【正文】 . 與膠粒帶相反電荷離子的影響 與膠粒帶相反電荷離子的 價數(shù)越高 ，其聚沉值越小， 聚沉能力越強 。 ? 膠粒帶相同的電荷，同性電荷相斥，使膠粒不易相互靠近，兩個膠粒要合并必須克服一個勢能壘 電勢越大，勢能壘也就越高，這也就是制備溶膠時必須加少量電解質(zhì)作為穩(wěn)定劑的原因 ? 電解質(zhì)對溶膠穩(wěn)定性的影響 1. DLVO 理論 兩個前蘇聯(lián)科學(xué)家和兩個荷蘭科學(xué)家分別從理論上闡明了溶膠的穩(wěn)定性及外加電解質(zhì)的影響，后來人們以他們名字的第一個字母稱為 DLVO 理論 在膠粒相距較遠時，主要以 van der Waals引力為主 當膠?？拷诫p電層重疊時，主要以排斥力為主，形成一個勢能壘 DLVO 理論對這些作用能進行計算，從理論上說明了聚沉值與使溶膠聚沉的電解質(zhì)反號離子電價之間的關(guān)系。 但是，如果 Brown運動太激烈，增加了粒子互碰的機會，一旦粒子合并變大，在重力場中就會沉降。 在重力場的作用下，帶電的分散相 粒子 ，在分散介質(zhì)中 迅速沉降 時，使底層與表面層的粒子濃度懸殊，從而產(chǎn)生電勢差，這就是 沉降電勢 。 在外力作用 (如加壓 )下，迫使液體流經(jīng)毛細管或通過由粉末壓成的多孔膜時，在毛細管的兩端或在多孔膜的兩側(cè)會產(chǎn)生電勢差，這種電勢差稱為流動電勢 流動電勢 毛細管壁與液體的界面也是雙電層結(jié)構(gòu) 處于擴散層中的反號離子作定向移動時，就會產(chǎn)生電勢差，這就是流動電勢。ckel公式計算電泳速率，即 6Eu ????? 可見，電泳速率 u 受介質(zhì)的黏度和介電常數(shù)的影響，受電場強度的影響，也受動電電勢的影響。 緊密層 雙電層和動電電勢 x + + + + + + + + + + + + A B 0?擴散層 ? 為熱力學(xué)電勢 0? 是 AB線以右的擴散層的電勢差 ?但無法解釋為何 電勢受外加電解質(zhì)影響 ? 雙電層和動電電勢 Stern雙電層 x + + + + + + + + + + + + A B 0??1?將 AB面稱為 Stern面 AB面以左為 Stern層 層中離子會水合 ,切動面是個曲面 是曲面以右的電勢差 ? 雙電層和動電電勢 x + + + + + + + + + + + + A B 0??1? 從固體表面到緊密層電勢直線下降 ,用 ?1表示 ?0 是熱力學(xué)電勢 ?1的值要比 ?0小 帶電的膠粒只有在移動時才會顯示出切動面，才會有 電勢，所以 電勢稱為動電電勢 ?? 電勢越大，膠粒越穩(wěn)定 ,不容易凝聚 ? 雙電層和動電電勢 當有外來電解質(zhì)加入時，與固體所帶電荷相反的離子（稱為異電性離子）會進入溶劑化層，使整個雙電層變薄。 Gouy和 Chapman提出的 擴散雙電層模型 如下所示。 裝置中用的是鉑黑電極，樣品放在作為觀察管的玻璃毛細管內(nèi)，電泳池是封閉的。 凝膠電泳的分辨率極高。 將該濾紙干燥后再浸入染料液中，由于各不同組分對染料的選擇吸附不同而顯示不同的顏色，從而可以區(qū)分不同的組分。 電泳 區(qū)帶 電泳 區(qū)帶電泳實驗簡便、易行，樣品用量少，分離效率高，是分析和分離蛋白質(zhì)等的生物膠體的基本方法。 如 界面電泳儀 ，適用于溶膠量較大的系統(tǒng) 區(qū)帶電泳、凝膠電泳等適用于生物膠體 顯微電泳儀適用于樣品極少或個別膠粒的觀察 電泳 界面移動電泳儀 先在漏斗中裝入待測溶膠 打開活塞，使溶膠進入 U型管 溶膠在左、右兩臂的液面與活塞等高時，關(guān)閉活塞 在活塞上部的管中加入超濾液或等滲溶液 電泳 小心打開活塞 ，接通電源，觀察液面的變化。 電泳 膠粒帶電的原因 (3) 電離 又如， 蛋白質(zhì)分子 有許多羧基和胺基，在 pH較高 的溶液中，離解生成 P–COO 而 負帶電 ；在 pH較低的溶液中，生成 PNH3+而 帶正電 。 