第8章胶体分散体系稳定性

1、1 第八章第八章 胶体分散体系胶体分散体系 的稳定性的稳定性 2 溶胶是溶胶是高度分散高度分散的的多相多相系统系统, 它拥有它拥有 巨大的比表面巨大的比表面, 属于属于热力学不稳定热力学不稳定系统。系统。 但有些溶胶却能在相当长时间里稳定存在。但有些溶胶却能在相当长时间里稳定存在。 例如法拉弟制备的金溶胶静置数十年例如法拉弟制备的金溶胶静置数十年 才聚沉于管壁上才聚沉于管壁上. 憎液溶胶为什么能够相憎液溶胶为什么能够相 对稳定地存在对稳定地存在? 人们提出了多种理论进行解释人们提出了多种理论进行解释, 如如 DLVO理论理论, 空间稳定理论及空缺稳定理空间稳定理论及空缺稳定理 论等。论等。 3

2、 胶体由于具有巨大的表面能，因此是热力学不胶体由于具有巨大的表面能，因此是热力学不 稳定体系，但在某些条件下，也能稳定的存在一段稳定体系，但在某些条件下，也能稳定的存在一段 时间。胶体的稳定是相对的、暂时的和有条件的，时间。胶体的稳定是相对的、暂时的和有条件的， 而不稳定则是绝对的。而不稳定则是绝对的。 8.1 溶胶的稳定性和聚沉作用溶胶的稳定性和聚沉作用 影响溶胶稳定性的因素影响溶胶稳定性的因素 (1) (1) 溶胶的动力稳定因素溶胶的动力稳定因素 (2) (2) 胶粒带电的稳定作用胶粒带电的稳定作用 (3) (3) 溶剂化的稳定作用溶剂化的稳定作用 4 溶胶的稳定性和聚沉作用溶胶的稳定性和

3、聚沉作用 溶胶的高分散性，强烈的布朗运动溶胶的高分散性，强烈的布朗运动 扩扩散散 溶胶的动力学稳定性，而不会很快沉降；溶胶的动力学稳定性，而不会很快沉降； 溶胶的多相性，高表面能溶胶的多相性，高表面能 有聚结长大以降低表面能的趋势有聚结长大以降低表面能的趋势 热力学不稳定性（聚结）热力学不稳定性（聚结） 。 要使胶体稳定存在必须具有：较低的聚结稳定要使胶体稳定存在必须具有：较低的聚结稳定 性及较好的动力稳定性。性及较好的动力稳定性。 5 一旦质点聚结长大，一旦质点聚结长大，Brown 运动运动 速度降低，动力学稳定性也随之速度降低，动力学稳定性也随之 丧失。因此，胶体的聚结稳定性丧失。因此，胶

4、体的聚结稳定性 一直是胶体化学研究中的一个重一直是胶体化学研究中的一个重 要课题。要课题。 6 8.1.1 胶体稳定性的胶体稳定性的DLVO理论理论 胶体质点间的作用力：胶体质点间的作用力： 1) 范德华吸引力；范德华吸引力； 2) 双电层重叠排斥力（扩散层的重叠排斥）双电层重叠排斥力（扩散层的重叠排斥） 胶体的稳定性取决于质点之间吸引作用与排胶体的稳定性取决于质点之间吸引作用与排 斥作用的相对大小。斥作用的相对大小。 7 前苏联学者德查金前苏联学者德查金(Derjaguin)和朗道和朗道 (Landau) (1941年年)与荷兰学者维韦与荷兰学者维韦(Verwey)和和 奥弗比克奥弗比克(O

5、verbeek) (1948年年)分别提出了带电分别提出了带电 胶体粒子之间的相互吸引能与双电层排斥能的胶体粒子之间的相互吸引能与双电层排斥能的 计算方法，并据此对憎液胶体的稳定性进行了计算方法，并据此对憎液胶体的稳定性进行了 定量处理，这就是关于胶体稳定性的定量处理，这就是关于胶体稳定性的DLVO理理 论论。 DLVO 理论理论 8 DLVO 理论要点理论要点 l(1) 在胶团之间，既存在着斥力势能，又存在着在胶团之间，既存在着斥力势能，又存在着 引力势能引力势能 l(2) 胶体系统的相对稳定或聚沉取决于斥力势能胶体系统的相对稳定或聚沉取决于斥力势能 和引力势能的相对大小和引力势能的相对大小

