第六章 表面现象和分散系统
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第六章 表面现象和分散系统. § 6.1 气体在固体表面的吸附. § 6.2 液体表面自由能和表面张力. § 6.3 溶液表面的吸附及表面活性剂的概念. § 6.4 表面活性剂及其作用. § 6.5 溶胶及其性质. § 6.6 溶胶的聚沉和絮凝. 第六章 表面现象和分散系统. 表面现象 —— 固相表面、液相表面. 本章特点:. 热力学的延伸 独特的应用 为催化打基础 叙述性多,推理性少. § 6.1 气体在固体表面的吸附. 1. 吸附的本质和类型 吸附的本质 是吸附的作用力,由本质决定着吸附的性 - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
第六章 表面现象和分散系统
§ 6.1 气体在固体表面的吸附
§ 6.2 液体表面自由能和表面张力
§ 6.3 溶液表面的吸附及表面活性剂的概念
§ 6.4 表面活性剂及其作用
§ 6.5 溶胶及其性质
§ 6.6 溶胶的聚沉和絮凝
第六章 表面现象和分散系统 表面现象 —— 固相表面、液相表面
本章特点: 热力学的延伸
独特的应用
为催化打基础
叙述性多,推理性少
§ 6.1 气体在固体表面的吸附 1. 吸附的本质和类型
吸附的本质是吸附的作用力,由本质决定着吸附的性
质:吸附热、吸附速度、稳定性、选择性、吸附分子层等
吸附的类型 物理吸附 化学吸附
吸附力本质 范德华力 化学键力
由本质决定的性质
① 吸附热 较小 较大
② 速度 较快 较慢
( 均放热 )( 约 2104~4104J•mol-1)( 约 4104~4105J•mol-1)
③ 稳定性 差,易解吸 好,不易解吸
④ 选择性 无选择性,易液化者易吸附 有选择性
⑤ 分子层 单分子层或多分子层吸附 只能形成单分子层吸附
区别两种类型吸附的方法:①吸附光谱
② 等压吸附曲线
2. 吸附平衡和吸附量
吸附平衡:在 T、 P 一定的条件下,当吸附速率 = 解吸
速率时,吸附在固体表面上的气体量不随
时间变化,即达到吸附平衡。吸附量: 达到吸附平衡时,单位质量吸附剂所能吸
附的气体物质的量,以 q 表示。
q=n/m 或 q=V/m
3. 吸附曲线 实验表明,对于一个给定的体系,达到平衡时的吸附
量与温度 (T) 及吸附质的平衡分压 (P) 有关。表示为:
a = f (T.P)
令: P 一定,则 q=f(T), q~T 关系曲线称吸附等压线
q 一定, 则 P=f(T), P~T 关系曲线称吸附等量线
T 一定,则 q=f(P), q~P 关系曲线称吸附等温线
吸附曲线
① 吸附等压线:P= 常数, q~T 关系曲线。用途之一:判
别吸附类型。吸附放热,随温度升高,吸附量下降。但是:
物理吸附易于进行,速度快,易达平衡。即随 T↑, q↓;
化学吸附的速度慢,未达平衡前, T ↑、 q ↑,
达到平衡后, T ↑、 q ↓。
如图:
T→
V↑
(CO)
快
物理吸附慢
化学吸附
未达平衡前 达到平衡后
CO在 Pt 上的吸附等压线
凡吸附等压线有随 T ↑而 q ↑ 的区域,可判定有化学吸附产生。
② 吸附等量线:q= 常数,吸附质平衡分压 P~T 的关系。
用途——求吸附热。 克劳修斯—克拉贝龙 (Clausias—Clapeyron) 方程:
2
ln
RT
H
dT
Pd
VT
H
dT
dP m
m
m
理想气体时
