第十二章+胶体化学

1、第十二章第十二章 胶体化学胶体化学五邑大学化环学院五邑大学化环学院Page 2内容内容n 概述概述n 溶胶的制备溶胶的制备n 溶胶的光学性质溶胶的光学性质n 溶胶的动力学性质溶胶的动力学性质n 溶胶的电学性质溶胶的电学性质n 溶胶的稳定与聚沉溶胶的稳定与聚沉n 乳状液乳状液n 泡沫泡沫n 悬浮液悬浮液n 气溶胶气溶胶n 高分子化合物的渗透压和黏度高分子化合物的渗透压和黏度Page 3概述概述n 分散相与分散介质分散相与分散介质n把一种或几种物质分把一种或几种物质分散在另一种物质中就散在另一种物质中就构成构成分散体系分散体系。n其中，被分散的其中，被分散的物质称为物质称为分散相分散相 (disp

2、ersed phase)，n另一种物质称为另一种物质称为分散分散介质介质 (dispersing medium)。 例如例如：云、牛奶、珍珠：云、牛奶、珍珠Page 4分散体系分散体系n 按分散相粒子的大小，通常有三种分散系统按分散相粒子的大小，通常有三种分散系统1. 真溶液真溶液 / 分子分散系统分子分散系统：n分散相与分散介质以分子、原子或离子形式彼此混溶，分散相与分散介质以分子、原子或离子形式彼此混溶，没有界面，是均匀的没有界面，是均匀的单相单相，分子半径在，分子半径在1 nm 以下以下 。2. 粗分散系统粗分散系统：悬浊液、乳状液、泡沫、粉尘：悬浊液、乳状液、泡沫、粉尘n当分散相粒子大

3、于当分散相粒子大于1000 nm，目测是混浊不均匀系统，目测是混浊不均匀系统，放置后会沉淀或分层。放置后会沉淀或分层。3. 胶体分散系统胶体分散系统：n分散相粒子的半径在分散相粒子的半径在1 nm1000 nm之间，目测是均匀之间，目测是均匀的，但实际是多相不均匀系统。的，但实际是多相不均匀系统。Page 5胶体分散系统胶体分散系统n 憎液溶胶憎液溶胶n简称简称溶胶溶胶，由难溶物分散在分散介质中所形成，粒子，由难溶物分散在分散介质中所形成，粒子都是由很大数目的分子构成，大小不等都是由很大数目的分子构成，大小不等n系统具有很大的相界面，很高的表面系统具有很大的相界面，很高的表面Gibbs自由能，

4、很自由能，很不稳定，极易被破坏而聚沉不稳定，极易被破坏而聚沉n聚沉之后往往不能恢复原态，因而是热力学中的不稳聚沉之后往往不能恢复原态，因而是热力学中的不稳定和不可逆系统。定和不可逆系统。n 本章主要讨论本章主要讨论溶胶溶胶Page 6胶体分散系统胶体分散系统n 亲液溶胶亲液溶胶 / 高分子溶液高分子溶液n大（高）分子化合物的溶液通常属于亲液溶胶大（高）分子化合物的溶液通常属于亲液溶胶n它是分子溶液，但其分子的大小已经到达胶体的范围，它是分子溶液，但其分子的大小已经到达胶体的范围，因此具有胶体的一些特性（例如：扩散慢，不透过半因此具有胶体的一些特性（例如：扩散慢，不透过半透膜，有透膜，有Tynd

5、all效应等等）效应等等） n若设法去除大分子溶液的溶剂使它沉淀，重新再加入若设法去除大分子溶液的溶剂使它沉淀，重新再加入溶剂后大分子化合物又可以自动再分散，因而它是热溶剂后大分子化合物又可以自动再分散，因而它是热力学中稳定、可逆的系统。力学中稳定、可逆的系统。 n 缔合胶体缔合胶体 / 胶体电解质胶体电解质n由表面活性剂缔合形成的由表面活性剂缔合形成的胶束胶束Page 7胶体分散系统胶体分散系统n 根据分散相和分散介质聚集状态不同，可将溶胶根据分散相和分散介质聚集状态不同，可将溶胶分为：分为：n 液溶胶液溶胶n将液体作为分散介质所形成的溶胶。当分散相为不同将液体作为分散介质所形成的溶胶。当分

