张其土版 4-2-1

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资源描述

蒙脱土泥浆中Na(PO3)6质量百分含量管号123456电解质百分含量0.0%0.1%0.3%0.5%0.7%1%10wt%蒙脱土浆液,电解质添加量从左至右依次增加123456管号123456电解质百分含量0.0%0.1%0.3%0.5%0.7%1%沉降0小时沉降6小时沉降12小时沉降24小时正极负极•单个颗粒在溶液中的状态?(AgI)m胶核K+K+K+K+胶团I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-K+K+K+K+K+K+K+K+胶粒胶团构造示意图分散系统(dispersedsystem)把一种或几种物质分散在另一种物质中就构成分散体系。其中:被分散的物质称为分散相(dispersedphase);另一种物质称为分散介质(dispersingmedium)。如:盐水、糖水、牛奶、云层等。分散相与分散介质分散体系分类•分子分散体系10-9m白酒•胶体分散体系1~100nm金溶胶•粗分散体系1000nm黄河水按分散相粒子的大小分类:1.分子分散体系分散相与分散介质以分子或离子形式彼此混溶,没有界面,是均匀的单相,分子半径大小在10-9m以下。通常把这种体系称为真溶液,如CuSO4溶液。2.胶体分散体系分散相粒子的半径在1nm~100nm之间的体系。目测是均匀的,但实际是多相不均匀体系。也有的将1nm~1000nm之间的粒子归入胶体范畴。3.粗分散体系当分散相粒子大于1000nm,目测是混浊不均匀体系,放置后会沉淀或分层,如黄河水。胶粒的结构胶粒的结构比较复杂,先有一定量的难溶物分子聚结形成胶粒的中心,称为胶核;然后胶核选择性的吸附稳定剂中的一种离子,形成紧密吸附层;由于正、负电荷相吸,在紧密层外形成反号离子的包围圈,从而形成了带与紧密层相同电荷的胶粒;胶粒与扩散层中的反号离子,形成一个电中性的胶团。胶核吸附离子是有选择性的,首先吸附与胶核中相同的某种离子,用同离子效应使胶核不易溶解。若无相同离子,则首先吸附水化能力较弱的负离子,所以自然界中的胶粒大多带负电。胶粒的结构例1:AgNO3+KI→KNO3+AgI↓过量的KI作稳定剂胶团的结构表达式:[(AgI)mnI–(n-x)K+]x–xK+|________________________||________________________________|胶核胶粒(带负电)胶团(电中性)(AgI)m胶核K+K+K+K+胶团I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-K+K+K+K+K+K+K+K+胶粒胶团构造示意图胶粒的结构例2:AgNO3+KI→KNO3+AgI↓过量的AgNO3作稳定剂胶团的结构表达式:[(AgI)mnAg+(n-x)NO3–]x+xNO3–|______________________________||_______________________________________|胶核胶粒(带正电)胶团(电中性)(AgI)m胶核胶团构造示意图胶团NO3-NO3-NO3-NO3-胶粒Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+Ag+NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-NO3-Stern扩散双电层模型+++++++++++------------反号离子溶剂分子滑移界面(Stern面)φζ胶粒的扩散双电层与ζ电势扩散层紧密层(Stern层)胶粒表面吸附离子反号离子紧密层扩散层(离子和溶剂化分子)ζ电势:胶粒表面滑移界面处的电势。胶粒表面热力学电势φ和电动电势(ζ电势)的区别:①发生在不同的部位;②大小不同,一般情况下ζ电势只是热力学φ电势的一部分,其绝对值小于φ。扩散双电层模型ζ电势的值还与溶胶中的外加电解质有关。当溶胶中有外加电解质存在时,可使紧密层中反粒子浓度增加,扩散层变薄,ζ电势的绝对值减小,甚至变为零或相反的值。④胶粒的电泳速率u与ζ电势的关系:u4Eε:分散介质的介电常数η:分散介质的粘度E:外加电场强度前提:胶粒的大小与双电层厚度相当。•若胶粒的半径远大于双电层厚度,此时胶粒表面可看做平面处理,此时胶粒电泳的公式同电渗公式相同,为:u=εEζ/η•η为粘度,u为电泳速度,•ε为介电常数,E为电势梯度。影响溶胶稳定性的因素2.浓度的影响。浓度增加,粒子碰撞机会增多。3.温度的影响。温度升高,粒子碰撞机会增多,碰撞强度增加。4.胶体体系的相互作用。带不同电荷的胶粒互吸而聚沉。1.外加电解质的影响。这影响最大,主要影响胶粒的带电情况,使电位下降,促使胶粒聚结。溶胶的稳定性和聚沉作用溶胶的聚沉(1)电解质的聚沉作用在溶胶中加入少量电解质,可以使胶粒吸附的离子增加,ζ电势提高,增加溶胶的稳定性,称为稳定剂。当电解质的浓度足够大,部分反粒子进入紧密层,而使ζ电势降低,扩散层变薄,胶粒之间静电斥力减小而导致聚沉,则称为聚沉剂。聚沉值使一定量的溶胶在一定时间内完全聚沉所需电解质的最小浓度。从已知的表值可见,对同一溶胶,外加电解质的离子价数越低,其聚沉值越大。聚沉能力是聚沉值的倒数。聚沉值越大的电解质,聚沉能力越小;反之,聚沉值越小的电解质,其聚沉能力越强。不同电解质的聚沉值(mmol/dm3)LiCl58.4NaCl51KCl501/2K2SO465HCl31CaCl20.65BaCl20.69MgSO40.801/2Al2(SO4)30.096AlCl30.093负溶胶(As2S3)正溶胶(Al2O3)NaCl43.5KCl46KNO360K2SO40.30K2Cr2O70.63K2C2O40.69K3[Fe(CN)6]0.08(2)溶胶的相互聚沉作用当两种带相反电荷的溶胶所带电量相等时,相互混合也会发生聚沉。明矾净水原理:水中含有泥沙等污物的负溶胶,加入KAl(SO4)2在水中水解生成Al(OH)3正溶胶。在适当量下,发生相互聚沉。与加入电解质情况不同的是,当两种溶胶的用量恰能使其所带电荷的量相等时,才会完全聚沉,否则会不完全聚沉,甚至不聚沉。

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