a 一定, P~T 关系成为:
0ln
2
吸附吸附
mm
q
HRT
H
T
P
T↑, P↑
若近似将吸附热看作是常数,不定积分有:
CRT
HP m
吸附ln
以 lnP~1/T 作图,得一直线,其斜率为△ Hm( 吸附 )/R
吸附热△ Hm( 吸附 ) 的大小为吸附强弱的标志,是吸附的
重要参数。 ③ 吸附等温线: T= 常数, q~P 的关系曲线。由于:
(a)吸附剂表面性质不同
(b) 吸附剂孔径分布的性质不同
(c) 吸附剂与吸附质相互作用的性质不同
∴ 吸附等温线
有多种类型
用途——从吸附等温线的不同类型,可以反过来推测和
了解吸附剂的性质。
V
P
V
P
V
P
V
P
V
P
4. Langmuir( 兰缪尔 ) 单分子层吸附等温式
基本假设:① 吸附力是吸附剂表面的剩余价力。当吸附
剂表面上已盖满一层吸附质分子后,剩余
价力已被饱和,因此吸附是单分子层的。
② 吸附剂表面是均匀的,被吸附的分子间无
相互作用——理想吸附。
以 — 固体表面已被吸附质分子覆盖的百分数
则 (1 – ) — 固体表面尚未被覆盖的百分数
根据① 吸附速率 rads = k1 (1 – ) P ( 吸附 adsorb)
根据② 解吸速率 rd = k-1 ( 解吸 desorption)
当达到吸附平衡时 rads = rd ( T、 P 一定)
即 k1 (1 – ) P = k-1
Pkk
Pk
11
1
因此
令 : a = k1/k-1 ‚ 称吸附平衡常数 ‚ a 值的大小代表了固
体表面吸附气体能力的强弱程度。aP
aP
1
则有
气体在固体表面上的吸附量 q ∝
aP
kaPkq
1
k — 吸附比例常数
称为 :
Langmuir
吸附等温式
从以上两种形式的 Langmuir 吸附等温式可以看出 :
① 当气体压力很小或吸附很弱时 aP << 1
q = kaP
② 当压力相当大或吸附很强时 aP >> 1
q = k ( 饱和吸附 )q
P低压 高压
q=kaPq=k
q=k
饱和吸附
③ 当压力适中时 q = kaP/ 1 + aP = k
k
P
kaq
P
aP
kaPq
1
1写成用途 (1) ④ 将式
可见 以 (P/q)~P 作图 直线斜率为 1/k 截距为 1/ka
由此可求出 k 和 a
若 V— 气体分压为 P 时实际吸附量
Vm— 表面上吸满单分子层的 ( 饱和 ) 吸附量
则固体表面被覆盖的百分数 = V/Vm
mmm V
P
aVV
P
V
V
aP
aP
1
1写成
以 (P/V)~P 作图 斜率为 1/Vm 截距为 1/Vm·a 可求出
Vm及 a 值。
用途 (2) ⑤ 将 Langmuir公式推广到多种气体的混合吸
附 此时
ii
iii Pa
Pa
1
式中 : i — 第 i种气体在固体表面的覆盖率
ai — 第 i种气体的吸附系数
Pi — 第 i种气体的平衡分压
此式应用在气–固复相催化反应 ⑥ Langmuir 吸附等温式的正确性与局限性
习题 : P985 第 21 、 24 题
习题 : p402 第 11 题; p403 第 13 题
5. BET 多分子层吸附等温式 1938年由 Brunaure—Emmett—Teller三人在继承了
Langmuir观点的基础上提出了多分子层气—固吸附理论:
① 吸附作用是吸附和解吸两相反过程的动态平衡;
② 固体表面是均匀的,被吸附的分子的解吸不受
其周围分子的影响;
Langmuir
观