6、散相为不同状态时，则形成不同的液溶胶：状态时，则形成不同的液溶胶：n液液-固溶胶固溶胶：如油漆，：如油漆，AgI溶胶溶胶n液液-液溶胶液溶胶：如牛奶，石油原油等乳状液：如牛奶，石油原油等乳状液n液液-气溶胶气溶胶：如泡沫：如泡沫Page 8胶体分散系统胶体分散系统n 固溶胶固溶胶n将固体作为分散介质所形成的溶胶。当分散相为不同将固体作为分散介质所形成的溶胶。当分散相为不同状态时，则形成不同的固溶胶：状态时，则形成不同的固溶胶：固固-固溶胶固溶胶：如有色玻璃，不完全互溶的合金：如有色玻璃，不完全互溶的合金固固-液溶胶液溶胶：如珍珠，某些宝石：如珍珠，某些宝石固固-气溶胶气溶胶：如泡沫塑料，沸石分

7、子筛：如泡沫塑料，沸石分子筛Page 9固溶胶：烟水晶固溶胶：烟水晶Page 10胶体分散系统胶体分散系统n 气溶胶气溶胶n将将气体气体作为分散介质所形成的溶胶。当分散相为固体作为分散介质所形成的溶胶。当分散相为固体或液体时，形成气或液体时，形成气-固或气固或气-液溶胶，但没有气液溶胶，但没有气-气溶胶，气溶胶，因为不同的气体混合后是单相均一系统，不属于胶体因为不同的气体混合后是单相均一系统，不属于胶体范围。范围。气气-固溶胶固溶胶：如烟，含尘的空气：如烟，含尘的空气 气气-液溶胶液溶胶：如雾，云：如雾，云Page 11溶胶的特性溶胶的特性1. 特有的分散程度特有的分散程度n 粒子的大小在粒子

8、的大小在11000 nm之间，因而扩散较慢，不能透过半透膜，之间，因而扩散较慢，不能透过半透膜，渗透压低但有较强的动力稳定性渗透压低但有较强的动力稳定性 和乳光现象。和乳光现象。2. 多相的不均匀性多相的不均匀性n 具有纳米级的粒子是由许多离子或分子聚结而成，结构复杂，有具有纳米级的粒子是由许多离子或分子聚结而成，结构复杂，有的保持了该难溶盐的原有晶体结构，而且粒子大小不一，与介质的保持了该难溶盐的原有晶体结构，而且粒子大小不一，与介质之间有明显的相界面，比表面很大。之间有明显的相界面，比表面很大。3. 易聚结不稳定性易聚结不稳定性 n 因为粒子小，比表面大，表面自由能高，是热力学不稳定系统，

9、因为粒子小，比表面大，表面自由能高，是热力学不稳定系统，有自发降低表面自由能的趋势，即小粒子会自动聚结成大粒子。有自发降低表面自由能的趋势，即小粒子会自动聚结成大粒子。Page 12胶体分散系统胶体分散系统n 胶体分散系统在生物界和非生物界都普遍存在，胶体分散系统在生物界和非生物界都普遍存在，在实际生活和生产中也占有重要的地位。在实际生活和生产中也占有重要的地位。 n 在工农业等上有广泛的应用在工农业等上有广泛的应用Page 1312.1 溶胶的制备溶胶的制备n 分散法分散法n 用机械、化学等方法使固体的粒子变成胶体大小。用机械、化学等方法使固体的粒子变成胶体大小。n 胶体磨胶体磨n 气流粉碎