6、 l(3) 斥力势能、引力势能以及总势能都随粒子间斥力势能、引力势能以及总势能都随粒子间 距离的变化而变化距离的变化而变化 l(4) 加入电解质对引力势能影响不大，但对斥力加入电解质对引力势能影响不大，但对斥力 势能的影响却十分显著势能的影响却十分显著 9 在溶胶中分散相微粒间存在的吸引力本质上仍在溶胶中分散相微粒间存在的吸引力本质上仍 具有范德华吸引力的性质，但这种吸引力的作用范具有范德华吸引力的性质，但这种吸引力的作用范 围要比一般分子的大得多，故称其为围要比一般分子的大得多，故称其为远程范德华力远程范德华力。 颗粒间的范德华引力颗粒间的范德华引力 分子之间分子之间的范德华引力作用，属短程

7、力，其势的范德华引力作用，属短程力，其势 能大小与分子间距离的六次方成反比。能大小与分子间距离的六次方成反比。 10 胶体质点可看作是大量分子的集合体。胶体质点可看作是大量分子的集合体。 胶粒之间胶粒之间的相互作用可看作是分子作用的加和。的相互作用可看作是分子作用的加和。 若两个球形粒子体积相等，若两个球形粒子体积相等， 则质点间的范德华吸引能：则质点间的范德华吸引能： 0 12H RA U A H0：两球表面之间的最短距离；：两球表面之间的最短距离； R ：胶粒半径；：胶粒半径； A ：哈梅克：哈梅克(Hamaker)常数常数 与组成质点的分子之间与组成质点的分子之间 的相互作用有关，因此是

8、物质的特征常数。一般物质的的相互作用有关，因此是物质的特征常数。一般物质的 A值均在值均在10-20J左右。左右。 R R 11 0 12H RA U A R R UA 1/H0 H0， UA远程力远程力 UA A A，UA 分散介质与分散相性质越接近，哈梅克常数越小，分散介质与分散相性质越接近，哈梅克常数越小， 引力势能越小，体系越稳定。引力势能越小，体系越稳定。 12 (a) 扩散层未重叠扩散层未重叠, 两胶团之两胶团之 间不产生斥力间不产生斥力 (b) 扩散层重叠扩散层重叠, 平衡破坏平衡破坏, 产生渗透性斥力和静电斥力产生渗透性斥力和静电斥力 两胶团靠近使双电层部分重叠时，由于重叠部分

9、两胶团靠近使双电层部分重叠时，由于重叠部分 反离子浓度比未重叠区浓度大，反离子将向低浓度的反离子浓度比未重叠区浓度大，反离子将向低浓度的 未重叠区扩散未重叠区扩散, 由此产生由此产生渗透性斥力渗透性斥力；同时胶团之间；同时胶团之间 也产生也产生静电斥力静电斥力。 斥力势能是由于胶团间的排斥力引起的。斥力势能是由于胶团间的排斥力引起的。 8.1.2 双电层的排斥能双电层的排斥能 13 对球形粒子，电场斥力对球形粒子，电场斥力 0 2 2 00 exp 64 H kTRn U R H0 H R h dh O1 O2 R : 粒子半径；粒子半径； n0 : 单位体积粒子数；单位体积粒子数； H0 :

10、 粒子之间的最近距离；粒子之间的最近距离；-1: 扩散双电层厚度；扩散双电层厚度； 14 0: 粒子表面电势；粒子表面电势；Z：溶液中离子的电荷数；：溶液中离子的电荷数； e : 电子电量电子电量1.610-19库仑库仑 1 1 2 2 0 0 0 kT ze kT ze e e 其中， 0为正值，随距离增大呈指数衰减。为正值，随距离增大呈指数衰减。 15 当粒子间斥力势能在数值上大于引力势能，当粒子间斥力势能在数值上大于引力势能， 而且足以阻止由于布朗运动使粒子相互碰撞而而且足以阻止由于布朗运动使粒子相互碰撞而 粘结时，则胶体处于相对稳定状态；当引力势粘结时，则胶体处于相对稳定状态；当引力势

