的電勢差；可見，

電勢與

相差甚小，但含義不同。只有固、液兩相發(fā)生相對移動時，才呈現(xiàn)

電勢。δ4

電勢的大小，反映了膠粒的帶電程度

電勢越高，膠粒帶電越多，擴散層越厚。若電解質(zhì)濃度增加，反離子數(shù)目↑，擴散層↓，

電勢數(shù)值↓；當(dāng)電解質(zhì)濃度足夠大，

電勢甚至可為零(等電點/態(tài))。此時膠體質(zhì)點不帶電，不會發(fā)生電動現(xiàn)象，非常容易聚沉。

電勢(動電電勢)—由滑動面至溶液本體間的電勢差；5IHP(內(nèi)亥姆霍茨層

)—由特性吸附離子和水分子構(gòu)成的內(nèi)緊密層；OHP(外亥姆霍茨層

)—由水化反離子構(gòu)成的外緊密層。（4）博克里斯模型（1963年）–++++–IHPOHP固體表面水化陽離子特性吸附陰離子第一層水分子第二層水分子(d)博克里斯模型–滑動面緊密層62、溶膠的膠團結(jié)構(gòu)將少量KI溶液滴加至AgNO3溶液中形成AgI正溶膠：+++++++++-------++++++++------+---斯特恩層(緊密層)擴散層--固相[（AgI）mnAg+膠核緊密層（n-x）NO3-]x+擴散層xNO3-溶液本體膠粒膠團滑動面注意電量平衡重點掌握7NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-（AgI）mAg+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+碘化銀膠團剖面圖（AgNO3為穩(wěn)定劑）+++++++++-------++++++++------+---斯特恩層(緊密層)擴散層--固體表面斯特恩面滑動面8★膠粒帶電規(guī)律：舉例：向稀的KI溶液中滴加少量AgNO3溶液，制備AgI

溶膠，膠粒帶負(fù)電。[(AgI)mnI-?（n-x）K+]x-?xK+膠團結(jié)構(gòu)（1）優(yōu)先吸附與溶膠粒子中某一組成相同的離子；（2）否則，一般先吸附水化能力較弱的陰離子，故帶負(fù)電荷的膠粒居多。93、電動現(xiàn)象由于膠粒是帶電的，在外加電場或壓力作用下，會產(chǎn)生電動現(xiàn)象。包括電泳電滲流動電勢沉降電勢——導(dǎo)致膠粒和擴散層相對分離。重點掌握10說明：（1）電泳證明膠粒是帶電的，可判斷膠粒帶正電/負(fù)電；（2）電解質(zhì)對電泳影響顯著：增加電解質(zhì)，電泳速度降低以至變成零，甚至改變膠粒帶電符號?！綦娪尽谕饧与妶鲎饔孟?，帶電的分散相粒子在分散介質(zhì)中定向移動的現(xiàn)象。+++++++++++++++++–圖10-7電泳11★溶膠電泳現(xiàn)象的應(yīng)用：分離操作、分析鑒定(如紙上電泳、凝膠電泳、高效毛細(xì)管電泳)

通過膠粒電泳速度的測定可求算溶膠的ζ電勢設(shè)膠粒半徑為r，雙電層厚度為κ-1，當(dāng)r/κ-1<<1時，球形膠粒的電泳速度υ與電場強度E，介質(zhì)粘度η，介質(zhì)介電常數(shù)ε與膠粒的ζ電勢的關(guān)系為：當(dāng)r/κ-1＞100時，對棒形膠粒，有：12膠體的制備及膠體電泳速度的測定實驗方法：界面移動法實驗儀器：拉比諾維奇-付其曼

U型電泳儀實驗內(nèi)容：

1.凝聚法制備Fe(OH)3溶膠

2.制備半透膜并進行溶膠的純化

3.測定電泳速度物理化學(xué)實驗13

電滲－在外加電場作用下，分散介質(zhì)通過多孔膜或極細(xì)的毛細(xì)管移動的現(xiàn)象（此時帶電的固相不動）。電解質(zhì)對電滲影響顯著：增加電解質(zhì)，電滲速度降低以至變成零，甚至改變液體流動方向。14

流動電勢

—在外加壓力下，迫使液體流經(jīng)相對靜止的固體表面（如毛細(xì)管）而產(chǎn)生的電勢。說明：（1）流動電勢是電滲的逆現(xiàn)象；（2）流動電勢的大小與介質(zhì)的電導(dǎo)率成反比?！虮盟推蜁r規(guī)定必須接地；且常加入油溶性電解質(zhì)，增加介質(zhì)的電導(dǎo)，降低或消除流動電勢。圖10-9流動電勢15◆沉降電勢

—由于分散相粒子（固體粒子或液滴）在分散介質(zhì)中沉降使流體的表面層與底層之間產(chǎn)生的電勢差。圖10-10沉降電勢++++++++++++++++V沉降電勢是電泳的逆現(xiàn)象?！褓A油罐為何加入有機電解質(zhì)？——油中常含有水滴，而油的