10、机气流粉碎机n 电弧法电弧法n 凝聚法凝聚法n 使分子、原子或离子聚结成胶粒使分子、原子或离子聚结成胶粒n 物理凝聚法物理凝聚法：将蒸气状态的物质或溶解状态的物质凝聚成胶体的：将蒸气状态的物质或溶解状态的物质凝聚成胶体的方法。有蒸气凝聚法和过饱和法方法。有蒸气凝聚法和过饱和法n 化学凝聚法化学凝聚法：利用生成不溶性物质的化学反映，通过控制析晶过：利用生成不溶性物质的化学反映，通过控制析晶过程，使其停留在胶核尺度阶段而获得溶胶。程，使其停留在胶核尺度阶段而获得溶胶。n 溶胶的净化溶胶的净化：采用半透膜进行：采用半透膜进行渗析渗析。Page 1412.2 溶胶的光学性质溶胶的光学性质n Tynda

11、ll效应效应n Rayleigh公式公式n 超显微镜与粒子大小的近似测定超显微镜与粒子大小的近似测定Page 15溶胶的光学性质：溶胶的光学性质：Tyndall效应效应n 1869年年Tyndall发现，若令一束会聚光通过溶胶，发现，若令一束会聚光通过溶胶，从侧面可以看到一个发光的圆锥体，这就是从侧面可以看到一个发光的圆锥体，这就是Tyndall效应效应。n 其他分散体系也会产生一点散射光，但远不如溶其他分散体系也会产生一点散射光，但远不如溶胶显著。胶显著。n Tyndall效应已成为判别溶胶与分子溶液的最简便效应已成为判别溶胶与分子溶液的最简便的方法。的方法。n Tyndall效应的另一特点

12、是，不同方向观察到的效应的另一特点是，不同方向观察到的光柱有不同的颜色光柱有不同的颜色Page 16Tyndall效应效应4CuSO 溶溶液液光源光源Fe(OH)3溶胶Page 17Dyndall效应：美丽的自然效应：美丽的自然林间林间Page 18Dyndall效应的本质：光散射效应的本质：光散射n 光是一种电磁波，照射溶胶时，分子中的电子分布发生光是一种电磁波，照射溶胶时，分子中的电子分布发生位移而产生偶极子，这种偶极子向各个方向发射与入射光位移而产生偶极子，这种偶极子向各个方向发射与入射光频率相同的光（次级波），这就是频率相同的光（次级波），这就是散射光散射光。n 分子溶液十分均匀，这种

13、散射光因相互干涉而完全抵消，分子溶液十分均匀，这种散射光因相互干涉而完全抵消，看不到散射光。看不到散射光。 n 溶胶是多相不均匀系统，在胶粒和介质分子上产生的散射溶胶是多相不均匀系统，在胶粒和介质分子上产生的散射光不能完全抵消，因而能观察到散射现象。光不能完全抵消，因而能观察到散射现象。n 如果溶胶对可见光中某一波长的光有较强的选择性吸收，如果溶胶对可见光中某一波长的光有较强的选择性吸收，则透过光中该波长段将变弱，这时透射光将呈该波长光的则透过光中该波长段将变弱，这时透射光将呈该波长光的补色光。补色光。 Page 19瑞利（瑞利（Rayleigh）公式）公式n I0及及l l分别为入射光的强度

14、和波长；分别为入射光的强度和波长；V为每个分散为每个分散相粒子的体积；相粒子的体积；C为单位体积内的粒子数目；为单位体积内的粒子数目；n及及n0分别为分散相及介质的折射率；分别为分散相及介质的折射率；a a为散射角，观为散射角，观察方向与入射方向的夹角；察方向与入射方向的夹角；l为观察者与散射中心为观察者与散射中心的距离。的距离。I =92V2C24l2n2 n20n2+ 2n20(1 + cos2)I0Page 20Rayleigh公式公式n 单位体积的散射光强度与每个粒子体积的平方成单位体积的散射光强度与每个粒子体积的平方成正比；正比；n 散射光强度与入射光波长的散射光强度与入射光波长的4