11、 能在数值上大于斥力势能，粒子将相互靠近而能在数值上大于斥力势能，粒子将相互靠近而 发生聚沉。调整两者的相对大小，可以改变胶发生聚沉。调整两者的相对大小，可以改变胶 体系统的稳定性。体系统的稳定性。 颗粒间的范德华引力使颗粒互相趋近颗粒间的范德华引力使颗粒互相趋近 而聚结，不利于稳定。而聚结，不利于稳定。 颗粒间的静电斥力使颗粒互相远离，颗粒间的静电斥力使颗粒互相远离， 有利于稳定。有利于稳定。 16 8.1.3 总的势能曲线总的势能曲线 RA UUU 当粒子的动能大于势垒时方能聚沉当粒子的动能大于势垒时方能聚沉 Umax为势垒为势垒 势垒的高低决定了胶体的稳定性势垒的高低决定了胶体的稳定性

12、系统的总势能为斥力势能和引力势能的加和。系统的总势能为斥力势能和引力势能的加和。 以总势能对距离作图，以总势能对距离作图， 即得总势能曲线即得总势能曲线 影响势垒的因素影响势垒的因素: (a) A的影响：当的影响：当、0不变时，不变时，A，势垒，势垒 (b)0的影响：的影响：0，势垒，势垒 (c)的影响：的影响：，势垒，势垒 当颗粒动能较小时，不能越过能垒而相互当颗粒动能较小时，不能越过能垒而相互 靠近；只有当动能很高时，方能越过能垒而聚靠近；只有当动能很高时，方能越过能垒而聚 沉。这就很好地说明了溶胶是一种亚稳的系统。沉。这就很好地说明了溶胶是一种亚稳的系统。 能垒愈高，稳定的时间愈长。能垒

13、愈高，稳定的时间愈长。 能垒高度为零时，系统极不稳定，只要粒能垒高度为零时，系统极不稳定，只要粒 子相遇就要聚沉。子相遇就要聚沉。 18 势能到达第二最小值：可逆聚沉势能到达第二最小值：可逆聚沉能形成缔合能形成缔合 体，但由于质点相距较远，能量降低很少，很容体，但由于质点相距较远，能量降低很少，很容 易拆散。易拆散。 斥力势能斥力势能, 引力势能及总势能曲线引力势能及总势能曲线 相距相距(H)较远时较远时：离子氛未重合，引力起作用：离子氛未重合，引力起作用 H H 离子氛重叠，斥力起离子氛重叠，斥力起 作用，总势能逐渐上作用，总势能逐渐上 升为正值。至一定距升为正值。至一定距 离 处 势 能

14、最 大离 处 势 能 最 大 Umax 粒子不能进一步靠近，粒子不能进一步靠近， 或碰撞后又分开。或碰撞后又分开。 19 斥力势能斥力势能, 引力势能及总势能曲线引力势能及总势能曲线 H 克服势垒克服势垒Umax ，势，势 能迅速下降，引力能迅速下降，引力 占优势，胶粒间距占优势，胶粒间距 很近，永久聚沉。很近，永久聚沉。 （不可逆聚沉）（不可逆聚沉） 习惯上，将第一极小处发生的聚结称为聚沉，习惯上，将第一极小处发生的聚结称为聚沉， 而将在第二极小处发生的叫做絮凝。而将在第二极小处发生的叫做絮凝。 20 起聚沉作用的主要是反离子，且聚沉能力随离子价起聚沉作用的主要是反离子，且聚沉能力随离子价

15、的增加而显著增加。的增加而显著增加。 聚沉能力与反离子价数的聚沉能力与反离子价数的6次方成反比，而与同电子次方成反比，而与同电子 的价数无关，一、二、三价反离子的聚沉值的比例的价数无关，一、二、三价反离子的聚沉值的比例 大致符合：大致符合： 729:64:1) 3 1 ( :) 2 1 ( :) 1 1 (M:M:M 6663 ccc 2 ccc 1 ccc 舒尔茨舒尔茨-哈代（哈代（Schulze-Hardy）经验规则：）经验规则： 8.1.4 电解质对胶体稳定性的影响电解质对胶体稳定性的影响 CCC：临界絮凝浓度（临界聚沉值）：临界絮凝浓度（临界聚沉值） 21 U H 临界聚沉浓度临界聚沉