電泳 如黏土和分子篩等由硅氧四面體和鋁氧四面體組成，由 H+ ， Na+等離子來平衡電荷，當離子擴散到介質(zhì)中時，黏土和分子篩等微粒就帶負電。電泳和電滲是因電而動。 （ 4） 觀察膠粒的布朗運動 、電泳、沉降和凝聚等 現(xiàn)象。 （ 2） 間接推測膠粒的形狀和不對稱性。 顯微鏡 可調(diào)狹縫 碳弧電源 膠體 光學(xué)性質(zhì) 照射光從碳弧光源射出，經(jīng)可調(diào)狹縫后，由透鏡會聚，從側(cè)面射到盛膠體的樣品池中。 超顯微鏡觀察的不是膠粒本身，而是觀察膠粒發(fā)出的散射光。 2. 分散相與分散介質(zhì)的折射率相差越顯著，則散射作用也越顯著。 Tyndall效應(yīng)實際上已成為 判別溶膠與分子溶液的最簡便的方法 。 光散射現(xiàn)象的本質(zhì) 光是一種電磁波，照射溶膠時，分子中的電子分布發(fā)生位移而產(chǎn)生偶極子，這種偶極子像小天線一樣向各個方向發(fā)射與入射光頻率相同的光，這就是散射光。 （ 1）當光束通過 粗分散系統(tǒng) ，由于粒子大于入射光的波長，主要發(fā)生 反射 ，系統(tǒng)呈現(xiàn)混濁。 動力性質(zhì) 3. 沉降與沉降平衡 達到沉降平衡時 ， 粒子隨高度分布的情況與大氣在地球表面分布類似，可以用高度分布定律。由于憎液溶膠不穩(wěn)定，濃度不能太大，所以測出的滲透壓及其他依數(shù)性質(zhì)都很小。 代入得 16RTDLr??? 動力性質(zhì) 2. 擴散與滲透壓 16RTDLr??? 從 Brown 運動實驗，測出平均位移，就可求出擴散系數(shù) D 有了擴散系數(shù)，就可以從上式求粒子半徑 r。 認為 Brown運動是分散介質(zhì)分子以不同大小和不同方向的力對膠體粒子不斷撞擊而產(chǎn)生的 . 由于受到的力不平衡 ，所以連續(xù)以不同方向、不同速度作不規(guī)則運動。 用超顯微鏡可以觀察到溶膠粒子不斷地作不規(guī)則 “之” 字形的運動 從而能夠測出在一定時間內(nèi)粒子的平均位移。 后來又發(fā)現(xiàn)許多其它物質(zhì)如煤、 化石、金屬等的粉末也都有類似的現(xiàn)象。 2. 超過濾法 將半透膜上的膠粒迅速用含有穩(wěn)定劑的介質(zhì)再次分散。 HCl1. 滲析法 簡單滲析 利用濃差，多余的電解質(zhì)離子不斷向膜外滲透 如將裝有溶膠的半透膜容器不斷旋轉(zhuǎn)，可以加快滲析速度。 實際是利用物質(zhì)在不同溶劑中的溶解度不同 ,把普通溶液突然變成過飽和溶液，使溶質(zhì)凝聚成膠粒 膠團的結(jié)構(gòu) 膠 團 的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，先有一定量的難溶物分子聚結(jié)形成膠粒的中心，稱為 膠核 ； 然后膠核選擇性的吸附穩(wěn)定劑中的一種離子，形成緊密吸附層； 膠粒與擴散層中的反號離子，形成一個電中性的膠團 。 在水中加入少量 NaOH 作為穩(wěn)定劑。 制備過程包括先分散后凝聚兩個過程。 分散相、分散介質(zhì)和穩(wěn)定劑從空心軸 A處加入，從 C盤與B盤的狹縫中飛出，用兩盤之間的應(yīng)切力將固體粉碎。例如，將廢輪胎粉碎，先用液氮處理，硬化后再研磨。 用化學(xué)或物理方法，將分子或離子凝聚成一定粒度的膠粒。 或由締合表面活性物質(zhì)保護的一種微小液滴，均勻地分散在另一種液體介質(zhì)中，形成半徑落在膠體粒子范圍內(nèi)的 微乳狀液 。 親液溶膠是熱力學(xué)上穩(wěn)定、可逆的系統(tǒng)。 由 ， 和 等難溶物質(zhì)分散在液體介質(zhì) (通常是水 )中形成的溶膠。當分散相為固體或液體時，形成氣 固或氣 液溶膠 B. 