点 ③ 固体表面吸附了一层分子后,由于被吸附气体本身的
范德华力,还可以继续发生多分子层的吸附。
第一层吸附是固—气间的相互作用;
以后各层的吸附是相同气体分子间的相互作用。
据此, B—E—T导出当吸附达到平衡后,气体的吸附量:
ssm PPCPP
PCVV
/11
B-E-T 吸附公式
式中:
V— 气体平衡分压为 P 时的实际吸附量
Vm— 气体在固体表面的饱和吸附量
Ps— 实验温度下吸附质的饱和蒸气压
C— 与吸附热有关的常数
一定体系,
一定 T 下,
C 、 Ps、 Vm
均为常数
B-E-T 吸附公式适用范围:单分子层吸附
多分子层物理吸附的主要类型
B-E-T 吸附公式的主要用途:测定固体的比表面
B-E-T公式重排后:
smms P
P
VC
C
VCPPV
P
11
mmss VCVC
C
P
P
PPV
P
1
,1
~ 截距为作图,直线斜率为由
)(截距斜率
31cmVm
分子数—单分子层饱和吸附的—LVm 22400
)—吸附剂总表面积(— 2
22400mA
LVS m
A: 吸附质分子
的截面积 (m2)
)—吸附剂的比表面积(—比12
22400
gm
W
ALV
W
SS m
W —— 吸附剂的重量 (g)
例题:根据 0℃时丁烷在某催化剂上的吸附数据,以
SS P
P
PPV
P~
作图后,求出 Vm = 24.5cm3
已知丁烷的 A = 0.446nm2 = 4.46 10-19m2
吸附剂的 W = 1.876 g
121923
157876.1
1046.4
22400
10023.65.24
gmS比求出
B-E-T公式的适用范围 : 相对压 (P/Ps) 在 0.05~0.35 之间
当相对压在 0.35~0.6 间 ,用包括三个常数的 B-E-T公式:
1
1
//11
//11n
Ss
ns
ns
sm
PPCppC
ppnppn
Pp
CpVV
§ 6.2 液体表面自由能和表面张力1. 表面功和表面能
任何一个物相其表面分子与内部分子所具有的能量是
不同的。
受到周围
分子的引力是对称的,
相互抵消,总和为 0。
下部液体
分子对其的引力远大于其
上方气体分子对其的引力,
即液体表面的分子受到向
内的拉力。
液体内部分子: 液体表面分子:
因此,要扩大液体的表面,就必须克服这种向内的拉力
作功 称为 表面功。表面扩展完成后,表面功转化为表 面分子的能量——表面能。
2. 比表面能和表面张力 在一定的 T、 P 下,对一定的体系来说:
增大表面积 dA ∝ 所需的表面功 W’
亦为 – W’ = dA — 比例常数
若扩大液体表面的过程在热力学上是可逆的,则:
–dGT.P = W’
BnPTPT A
GdAdG
...
或
的物理意义:单位表面积上的分子比相同数目内部分子
所“超额”的 Gibbs自由能——比表面能。 比表面能与 T、 P 、体系的性质、组成以及共存的另一
物相的性质有关。其单位为: J·m-2
的单位也可以是 N·m-
1
—— 表面张力,物理意义为: 沿与表面相切的方向,垂直作用于表面上单位长度的力。
其合力的方向与使液体面积增大的外拉力方向相反。
作为比表面能和表面张力的异同点:
相同处——数值一样,量纲相同,都是体系的强度性质。
不同处——物理意义不同,所用单位不同。比表面能是标
量,表面张力是矢量。
与温度的关系: T↑而 ↓
3. 高度分散体系具有巨大的表面能 dAdG PT . AG 表
例如: 20℃时,水的 = 0.728 J·m-2,