16、浓度 胶体的稳定性取决于总势能曲线上的势垒的大小。胶体的稳定性取决于总势能曲线上的势垒的大小。 那么就可以定性地把是否存在势垒作为判断胶体稳定那么就可以定性地把是否存在势垒作为判断胶体稳定 与否的标准。与否的标准。 势垒的高度随溶液中电解质浓度的增大而降低，势垒的高度随溶液中电解质浓度的增大而降低， 当电解质浓度达到某一数值时，当电解质浓度达到某一数值时， 势能曲线的最高点恰为零，势势能曲线的最高点恰为零，势 垒消失，体系由稳定转为聚沉，垒消失，体系由稳定转为聚沉， 这就是这就是临界聚沉状态临界聚沉状态，这时的，这时的 电解质浓度即是该胶体的电解质浓度即是该胶体的临界临界 聚沉值聚沉值。 22

17、 使一定量的溶胶在一定时间内完全聚沉所需电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。解质的最小浓度。 某电解质的聚沉值愈小，某电解质的聚沉值愈小， 表明其聚沉能力表明其聚沉能力 愈强。愈强。 U H 临界聚沉浓度临界聚沉浓度 电解质浓度越高，势垒降低，系统越不稳定。电解质浓度越高，势垒降低，系统越不稳定。 23 临界聚沉值临界聚沉值 )( 62 4 0 53 zA kT Bc (a) 当表面电势较高时，当表面电势较高时，0 1，cz-6 当表面电势较低时，当表面电势较低时，0ze0/4kT c04 z-2 一般情况下，聚沉值在一般情况下，聚沉值在z-2 z-6 之间变化之间变化

18、 (b) 聚沉值与分散介质介电常数的立方成正比聚沉值与分散介质介电常数的立方成正比 24 l胶粒既存在斥力势能，也存在引力势能。前者是带电胶粒既存在斥力势能，也存在引力势能。前者是带电 胶粒靠近时胶粒靠近时扩散层重叠产生的静电排斥力扩散层重叠产生的静电排斥力；而后者是；而后者是 长程范德华力长程范德华力所产生的吸引力。所产生的吸引力。 l胶粒间存在的斥力势能和引力势能的相对大小决定了胶粒间存在的斥力势能和引力势能的相对大小决定了 系统的总势能，亦决定了胶体的稳定性。系统的总势能，亦决定了胶体的稳定性。 当斥力势能当斥力势能引力势能，并足以阻止胶粒由于布朗运引力势能，并足以阻止胶粒由于布朗运 动

19、碰撞而粘结时，胶体稳定；而当引力势能动碰撞而粘结时，胶体稳定；而当引力势能斥力势斥力势 能时，胶粒靠近而聚沉。能时，胶粒靠近而聚沉。 调整其相对大小，可改变胶体的稳定性。调整其相对大小，可改变胶体的稳定性。 25 l斥力势能、引力势能及总势能随胶粒间距离而改变。斥力势能、引力势能及总势能随胶粒间距离而改变。 由于由于UR和和UA与距离的关系不同，会出现在一定距离与距离的关系不同，会出现在一定距离 范围内吸力占优；而在另一范围内斥力占优的现象。范围内吸力占优；而在另一范围内斥力占优的现象。 l加入电解质对引力势能影响不大，但对斥力势能有加入电解质对引力势能影响不大，但对斥力势能有 很大影响。电解

20、质的加入会导致系统总势能的变化，很大影响。电解质的加入会导致系统总势能的变化， 适当调整可得到相对稳定的胶体系统。适当调整可得到相对稳定的胶体系统。 26 综上所述，综上所述，分散相粒子的分散相粒子的带电带电、溶剂化作用溶剂化作用 及及布朗运动布朗运动是溶胶三个重要的是溶胶三个重要的稳定原因稳定原因。 胶粒带电胶粒带电静电斥力。静电斥力。 溶剂化作用溶剂化作用机械阻力。（溶剂化作用也是使机械阻力。（溶剂化作用也是使 溶胶稳定的重要原因，水化外壳的存在势必增加溶溶胶稳定的重要原因，水化外壳的存在势必增加溶 胶聚合的机械阻力。）胶聚合的机械阻力。） 布朗运动布朗运动动力稳定性。（布朗运动足够强，动

