§、电动现象1803年,发现:带负电的粒土颗粒在水中在外加电场的作用下向正极移动;1961年,Quincke发现:在一定压力下将液体挤过毛细管时,则在毛细管两端产生电势差电动现象:在外电场作用下使分散相-分散介质固液两相发生相对运动或在外力作用下使固-液两相发生相对运动而产生电场的现象。.1电泳在外加电场作用下,分散相胶粒相对于静止介质作定向移动的电动现象。在电子显微镜下,恰像小蝌蚪在水中游动的景象。2电渗在外加电场作用下,分散介质相对于静止的带电固体表面做定向移动的现象。固体可以是毛细管或多孔性滤板。3流动电势在外力作用下,流体流过毛细管或多孔塞时,两端产生的电势差。4沉降电势在外力作用下,带电胶粒作相对于相对于液相的运动时,两端产生电势差。.二、胶体表面电荷的来源电动现象表明胶粒在液体中是带电的。电荷来源大致有:1、电离作用有些胶粒带有可电离的基团,则在分散介质中电离而带电。如丙烯酸酯乳液粒子带负电:阴离子水分散聚丙烯酰胺胶粒带负电:阳离子淀粉胶粒带正电:.2、离子吸附作用胶粒可通过对介质中阴、阳离子的不等量吸附而带电。如:金属氢氧化物通过吸附H+或OH-而带正电荷或负电荷。判断优先吸附离子的规律有两个:(a)水化能力弱的离子易被优先吸附。水化能力强的留在溶液中,通常阳离子的水化能力比阴离子强,所以胶粒带负电的可能性比较大。(b)Fajans规则:即能与胶粒组成离子形成不溶物的离子将优先被吸附。如AgNO3与KI溶液反应制备AgI胶体。当AgNO3过量,胶粒将优先吸附Ag+带正电;当KI过量,则优先吸附I-而带负电。.“电势决定离子”:被吸附离子是胶粒表面电荷的来源,其溶液中的浓度直接影响胶粒的表面电势。零电荷点(PZC):当胶粒表面净电荷为零时,电势决定离子的浓度。3、离子的溶解作用离子型胶粒含有两种电荷相反的离子,如果这两种离子的溶解是不等量的,则胶粒表面上也可以带上电荷。例:若直接将AgI分散于蒸馏水中时,胶粒表面将带负电,水化能力较大的Ag+易溶解,而I-易滞留于胶粒表面。.4、晶格取代例:(1)粘土由铝氧八面体和硅氧四面体的晶格组成。晶格中的Al3+、Si4+往往有一部分被低价的Mg2+或Ca2+取代(同晶置换),使粘土晶格带负电。为保持体系的稳定(电中性),粘土胶粒表面吸附一些正离子。例:(2)分子筛骨架的基本结构是硅氧四面体和铝氧四面体,相当于Al3+取代了—Si—中的Si4+,所以分子筛在水性体系中也带负电。.5、摩擦带电在非水介质中(或非极性介质),胶粒的电荷来源于分散相(胶粒)与分散介质的运动摩擦。.三、双电层理论反离子概念:胶粒表面带电时,由于整个分散体系是电中性的,为了维持体系的电中性,在分散介质中必然存在与胶粒表面电荷数量相等而符号相反的离子。同离子概念:与固体表面带电符号相同的离子。反离子两种运动趋势:(1)静电吸附作用,向胶粒表面靠近;(2)热扩散作用,使反离子向液相本体扩散均匀分布。两种趋势的作用结果:达成平衡分布。越靠近胶粒表面的反离子浓度高,越远离界面的浓度低,直到某一距离处反离子与胶粒的同号离子浓度相等。.双电层的Stern模型双电层:胶粒表面的电荷与周围介质中的反离子电荷就构成双电层。表面电势:带电粒子表面与液体内部的电势差称为粒子的表面电势φ0关于双电层的内部结构,即电荷与电势的分布有多种模型如:1879年,Helmholtz模型;1910~1913年,Gouy-Chapman模型;1924年,Stern模型。.Stern层:在胶体表面因静电引力和vanderWaals引力而吸附的一层反离子,紧贴在胶体表面形成一个紧密固定的吸附层。Stern层的厚度有反离子的大小而定。Stern面:吸附反离子的中心构成的面。Stern电势:Stern平面与液体内部的电势差为Stern电势ѱδ。在Stern层内,电势由胶体表面电势ѱ0直线下降到ѱδ。扩散层:Stern层以外,反离子成扩散态分布,扩散层中的电势呈曲线下降。.
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