若 1g 水作为一个球滴存在时,表面积 A=4.8510-
4m2
表面能JG 54 105.31085.4728.0 表
但是当体系被高度分散,比如将 1g 水分散成若干 10-7cm
的小液滴, A = 3.0103m2 ,此时表面能为:JG 218100.3728.0 3 表
由于高度分散体系的 Gibbs自由能升高,其为热力学上
的不稳定体系。必须设法降低来抵消 A↑ 所引起的表面能的增大才能使其趋于相对稳定。
习题 : P982 第 1 题
§ 6.3 溶液表面的吸附及表面活性剂的概念 液体表面具有表面能 AG 表
等温等压下自发过程要求 0. PTG
∴ 对于液体 缩小表面积 A 或降低表面张力 都可降低 GT.P
定 T定 P 下纯液体的为定值。因此 所有纯液体都
有缩小其表面积并使之趋于球形的倾向。
p410 第 17、 19题
1. 溶液表面的吸附现象 表面活性物质 (Surface – active agent)
溶液与纯液体不同 不是定值 若 :
溶质 > 溶剂
定义 : 凡某种物质 i 的 i<< 水溶入少量该物质于水中
就能导致水溶液表面张力急剧下降但降到一定
程度后又趋于平缓这样的物质称为表面活性剂。
溶质在表面层的浓度 <其在溶液本体的浓度
—溶液表面的“负吸附”溶质在表面层的浓度 >其在溶液本体的浓度
—溶液表面的“正吸附”
溶质 < 溶剂
浓度%
表面活性剂
(双亲的有机物 )
亲水的极性基团
憎水的非极性基团
(-OH.-COOH.-SO3-
-OSO3 …)
(8~20碳链 .环 )
常见的表面活性剂 : 硬脂酸钠、 长碳氢链有机盐烷基苯磺酸钠 …
2. Gibbs 吸附公式
T、 C、 、 四量关系 : TdC
d
RT
C
式中 : — 溶液表面的超吸附量 (mol/m2)
0,0
时当
TdC
d即溶质在溶液表面层发生正吸附
值TdC
d
— 溶质 ( 表面活性剂 ) 活性大小的标志
3. 表面活性剂分子在两相界面上的定向排列 根据– c 关系的经验公式 :
'
/1lg00 K
ccb
当溶液浓度足够大时,将所得的关系代入Gibbs公式得:
RT
b 0式中: 0——纯溶剂的表面张力
b—— 同系物共有的常数,
如 C2—C6 脂肪酸 b=0.18
因此,对于一定 T 下的一定体系,当溶液的浓度达到
或超过某一数值后,—饱和吸附量:RT
b 0
C
的两个无关:
①与溶液的本体浓度无关
② 与同系物的碳氢链长度无关
的用途:计算表面活性剂分子的截面积
∵>>C ∴ , —单位表面上溶质的总
物质量(mol·m-2)
)(1 2
0
mLb
RT
LA
积因此,每个分子的截面
例: 25℃时,水的 0= 0.072N·m-1 ,脂肪酸 b = 0.18
∴脂肪酸分子的截面积 A = 3210-20m2 = 32Å2 4. 表面膜 表面膜是二维伸展结构体,其基本功能是能有选择
地透过特定的物质。表面膜有分离功能,能量转化功能
和生物功能。
例如:磷酸酯类化合物溶于挥发性有机溶剂
滴于水面:
磷酸酯类化合物
( 不溶于水 ) 水层
挥发性溶剂层空气层
5. 表面活性剂的临界胶束浓度
① 当表面活性剂的浓度增大到一定程度时,表面活性剂
分子会结成很大的集团——胶束 (球状、棒状、层状 );
② 以胶束形式存在于水中的表面活性剂是比较稳定的;
③ 表面活性剂在水溶液中形成胶束所需的最低浓度——
“临界胶束浓度 (CMC)” 。相当于 ~C 关系图中的转折点:
CCMC
④ 表面活性剂浓度超过 CMC 后,由于表面层已饱和,