21、力稳定性。（布朗运动足够强， 粒子热运动能够克服重力场的作用而不下沉，溶胶粒子热运动能够克服重力场的作用而不下沉，溶胶 的这种性质，称为的这种性质，称为动力稳定性动力稳定性） 27 8.2 聚沉动力学聚沉动力学 l自热力学的观点，憎液胶体都是不稳定的。自热力学的观点，憎液胶体都是不稳定的。 通常所说的胶体稳定与否，是指聚沉速度的通常所说的胶体稳定与否，是指聚沉速度的 相对快慢，聚沉速度是胶体稳定性的定量反相对快慢，聚沉速度是胶体稳定性的定量反 映。映。 l快聚沉：势垒快聚沉：势垒Umax为零，胶粒凡碰即聚；为零，胶粒凡碰即聚； l慢聚沉：有势垒存在，只有其中一部分胶粒慢聚沉：有势垒存在，只有其

22、中一部分胶粒 碰撞导致聚沉。碰撞导致聚沉。 28 8.2.1 快聚沉快聚沉 快聚沉时，质点之间无势垒存在，凡碰即快聚沉时，质点之间无势垒存在，凡碰即 聚，聚结速度取决于碰撞频率，而碰撞频率则聚，聚结速度取决于碰撞频率，而碰撞频率则 由布朗运动，即质点的扩散速度决定，于是聚由布朗运动，即质点的扩散速度决定，于是聚 沉速度问题转化为质点向另一质点扩散的问题。沉速度问题转化为质点向另一质点扩散的问题。 1917年，斯莫卢霍夫斯基年，斯莫卢霍夫斯基(Smoluchowski) 将扩散理论用于聚沉，讨论了单分散球形质点将扩散理论用于聚沉，讨论了单分散球形质点 的聚沉速度。的聚沉速度。 29 22 3 4

23、 cKc Tk dt dc r B ）即即，（ rapidr B r KK Tk K 3 4 1）增高温度、降低介质粘度，有利于聚沉；）增高温度、降低介质粘度，有利于聚沉； 2）在定温、定介质粘度下，聚沉速度与浓度）在定温、定介质粘度下，聚沉速度与浓度 的平方成正比。的平方成正比。 球形胶粒的消失速度：球形胶粒的消失速度： 发生聚沉时，原始质点消失，发生聚沉时，原始质点消失， 快聚沉的速度常数快聚沉的速度常数 30 8.2.2 慢聚沉：慢聚沉： )exp( Tk U KK B m rs （Ks 即即 Kslow ） 当质点之间有势垒存在时，势垒的作用相当当质点之间有势垒存在时，势垒的作用相当

24、于质点之间存在一斥力，在其作用下，质点于质点之间存在一斥力，在其作用下，质点 向彼此远离的方向扩散。向彼此远离的方向扩散。 于是，慢聚沉的聚沉速度常数于是，慢聚沉的聚沉速度常数 Ks 比快聚沉小比快聚沉小 （应加一阻力校正项）：（应加一阻力校正项）： 式中式中 Kr 相当于碰撞频率，相当于碰撞频率，Vm 势垒相当于慢聚势垒相当于慢聚 沉过程的活化能。沉过程的活化能。 31 8.3 影响溶胶稳定性的因素影响溶胶稳定性的因素 浓浓 度度 温温 度度 有利聚沉（见上公式）有利聚沉（见上公式） 外加电解质，胶外加电解质，胶 体体系相互作用体体系相互作用 降低稳定性降低稳定性 聚沉聚沉：憎液溶胶中分散相

25、微粒互相聚结，颗粒：憎液溶胶中分散相微粒互相聚结，颗粒 变大，进而发生沉淀的现象。变大，进而发生沉淀的现象。加热加热、辐射辐射或或加加 入电解质入电解质皆可导致溶胶的聚沉。皆可导致溶胶的聚沉。 32 聚沉值聚沉值：使一定量的溶胶在一定时间内完全聚：使一定量的溶胶在一定时间内完全聚 沉所需要的电解质的最低浓度。沉所需要的电解质的最低浓度。 聚沉能力聚沉能力: 聚沉值的倒数定义为聚沉能力聚沉值的倒数定义为聚沉能力 聚沉值大小与实验条件有关，通常作相同条件聚沉值大小与实验条件有关，通常作相同条件 下的比较。下的比较。 8.3.1 （外加）电解质影响（外加）电解质影响 溶胶的稳定性受电解质的影响非常敏