15、次方成正比，即波长次方成正比，即波长越短其散射光越强。即在可见光里，蓝光与紫光越短其散射光越强。即在可见光里，蓝光与紫光散射最强；散射最强；n 分散相与分散介质的折射率相差愈大，散射光愈分散相与分散介质的折射率相差愈大，散射光愈强；强；n 散射光强度与粒子数密度成正比。散射光强度与粒子数密度成正比。n 浊度计原理浊度计原理Page 21超显微镜与粒子大小的近似测定超显微镜与粒子大小的近似测定n 超显微镜观察的是胶体粒子的超显微镜观察的是胶体粒子的散射光散射光n 可用来估算胶体粒子的平均大小：可用来估算胶体粒子的平均大小：m =43r3 =BC)r =3m41=3=3B4C1=3Page 221

16、2.3 溶胶的动力学性质溶胶的动力学性质n 布朗运动布朗运动n分散介质热运动对胶体粒子的碰撞是不平衡的，因此分散介质热运动对胶体粒子的碰撞是不平衡的，因此胶体粒子将产生位移，即胶体粒子将产生位移，即布朗运动布朗运动。n 爱因斯坦布朗平均位移公式：爱因斯坦布朗平均位移公式：x =R T t3Lr1=2 为粒子在时间为粒子在时间t内的平均位移；内的平均位移；r为粒子半径；为粒子半径；n为分为分散介质的黏度；散介质的黏度；T为热力学温度；为热力学温度；R为摩尔气体常数；为摩尔气体常数；L为阿伏加德罗常数为阿伏加德罗常数xPage 23扩散扩散n 体系中各组分由高浓度向低浓度迁移从而使浓度体系中各组分

17、由高浓度向低浓度迁移从而使浓度趋于均一（即化学势趋于相等），即趋于均一（即化学势趋于相等），即扩散扩散。n Fick第一扩散定律第一扩散定律dndt= D Asdcdx* D =R T6Lr; x =R T t3Lr1=2; m =43r3 =1622R TLD3)D =x22t;M= m L =162(L)2R TLD3Page 24沉降与沉降平衡沉降与沉降平衡n 多相分散系统中的粒子，因受重力作用而下沉的多相分散系统中的粒子，因受重力作用而下沉的过程称为过程称为沉降沉降。n 当粒子大小合适时，重力作用和扩散作用相近，当粒子大小合适时，重力作用和扩散作用相近，将构成将构成沉降平衡沉降平衡。沉

18、降平衡时，粒子数密度随高。沉降平衡时，粒子数密度随高度的分布可用度的分布可用Perrin公式表示：公式表示：l nC2C1= M gR T1 0(h2 h1)n 重力场的气体浓度随高度的变化：重力场的气体浓度随高度的变化：l np2p1= M gR T(h2 h1)Page 2512.4 溶胶的电学性质溶胶的电学性质n 电动现象电动现象n 扩散双电层理论扩散双电层理论n 溶胶的胶团结构溶胶的胶团结构Page 26电动现象电动现象n 电动现象：电动现象：n在外电场作用下，固、液两相可发生相对运动，反过在外电场作用下，固、液两相可发生相对运动，反过来，在外力的作用下，固、液两相发生相对运动，可来，

19、在外力的作用下，固、液两相发生相对运动，可产生电动势。溶胶这种与电动势有关的相对运动称为产生电动势。溶胶这种与电动势有关的相对运动称为电动现象电动现象。n 电动现象包括电动现象包括电泳电泳、电渗电渗、流动电势流动电势和和沉降电势沉降电势n 电泳电泳：n在外电场作用下，胶粒在分散介质中定向移动的现象在外电场作用下，胶粒在分散介质中定向移动的现象称为电泳。称为电泳。n 溶胶电泳现象的存在说明胶粒是溶胶电泳现象的存在说明胶粒是带电带电的的Page 27电泳电泳n 影响电泳的因素有：带电粒子的大小、形状；粒影响电泳的因素有：带电粒子的大小、形状；粒子表面电荷的数目；介质中电解质的种类、离子子表面电荷的