再增大表面活性剂的浓度,表面张力不再下降。
胶束的形成是表面活性剂“增溶”作用的根源。
习题: P983-984 第 10 、 13 、 14(1)(2) 、 15 、 17 题
§ 6.4 表面活性剂及其作用
1. 表面活性剂的分类
① 表面活性剂的定义:作为溶质,溶少量于水中就能显
著地降低溶液的表面张力的物质
称为表面活性剂。
说明( a )表面张力降到一定程度后又趋于平缓;
( b )表面活性剂在溶液的表面浓集、定向排列。
② 表面活性剂的结构:表面活性剂分子在结构上都是双
亲分子。
说明:一般由 8~20碳原子的直链烃或环烃构成。
③ 分类的依据:通常按亲水基的结构来分类水溶性表面活性剂按其在水中是否离解成离子分
离子型表面活性剂 非离子型
表面活性剂按其在水中显示出活性部分的离子分
阴离子型表面活性剂 阳离子型表面活性剂 两性离子型表面活性剂
( a )阴离子型表面活性剂:羧酸盐 (RCOOM)、 磺酸盐 (RSO3M) 、硫酸酯盐 (R-OSO3M) 、磷酸酯盐
(R-OPO3M2) 等在水中电离,产生的活性部分是阴离子。
其是产量最大,使用最广泛的一类表面活性剂。如:
十二烷基苯磺酸钠…
( b )阳离子型表面活性剂:主要是胺盐,如季胺盐:
CH3-CH2…CH2-N-CH2Cl+
CH3
CH3
– 溶于水Cl-+ CH3-CH2…CH2-N-CH3
+CH3
CH3(亲水基为阳离子)
阳离子表面活性剂不能与阴离子表面活性剂混用
( c )两性离子型表面活性剂:主要是胺基羧酸型
R-NH-CH2-CH2-COOH
R-N-CH2-CH2-COO+ -
H
( d )非离子型表面活性剂:主要为多元醇、聚氧乙烯、
醚和酰胺类等…
2. 表面活性剂的作用表面活性剂——“工业味精”
① 润湿作用 指液体在固体表面的粘附、铺展的现象。接触角: 常以液 -固界面的接触角大小作为润湿程
度的标志( <180°)。
(s-g)
0(s-l)
(l-g)
0
(s-g)(s-l)
(l-g)
0
0 若 <90°,称为润湿;
若 >90°,称为不润湿。
角的大小取决于 s—g、 s—l、 l—g三种界面表面张力的
对比:当液滴的展开和收缩真正达到平衡时,三个界面上
的表面张力的合力应为零,即: 0cos gllsgs
gl
lsgs
cos
( a )在液相中加入表面活性剂,使 (l-g) 和 (s-l)减小,使
cos↑ ,则↓,可增大润湿程度或使不润湿变为润湿;
( b )若改变固体,使 (s-g)↓ ,则 cos↓ , ↑,可使润
湿变为不润湿。
应用 :需增大润湿的例子 (a)喷洒农药
(b)印染、化妆品、胶片生产等
需减小润湿的例子 ( a )棉布防水
( b )浮游选矿
② 增溶作用 加入表面活性剂使本来不溶于水的非极
性化合物能部分地溶于水中而形成透明
液体——表面活性剂的增溶作用。 增溶作用与真正的溶解不同:
溶解—完全均匀,相数为 1;质点数↑,依数性数值大;
增溶—不均匀,相数 =2;质点数不变,依数性测不出。
③ 乳化
作用 :
凡一种液体以极微小液滴 ( 直径约为 10-5cm )
分散在另一不相互溶的液相中所形成的体
系——乳状液,分为O/W :水包油型
W/O :油包水型
乳状液在热力学上是不稳定体系,加入少量表面活性使
之相对稳定——乳化作用。相应的表面活性剂——乳化剂。
如:牛奶—— O/W 型乳状液
15cm3 煤油, 25cm3 水, 0.8g 碳粉 } ——W/O 型乳状液