26、感。溶胶的稳定性受电解质的影响非常敏感。 33 电解质的聚沉作用电解质的聚沉作用 少量电解质的存在对溶胶起稳定作用少量电解质的存在对溶胶起稳定作用; 过量的电过量的电 解质的存在对溶胶起破坏作用解质的存在对溶胶起破坏作用(聚沉聚沉)。原因主要是。原因主要是: 若加入的反离子发生特性吸若加入的反离子发生特性吸 附时附时, 斯特恩层内的反离子数斯特恩层内的反离子数 量增加量增加, 使胶体粒子带电量降使胶体粒子带电量降 低。低。 电解质的浓度或价数增加都电解质的浓度或价数增加都 会压缩扩散层会压缩扩散层, 使扩散层变薄使扩散层变薄, 斥力势能降低斥力势能降低; 34 从电解质对胶体粒子从电解质对胶体

27、粒子 势能的影响看势能的影响看, 当电解质当电解质 的浓度或价数增加使溶的浓度或价数增加使溶 胶发生聚沉时胶发生聚沉时, 所必须克所必须克 服的势垒高度和位置皆服的势垒高度和位置皆 发生变化。发生变化。 势垒高度随电解质浓势垒高度随电解质浓 度增大而降低度增大而降低。 c1 c2 c3 0 U x 电解质浓度对胶粒势能的电解质浓度对胶粒势能的 影响影响 斥斥 力力 吸吸 力力 35 舒尔茨舒尔茨-哈代（哈代（S-H）规则：）规则： 起聚沉作用的主要是反离子，反离子的价数起聚沉作用的主要是反离子，反离子的价数 越高，聚沉能力越强，聚沉值越小。越高，聚沉能力越强，聚沉值越小。 一、二、三价反离子的

28、聚沉值的比例大致符一、二、三价反离子的聚沉值的比例大致符 合：合： （数量级精度） 666 3 1 2 1 1 1 )( :)( :)( 价数规则价数规则 36 如对带负电的如对带负电的As2S3溶胶起聚沉作用的是电解质溶胶起聚沉作用的是电解质 的阳离子，的阳离子，KCl，MgCl2，AlCl3的聚沉值分别为的聚沉值分别为49.5， 0.7，0.093mol m-3，若以，若以K+为比较标准，其聚沉能力为比较标准，其聚沉能力 有如下关系：有如下关系： Me+ : Me2+ : Me3+ = 1 : 70.7 : 532 一般聚沉能力可近似表示为反离子价数的一般聚沉能力可近似表示为反离子价数的6

29、次方之比次方之比: Me+ : Me2+ : Me3+ = 16 : 26 : 36 = 1 : 64 : 729 也有许多反常现象也有许多反常现象, 如如H+虽为一价虽为一价, 却有很强的聚沉却有很强的聚沉 能力。能力。 37 注意：注意： l“S-H”规则只适用于规则只适用于“不相干不相干”（不与胶粒反应）（不与胶粒反应） 的外加电解质。的外加电解质。 l例如：在例如：在 AgI 负溶胶中，若外加负溶胶中，若外加AgNO3，则反离，则反离 子子 Ag+ 能与能与 AgI 上吸附的上吸附的 I 形成形成 AgI 而使胶粒表而使胶粒表 面电荷大大减少，容易聚沉。面电荷大大减少，容易聚沉。 l因

30、此，相干离子因此，相干离子 (Ag+) 的聚沉值比一般不相干离的聚沉值比一般不相干离 子要小得多（仅为子要小得多（仅为0.01）。）。 38 8.3.2 同价数的反离子聚沉能力同价数的反离子聚沉能力 l反离子半径对反离子半径对 AgI 负溶胶聚沉值的影响负溶胶聚沉值的影响 外电外电 解质解质 反离子半径（反离子半径（） （水化前）（水化前） 反离子半径（反离子半径（） （水化后）（水化后） 聚沉值聚沉值 mmol / L LiNO3 NaNO3 KNO3 0.78 1.00 1.33 2.31 1.76 1.19 165 140 136 Ca(NO3)2 Mg(NO3)2 1.05 0.75