20、数目；介质中电解质的种类、离子强度，强度，pH值和黏度；电泳的温度和外加电压等。值和黏度；电泳的温度和外加电压等。Page 28电渗电渗n 电渗电渗n在外电场作用下，若溶胶例子不动（如将其吸附固定在外电场作用下，若溶胶例子不动（如将其吸附固定于棉花或凝胶等多孔性物质），介质做定向流动，这于棉花或凝胶等多孔性物质），介质做定向流动，这种现象称为种现象称为电渗电渗。n外加电解质对电渗速度影响显著，随着电解质浓度的外加电解质对电渗速度影响显著，随着电解质浓度的增加，电渗速度降低，甚至会改变电渗的方向。增加，电渗速度降低，甚至会改变电渗的方向。n电渗方法有许多实际应用，如溶胶净化、海水淡化、电渗方法有

21、许多实际应用，如溶胶净化、海水淡化、泥炭和染料的干燥等。泥炭和染料的干燥等。Page 29电渗电渗n 图中，图中，3为多孔膜，可以用为多孔膜，可以用滤纸、玻璃或棉花等构成；滤纸、玻璃或棉花等构成；也可以用氧化铝、碳酸钡、也可以用氧化铝、碳酸钡、AgI等物质构成等物质构成n 如果多孔膜吸附阴离子，则如果多孔膜吸附阴离子，则介质带正电，通电时向阴极介质带正电，通电时向阴极移动；反之，多孔膜吸附阳移动；反之，多孔膜吸附阳离子，带负电的介质向阳极离子，带负电的介质向阳极移动。移动。n 在在U型管型管1,2中盛电解质溶液，中盛电解质溶液，将电极将电极5,6接通直流电后，可接通直流电后，可从有刻度的毛细管

22、从有刻度的毛细管 4中，准中，准确地读出液面的变化。确地读出液面的变化。 Page 30流动电势流动电势n 在外力的作用下，液体通过多孔隔膜（或毛细管）在外力的作用下，液体通过多孔隔膜（或毛细管）做定向流动，多孔膜两端所产生的电势差，称为做定向流动，多孔膜两端所产生的电势差，称为流动电势流动电势。流动电势为电渗的逆过程。流动电势为电渗的逆过程Page 31流动电势流动电势n 因为管壁会吸附某种离子，使固体表面带电，电因为管壁会吸附某种离子，使固体表面带电，电荷从固体到液体有个分布梯度。荷从固体到液体有个分布梯度。n 当外力迫使扩散层移动时，流动层与固体表面之当外力迫使扩散层移动时，流动层与固体

23、表面之间会产生电势差，当流速很快时，有时会产生电间会产生电势差，当流速很快时，有时会产生电火花。火花。 在用泵输送原油或易燃化工原料时，要使管道接在用泵输送原油或易燃化工原料时，要使管道接地或加入油溶性电解质，增加介质电导，防止流地或加入油溶性电解质，增加介质电导，防止流动电势可能引发的事故。动电势可能引发的事故。Page 32沉降电势沉降电势n 分散相粒子在重力场或离心场的作用下迅速移动分散相粒子在重力场或离心场的作用下迅速移动时，在移动方向的两端所产生的电势差，称为时，在移动方向的两端所产生的电势差，称为沉沉降电势降电势。n 贮油罐中的油内常会有水滴，水滴的沉降会形成贮油罐中的油内常会有水

24、滴，水滴的沉降会形成很高的电势差，有时会引发事故。通常在油中加很高的电势差，有时会引发事故。通常在油中加入有机电解质，增加介质电导，降低沉降电势。入有机电解质，增加介质电导，降低沉降电势。 Page 33扩散双电层理论扩散双电层理论n 当固体与液体接触时，可以是固体从溶液中选择当固体与液体接触时，可以是固体从溶液中选择性吸附某种离子，也可以是固体分子本身发生电性吸附某种离子，也可以是固体分子本身发生电离作用而使离子进入溶液，以致使固液两相分别离作用而使离子进入溶液，以致使固液两相分别带有不同符号的电荷，在界面上形成了带有不同符号的电荷，在界面上形成了双电层双电层的的结构。结构。 n 早在早在1

