溶膠的穩(wěn)定性和聚沉作用

(1)溶膠的穩(wěn)定性

溶膠是相當(dāng)穩(wěn)定的，如碘化銀膠體可以存放數(shù)年而不沉淀。是什么原因阻止了膠體微粒相互碰撞聚集變大呢?研究表明，溶膠的穩(wěn)定性因素有兩方面:一種是動(dòng)力穩(wěn)定因素;另外一種是聚集穩(wěn)定因素。

①動(dòng)力穩(wěn)定因素從動(dòng)力學(xué)角度看，膠體粒子質(zhì)量較小，其受重力的作用也較小，而且由于膠體粒子不斷地在做無(wú)規(guī)則的布朗運(yùn)動(dòng)，克服了重力的作用從而阻止了膠粒的下沉。

②聚集穩(wěn)定因素由于膠核選擇性地吸附了溶液中的離子，導(dǎo)致同一膠體的膠粒帶有相同電荷，當(dāng)帶同種電荷的膠體粒子由于不停運(yùn)動(dòng)而相互接近時(shí)，彼此間就會(huì)產(chǎn)生斥力，這種斥力將使膠體微粒很難聚集成較大的粒子而沉降，有利于膠體的穩(wěn)定。此外，電位離子與反離子在水中能吸引水分子形成水合離子，所以膠核外面就形成了一層水化層，當(dāng)膠粒相互接近時(shí)，將使水化層受到擠壓而變形，并有力圖恢復(fù)原來(lái)形狀的趨向，即水化層表現(xiàn)出彈性，稱為膠粒接近的機(jī)械阻力。

(2)溶膠的聚沉

如果我們?cè)O(shè)法減弱或消除膠體穩(wěn)定的因素，就能使膠粒聚集成較大的顆粒而沉降。這種使膠粒聚集成較大顆粒而沉降的過(guò)程叫做溶膠的聚沉。

膠體聚沉的方法一般有以下三種。

①加電解質(zhì) 例如，在紅褐色的Fe(OH),膠體中，滴人KCI溶液，膠體就會(huì)變成渾濁狀態(tài)，這說(shuō)明膠體微粒發(fā)生了聚沉。由于電解質(zhì)的加人，增加了系統(tǒng)內(nèi)離子的總濃度，給帶電的膠粒創(chuàng)造了吸引帶相反電荷離子的有利條件，從而減少或中和了原來(lái)膠粒所帶的電荷。這時(shí)，由于粒子間斥力大大減小，以至膠?；ヅ龊笠鹁奂?、變大

而迅速聚沉。

電解質(zhì)對(duì)溶膠的聚沉能力不同。通常用聚沉值來(lái)比較各種電解質(zhì)對(duì)溶膠的聚沉能力的大小，使一定量的溶膠在一定時(shí)間內(nèi)完全聚沉所需的電解質(zhì)的最低濃度(mmol.L-')稱為聚沉值，聚沉值越小，聚沉能力越大。反之，聚沉值越大，聚沉能力越小。電解質(zhì)對(duì)溶膠的聚沉作用，主要是異電荷的作用，負(fù)離子對(duì)帶正電荷的溶膠起主要聚沉作用，而正離子對(duì)帶負(fù)電荷的溶膠起主要聚沉作用。聚沉能力隨著離子電荷的增加而顯著增大，此規(guī)律稱為叔采-哈迪(Schuize-Hardy)規(guī)則。如NaCI、MgCl、AICI,三種電解質(zhì)對(duì)負(fù)溶膠As2S3的聚沉值分別為51、0.75、0.093，可見(jiàn)AICI,的聚沉能力最強(qiáng)。

生活中有許多溶膠聚沉的實(shí)例，如江河入海處常形成有大量淤泥沉積的三角洲，其主要原因之一就是海水含有大量鹽類，當(dāng)河水與海水相混合時(shí)，河水中所攜帶的膠體物質(zhì)(淤泥)的電荷部分或全部被中和而引起了凝結(jié)，淤泥、泥砂粒子就很快沉降下來(lái)。

②加入相反電荷的膠體將兩種帶相反電荷的膠體溶液以適當(dāng)?shù)臄?shù)量混合，由于異性相吸，互相中和電性，也能發(fā)生凝結(jié)。例如，凈化天然水時(shí)，常在水中加入適量的明礬[KAI(SO,):*12H,O]，因?yàn)樘烊凰袘腋〉哪z粒多帶負(fù)電荷，而明礬水解產(chǎn)生的 AI(OH),膠體的膠粒卻是帶正電荷的，它們的粒子互相中和凝結(jié)而沉淀，因而使水凈化。

③加熱加熱可以使膠體粒子的運(yùn)動(dòng)加劇，增加膠粒相互接近或碰撞的機(jī)會(huì)，同時(shí)降低了膠核對(duì)離子的吸附作用和水合程度，促使膠體凝結(jié)。例如，將Fe(OH),膠體適當(dāng)加熱后，可使紅褐色Fe(OH),沉淀析出。

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