氣 固溶膠 如青煙，含細塵的空氣 A. 氣 液溶膠 如霧，某些云 沒有氣 氣溶膠 ，因為不同的氣體混合后是單相均一系統(tǒng)，不屬于膠體范圍。 （ 3）粗分散系統(tǒng) 當分散相粒子大于 1000 nm，目測是混濁不均勻系統(tǒng)，放置后會沉淀或分層，如黃河水。通常把這種系統(tǒng)稱為真溶液，如 CuSO4水溶液。 云： 水分散在空氣中 被分散的物質(zhì)稱為分散相 （ dispersed phase) 另一種物質(zhì)稱為分散介質(zhì) （ dispersing medium) 膠體分散系統(tǒng)概述 牛奶： 乳脂分散在水中 珍珠： 水分散在蛋白質(zhì)中 分類系統(tǒng)通常有三種分類方法： ?分子分散系統(tǒng) 1. 按分散相粒子的大小分 2. 按分散介質(zhì)的物態(tài)分 ?液溶膠 3. 按膠體分散系統(tǒng)的性質(zhì)分 ?憎液溶膠 ?膠體分散系統(tǒng) ?粗分散系統(tǒng) ?固溶膠 ?氣溶膠 ?親液溶膠 ?締合溶膠 膠體分散系統(tǒng)概述 ｛ ｛ ｛ (1) 分子分散系統(tǒng) 分散相與分散介質(zhì)以分子或離子形式彼此混溶，沒有界面，是 均勻的單相 ，分子半徑大小在 109 m以下 。也有的將 1 ~ 1000 nm的粒子歸入膠體范疇。當分散相為不同狀態(tài)時，則形成不同的固溶膠 C. 固 固溶膠 有色玻璃，不完全互溶的合金 B. 固 液溶膠 珍珠，某些寶石 A. 固 氣溶膠 泡沫塑料，沸石分子篩 2. 按分散介質(zhì)的物態(tài)分類 （ 3）氣溶膠 將 氣體作為分散介質(zhì) 所形成的溶膠。 這是膠體分散系統(tǒng)中主要研究的內(nèi)容。 3. 按膠體分散系統(tǒng)的性質(zhì)分類 （ 2）親液溶膠 半徑落在膠體粒子范圍內(nèi)的大分子物質(zhì)，溶解在合適的溶劑中形成的溶膠。 3. 按膠體分散系統(tǒng)的性質(zhì)分類 （ 3）締合膠體 由表面活性物質(zhì)締合 形成膠束 ，分散在介質(zhì)中，膠束半徑已落在膠體粒子范圍內(nèi)。制備方法大致可分為兩類： 1. 分散法 2. 凝聚法 用機械 設(shè)備 、 電能或熱能 等 將粗分散的難溶物質(zhì)分散成微小顆 粒。 （ 1） 膠體磨 這方法適用于 脆而易碎的物質(zhì) ，對柔韌性的物質(zhì)必須先硬化后再粉碎。 A為空心轉(zhuǎn)軸，與 C盤相連，向一個方向旋轉(zhuǎn)， B盤向另一方向旋轉(zhuǎn)。 （ 3） 電弧法 電弧法主要用于制備金、銀、鉑等金屬溶膠。 制備時在兩電極上施加 直流電，調(diào)節(jié)電極之間的距離，使之形成電弧。 這種穩(wěn)定劑一般是某一過量的反應(yīng)物 憎液溶膠的制備 例如，硫化砷溶膠的制備 又如，用水解反應(yīng)制氫氧化鐵溶膠 穩(wěn)定劑是略過量的反應(yīng)物硫化氫 FeCl3 (稀 )+3H2O (熱 ) = Fe(OH)3 (溶膠 )+3HCl 穩(wěn)定劑是反應(yīng)過程中產(chǎn)生的 FeO+ 2 3 2 3 3A s O ( s) 3 H O ( l ) 2 H A sO? ??? 3 3 2 2 3 22 H A sO 3 H S A s S ( ) 6 H O ( l )? ??? ?溶膠 憎液溶膠的制備 （ 2） 物理凝聚法 蒸氣凝聚法 例如，將汞蒸氣通入冷水中，可獲得汞的水溶膠 在加熱汞時生成的少量氧化物作為穩(wěn)定劑 更換溶劑法 例如 , 松香易溶于乙醇而難溶于水，將松香的乙醇溶液滴入水中可制備松香的水溶膠 。 3 2 3F e Cl 3 H O F e ( O H ) ( ) 3 H Cl??（熱） 溶膠32F e ( O H ) H C l F e O C l 2 H O? ??? ?