25、879年，年，Helmholz提出了提出了平板型模型平板型模型；n 1910年年Gouy和和1913年年Chapman修正了平板型模型，修正了平板型模型，提出了提出了扩散双电层模型扩散双电层模型；n 后来后来Stern又提出了又提出了Stern模型模型。Page 34Helmholtz模型模型 n Helmholtz认为固体的表面电荷与认为固体的表面电荷与溶液中的反号离子构成平行的两层，溶液中的反号离子构成平行的两层，如同一个平板电容器。如同一个平板电容器。n 整个双电层厚度为整个双电层厚度为 n 固体与液体总的电位差即等于热力固体与液体总的电位差即等于热力学电势学电势 0 ，在双电层内，热力

26、学电，在双电层内，热力学电势呈直线下降。势呈直线下降。n 在电场作用下，带电质点和反离子在电场作用下，带电质点和反离子分别向相反方向运动。分别向相反方向运动。n 这模型过于简单，由于离子热运动，这模型过于简单，由于离子热运动，不可能形成平板电容器不可能形成平板电容器+ + + + + + + + + + +Helmholtz双电层模型双电层模型0-Page 35GouyChapman模型模型n Gouy和和Chapman认为，由于正、负离子静电吸引和热运认为，由于正、负离子静电吸引和热运动两种效应的结果，溶液中的反离子只有一部分紧密地排动两种效应的结果，溶液中的反离子只有一部分紧密地排在固体表

27、面附近，相距约一、二个离子厚度称为在固体表面附近，相距约一、二个离子厚度称为紧密层紧密层；n 另一部分离子按一定的浓度另一部分离子按一定的浓度梯度扩散到本体溶液中，离梯度扩散到本体溶液中，离子的分布可用子的分布可用Boltzmann公公式表示，称为式表示，称为扩散层扩散层。n 双电层由紧密层和扩散层构双电层由紧密层和扩散层构成。移动的成。移动的切动面切动面为为AB面面Page 36GouyChapman模型模型x+ + + + + + + + + + + + +扩散层扩散层AB0紧密层紧密层 = 0e xPage 37Stern模型模型n Stern对扩散双电层模对扩散双电层模型作进一步修正型

28、作进一步修正n Stern认为吸附在固体认为吸附在固体表面的紧密层约有一、表面的紧密层约有一、二个分子层的厚度，二个分子层的厚度，后被称为后被称为Stern层层；n 由反号离子电性中心由反号离子电性中心构成的平面称为构成的平面称为Stern平面。平面。Page 38Stern模型模型n 由于离子的溶剂化作由于离子的溶剂化作用，胶粒在移动时，用，胶粒在移动时，紧密层会结合一定数紧密层会结合一定数量的溶剂分子一起移量的溶剂分子一起移动，所以滑移的动，所以滑移的切动切动面面由比由比Stern层层略右略右的的曲线表示。曲线表示。n 从固体表面到从固体表面到Stern平平面，电位从面，电位从 0 0直线

29、下直线下降为降为 。Page 39 电位电位n 带电的固体或胶粒在移动时，移动的切动面与液带电的固体或胶粒在移动时，移动的切动面与液体本体之间的电位差称为体本体之间的电位差称为 电势。电势。n 在扩散双电层模型中，切动面在扩散双电层模型中，切动面AB与溶液本体之间与溶液本体之间的电位差为的电位差为 电势；电势；n 电势总是比热力学电势低，外加电解质会使电势总是比热力学电势低，外加电解质会使 电电势变小甚至改变符号。势变小甚至改变符号。n 只有在带电质点移动时才显示出只有在带电质点移动时才显示出 电势，所以它电势，所以它又被称为又被称为电动电势电动电势。Page 40 电位电位ca外加电解质对外