31、3.00 3.32 2.40 2.60 39 l离子水化后半径越小，聚沉能力越强，聚沉离子水化后半径越小，聚沉能力越强，聚沉 值越小。值越小。 l水化层愈厚水化层愈厚, 被吸附的能力愈小被吸附的能力愈小, 使其进入斯使其进入斯 特恩层的数量减少特恩层的数量减少, 而使聚沉能力减弱。而使聚沉能力减弱。 40 同价数反离子聚沉能力：同价数反离子聚沉能力： + 4 H Cs Rb NH K Na Li：正正离离子子 - 32433 - 3 F IO H PO BrO Cl ClO Br NO I CNS 负负：离离子子 由于负离子水化能力很弱由于负离子水化能力很弱, , 所以负离子的半径所以负离子的

32、半径 愈小愈小, , 吸附能力愈强吸附能力愈强, , 聚沉能力愈强聚沉能力愈强. . 这种将带有相同电荷的离子按聚沉能力大小这种将带有相同电荷的离子按聚沉能力大小 排列的顺序排列的顺序, , 称为称为感胶离子序感胶离子序。 41 8.3.3 大的有机反离子大的有机反离子 l因大的有机反离子与胶粒之间有很强的范德因大的有机反离子与胶粒之间有很强的范德 华引力，易被吸附。华引力，易被吸附。 l与同价小离子比，大的有机反离子聚沉能力与同价小离子比，大的有机反离子聚沉能力 大得多，聚沉值小。大得多，聚沉值小。 42 8.3.4 同号离子的影响同号离子的影响 l在反离子相同情形下，有些同号离子由于在反离

33、子相同情形下，有些同号离子由于 和质点的范德华吸引而被吸附，改变了胶和质点的范德华吸引而被吸附，改变了胶 粒的表面性质，增加了稳定性，聚沉能力粒的表面性质，增加了稳定性，聚沉能力 降低，聚沉值增加。降低，聚沉值增加。 一般的：一般的： l大的或高价的负离子对负溶胶有稳定作用；大的或高价的负离子对负溶胶有稳定作用； l大的或高价的正离子对正溶胶有稳定作用。大的或高价的正离子对正溶胶有稳定作用。 43 例如例如: 下表为不同电解质对下表为不同电解质对亚铁氰化铜亚铁氰化铜负溶胶的负溶胶的 聚沉值聚沉值 电解质电解质 聚沉值聚沉值/(mol m-3)电解质电解质 聚沉值聚沉值/(mol m-3) KB

34、r 27.5 KNO3 28.7 K2SO4 47.5 K2CrO4 80.0 K2C4H4O6 95.0 K4Fe(CN)6 260.0 对比左右列，高价负离子的聚沉值的明显大于低价负对比左右列，高价负离子的聚沉值的明显大于低价负 离子（稳定）。离子（稳定）。 对比上下行，由对比上下行，由 rNO3 rBr (水化后水化后)，稳定作用强，稳定作用强， 所以聚沉值：所以聚沉值：KNO3 KBr 44 高分子化合物既可使溶胶稳定，也可使高分子化合物既可使溶胶稳定，也可使 溶胶聚沉。好的聚沉剂应是溶胶聚沉。好的聚沉剂应是相对分子量很大相对分子量很大 的线型聚合物的线型聚合物，如聚丙烯酰胺及其衍生物就，如聚丙烯酰胺及其衍生物就 是一种良好的聚沉剂，其相对分子量可高达是一种良好的聚沉剂，其相对分子量可高达 几百万。聚沉剂可以是离子型的，也可以是几百万。聚沉剂可以是离子型的，也可以是 非离子型的。非离子型的。 8.3.5 高分子化合物的聚沉作用高分子化合物的聚沉作用 45 脱水效应脱水效应: : 高聚物分子由于亲水作用强高聚物分子由于亲水作用强, , 其溶解与其溶解与 水化作用使胶粒脱水，失去水化外壳而聚沉。水化作用使胶粒脱水，失去水化外壳而聚沉。 电中和效应电中和效应: : 离子型高聚物吸附在带