蛋白质、树胶、皂素、磷脂等为乳化剂
a. 吸附在泡沫液壁表面,降低 (l-g)
b. 吸附在泡沫液壁表面,形成牢固的薄膜
作用 a 及 b必
须同时兼备应用:洗涤剂去污、泡沫灭火、浮游选矿、漂染织物等。
起泡使体系界面增大,根据 G 表 =· A, A↑, G 表
↑ ,
体系不稳定。必须加入表面活性剂降低表面张力,才能
抵消由此引起的 G 表的增大,使体系趋于相对稳定。它
们所起的作用主要有:
④ 起泡作用
§ 6.5 溶胶及其性质
1. 分散系统的分类和溶胶
表面活性剂的生产属于精细化工,精细化工的特点是:
批量少、加工精细、技术密集、高附加值,具特殊用途。
消泡剂表面活性很大,但不能形成牢固的薄膜。
起泡的相反作用——消泡,如印染后消泡。
一种或几种物质分散在另一种物质中所构成的系统——
分散系统 分散系统中分为:
非连续相 连续相称: 分散相 分散介质
按分散相粒子的大小分为
粒子直径 : <10-9m 10-9~10-7m 10-7~10-5m
称为 : 分子分散系统 胶体分散系统 粗分散系统
特点 : 均匀单一的物相 透明、多相,属于热力学不稳定体系
可直接观察到是多相系统
多相分散系统
溶胶: 本来难溶于水的固体物质在水中被分散成粒子直径
在 10-9~10-7m 之间的多相分散系统。其具有很大的
比表面和很高的表面能,属于热力学不稳定体系。
胶体的粒子有自发聚结的倾向。
溶胶的基本特点是: ① 特有的分散程度 (1~100nm)
②多相性
③聚结的不稳定性。但其又能相对
稳定存在的原因:
a. 布朗运动——动力学原因
b. 胶粒带电——最重要因素
2. 溶胶的性质 ① 光学性质—— Tyndall效应
颗粒直径 >入射光波长,反射。∴粗分散系统不透光。
颗粒直径 <入射光波长,散射。∴真溶液和溶胶都对可见
光产生散射作用。2粒子散射 VI Rayleigh公式
∴ Tyndall效应是鉴别溶胶的重要依据。 ② 动力学性质—— Brown运动及扩散速度
由于溶胶特有的分散性,使胶粒每一瞬间受分散介质
分子冲击的次数不多,但合力不为零,其足以推动胶粒
不停地做不规则运动—— Brown运动。
粒子愈小,温度↑,介质黏度↓,布朗运动速度愈快。
由浓差导致扩散,因此:dx
dcDA
dt
dm扩散速度
式中:A——截面积(m2);
dc/dx——浓度梯度 (mol/m4)
D——扩散系数,
(m2/s)rL
RTD
61
L—阿佛加德罗常数
—介质的黏度
r—胶粒的半径 由于溶胶颗粒 >真溶液颗粒,所以溶胶的扩散系数
比真溶液的小二个数量级,导致溶胶的扩散速度慢。
可以通过测定溶胶的扩散系数求出
胶粒的半径 r进一步求出
胶团的摩尔质量 LrM 334 (—粒子的
密度 )
③ 电性质——电动现象电泳:在电场作用下,固体分散相粒子 (胶
粒 )
在液体介质中定向移动的现象。电渗:固体胶粒不动而液体介质在电场中定
向移动的现象。
电动现象
——证实
胶粒带电
胶粒带电的根源主要是胶粒表面对离子的吸附。
④ 溶胶粒子的结构——形成双电层的电势 溶胶粒子形成双电层的结构,是其相对稳定的主要根源。
xKKxnnIAgIx
m胶核 首先吸附与其
相同的离子(n-x) 个 K+ 进入紧密层
扩散层
胶粒胶团(荷负电 )
(AgI)m
I-I-
I-
I-
I-
I-
I- I-I-I-
I-I-
I-
K+
K+
K+
K+
K+
K+K+
K+
K+
K+
K+ K+
K+
K+
K+
K+
K+
K+
胶核
吸附层