30、加电解质对 电势的影响电势的影响4cxa3c2c1c1d2d3dPage 41 电势的测定电势的测定n Smoluchowski公式：双电层厚度公式：双电层厚度k k11较小，即较小，即k kr11u =vE=) =vEn v为电泳速度；为电泳速度；E为电场强度；为电场强度；u为胶核的电迁移为胶核的电迁移率；率；e e为介质的介电常数，为介质的介电常数，e e=e ere e0，e er为相对介电为相对介电常数，常数，e e0为真空介电常数；为真空介电常数；h h为介质的黏度；为介质的黏度；n Hchkel公式：双电层厚度公式：双电层厚度k k11较大，即较大，即k kr1 C s+ R b+

31、 N H+4 K+ N a+ Li+n不同的一价阴离子所形成的钾盐，对带正电的溶不同的一价阴离子所形成的钾盐，对带正电的溶胶的聚沉能力则有如下次序：胶的聚沉能力则有如下次序：F C l B r N O3 I SC N O Hn同价离子聚沉能力的这一次序称为同价离子聚沉能力的这一次序称为感胶离子序感胶离子序。它与它与水合离子半径水合离子半径从小到大的次序大致相同。从小到大的次序大致相同。 Page 54大分子的聚沉作用大分子的聚沉作用n 大分子的加入可使溶胶大分子的加入可使溶胶稳定稳定或或聚沉聚沉n在加入少量大分子溶液时，会促使溶胶的聚沉，这种在加入少量大分子溶液时，会促使溶胶的聚沉，这种现象称

32、为现象称为敏化作用敏化作用；n搭桥作用搭桥作用n脱水效应脱水效应n电中和效应电中和效应n当加入大分子溶液的量足够多时，会保护溶胶不聚沉当加入大分子溶液的量足够多时，会保护溶胶不聚沉n大分子吸附在胶粒的表面而起保护作用大分子吸附在胶粒的表面而起保护作用Page 55高分子化合物对溶胶的絮凝和稳定作用高分子化合物对溶胶的絮凝和稳定作用n 高分子化合物对溶胶的高分子化合物对溶胶的絮凝絮凝作用作用n高分子的高分子的絮凝作用絮凝作用则是由于吸附了溶胶粒子以后，高则是由于吸附了溶胶粒子以后，高分子化合物本身的链段旋转和运动，将固体粒子聚集分子化合物本身的链段旋转和运动，将固体粒子聚集在一起而产生沉淀。在一

33、起而产生沉淀。n絮凝作用具有迅速、彻底、沉淀疏松、过滤快、絮凝絮凝作用具有迅速、彻底、沉淀疏松、过滤快、絮凝剂用量少等优点，特别对于颗粒较大的悬浮体尤为有剂用量少等优点，特别对于颗粒较大的悬浮体尤为有效。这对于污水处理、钻井泥浆、选择性选矿以及化效。这对于污水处理、钻井泥浆、选择性选矿以及化工生产流程的沉淀、过滤、洗涤等操作都有极重要的工生产流程的沉淀、过滤、洗涤等操作都有极重要的作用。作用。Page 56高分子化合物絮凝作用高分子化合物絮凝作用n 高分子化合物絮凝作用的特点：高分子化合物絮凝作用的特点：起絮凝作用的高分子化合物一般要具有链状结构起絮凝作用的高分子化合物一般要具有链状结构 任何

34、絮凝剂的加入量都有一最佳值任何絮凝剂的加入量都有一最佳值 高分子的分子质量越大，絮凝效率也越高高分子的分子质量越大，絮凝效率也越高 高分子化合物基团的性质对絮凝效果有十分重要的影响高分子化合物基团的性质对絮凝效果有十分重要的影响 絮凝过程与絮凝物的大小、结构、搅拌的速率和强度等絮凝过程与絮凝物的大小、结构、搅拌的速率和强度等都有关系都有关系Page 57高分子化合物对溶胶的稳定作用高分子化合物对溶胶的稳定作用 n 在溶胶中加入一定量的高分子化合物或缔合胶体，在溶胶中加入一定量的高分子化合物或缔合胶体，能显著提高溶胶对电解质的稳定性，这种现象称能显著提高溶胶对电解质的稳定性，这种现象称为为保护作

35、用保护作用，又称之为，又称之为空间稳定性空间稳定性 n 溶胶被保护以后，其电泳、对电解质的敏感性等溶胶被保护以后，其电泳、对电解质的敏感性等会产生显著的变化，显示出一些亲液溶胶的性质，会产生显著的变化，显示出一些亲液溶胶的性质，具有抗电解质影响、抗老化、抗温等优良性质。具有抗电解质影响、抗老化、抗温等优良性质。Page 5812.6 乳状液乳状液n 乳化剂乳化剂n 两种乳状液两种乳状液O/W型和型和W/O型乳状液型乳状液 n 乳状液的稳定性乳状液的稳定性n 乳状液的不稳定性乳状液的不稳定性分层变型和破乳分层变型和破乳 Page 59乳化剂乳化剂n 为了形成稳定的乳状液所必须加的第三组分通常为了

36、形成稳定的乳状液所必须加的第三组分通常称为称为乳化剂乳化剂，通常为人工合成的表面活性剂，能，通常为人工合成的表面活性剂，能显著降低界面的吉布斯自由能。显著降低界面的吉布斯自由能。n 乳化剂是乳状液稳定的作用称为乳化剂是乳状液稳定的作用称为乳化作用乳化作用Page 60O/W型和型和W/O型乳状液型乳状液n 乳状液是由一种液体以极小的液滴形式分散在另乳状液是由一种液体以极小的液滴形式分散在另一种与其不混溶的液体中所构成一种与其不混溶的液体中所构成 n 如果是如果是“油油”分散在分散在水水中所形成，称为水包油乳中所形成，称为水包油乳状液，用符号状液，用符号O/W表示表示 n 如果是如果是“水水”分

37、散在分散在油油中所形成，称为油包水乳中所形成，称为油包水乳状液，用符号状液，用符号W/O表示表示 n 被分散的相称为被分散的相称为内相内相，是不连续的；而作为分散，是不连续的；而作为分散介质的相称为介质的相称为外相外相，是连续的，是连续的 Page 61O/W型和型和W/O型乳状液型乳状液W/OW/O型型 O/WO/W型型 水水油油（a a）水水油油（b b）Page 62 确定乳状液的类型确定乳状液的类型n 稀释法稀释法：乳状液能为其外相液体所稀释：乳状液能为其外相液体所稀释n 染色法染色法：将微量的油溶性染料加到乳状液中，若：将微量的油溶性染料加到乳状液中，若整个乳状液带有颜色，则是整个乳

38、状液带有颜色，则是W/O型乳状液，如只型乳状液，如只有小液滴带有颜色，则是有小液滴带有颜色，则是O/W型乳状液。型乳状液。 n 电导法电导法：以水为外相的：以水为外相的O/W型乳状液有较好的电型乳状液有较好的电导性能，而导性能，而W/O型乳状液的电导性能很差。型乳状液的电导性能很差。 Page 63表面活性剂的表面活性剂的HLB值值n Griffin（格里芬）提出了用（格里芬）提出了用HLB(hydrophile-lipophile balance，亲水亲油平衡亲水亲油平衡)值来表示表面值来表示表面活性剂的亲水性活性剂的亲水性 HLB值=亲水基质量亲水基质量+憎水基质量100/5n 例如：例如：石蜡石蜡无亲水基，所以无亲水基，所以 HLB=0n 聚乙二醇聚乙二醇，全部是亲水基，全部是亲水基，HLB=20。n 其余非离子型表面活性剂的其余非离子型表面活性剂的HLB值介于值介于020之间。之间。Page 64表面活性剂的表面活性剂的HLB值值n 根据需要，可根据根据需要，可根据HLB值选择合适的表面活性剂值选择合适的表面活性剂n 例如：例如：nHLB值在值在26之间，作油包水型的乳化剂之间，作油包水型的乳化剂n810之间作润湿剂；之间作润湿剂；n1218之间作为水包油型乳化剂。