紧密层
扩散层
胶粒
胶团
结构图:
若 AgI溶液中有少量 AgNO3 电解质存在,则胶核优先吸
附 Ag+ ,结构示为:
33 xNONOxnnAgAgIx
m
胶粒荷正电
由于胶粒带电荷,而整个溶胶要保持电中性,因此分散
介质 (包括扩散层 ) 必然带有电性相反的电荷,形成双电层:
胶核
吸附层
++++++紧密层
+ ++
+
+ +
胶粒(带负电 )
扩散层(带正电 )
胶团 (电中性 )
由胶粒紧密层外界
面至扩散层边缘 (溶
液本体 ) 之间的电势
差——电势。其大
小决定胶粒在电场
中的运动速度,也
称为电动电势。∵胶粒带电,∴当两个胶粒靠近到一定程度时,双电层重
叠 , 排斥 ,成为胶粒聚结的阻力—溶胶稳定性的重要原因。
变薄
若外加电解质浓度↑ ,进入胶粒紧密层的离子数 (n-x)↑,
则 x↓ ,即胶粒带电↓,扩散层变薄,电势。
当 x=0 时, =0,溶胶过渡到等电状态。
§ 6.6 溶胶的聚沉和絮凝 1. 外加电解质对溶胶聚沉的影响
电解质对溶胶稳定性的影响有双重性: 其 [c]↓ 时有助胶粒带电形成双电层胶粒互相排斥起稳定作用;
其 [c]↑ 时胶粒带电↓ 扩散层变薄 电势↓导致溶胶聚沉。
① 聚沉值
习题: p422 第 20、 23题
最低浓度。以“毫摩尔·升 -1”为单位
聚沉值愈小,聚沉能力愈强。例如:
电解质 的聚沉值对 Al(OH)3 溶胶的聚沉值
对 Fe(OH)3 溶胶
NaCl 9.2 43
KCl 9.0 46
KNO3 12 60
K2SO4 0.20 0.30
K2Cr2O7 0.19 0.63
K3[Fe(CN)6] 0.08
聚沉值是指使一定量的某种溶胶发生明显的聚沉所需的
② 各种无机电解质聚沉值的经验规律
a. 电解质使溶胶发生聚沉,主要起作用的是与胶粒带相
反电荷的离子——“反离子”。反离子价数↑,聚沉值↓,
聚沉能力↑。约聚沉值∝ 1/( 反离子价数 )6。
b. 同价反离子聚沉值虽相近,但依离子的大小不同,其
聚沉值不同:
对负溶胶 ,一价金属正离子愈大,聚沉能力↑ (聚沉值↓ ):
Cs+>Rb+>K+>Na+>Li+( 半径↑ )
对正溶胶 ,一价金属负离子愈大,聚沉能力↓ (聚沉值↑ ):
Cl->Br->NO-3>I-
( 半径↑ )
c. 当反离子相同时,与胶粒带有相同电荷的离子价数愈
高,聚沉能力愈低 (聚沉值愈大 ) 。如:对带正电的胶粒,
聚沉能力是 Na2SO4>MgSO4。
2. 溶胶的相互聚沉 使两种电性相反的溶胶混合而发生聚沉。
3. 加入大分子化合物凝聚剂的“絮凝”作用
① 大分子化合物对溶胶稳定性起破坏作用的实质是吸附。
通过“架桥效应”将许多胶粒连成一体——聚沉。此过程称
“絮凝过程”,大分子化合物称“絮凝剂”,絮凝过程所得沉
淀物称“絮凝物”。
大分子化合物对溶胶稳定性的影响有双重性,当加入过
量时,反而起到保护和稳定溶胶的作用,此时称“保护剂”。
② 目前使用得最多的絮凝剂是聚丙烯酰胺类 (CH–CH2)n
CONH2及聚氟乙烯类、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯
酸钠、天然明胶等。
亲水性明胶、蛋白质、淀粉等大分子物质通常作“保护剂” ③ 大分子絮凝过程有:效率高、沉降迅速、沉淀物块大
而疏松,便于过滤等优点。
④ 应用:污水处理、分离沉淀、有用矿泥的回收等。
习题: P1079 第 1 、 2 、 3 、 4 、 5 、 8 、 9 、 11题