胶体界面化学(华东理工大学)-8
华东理工大学研究报告生课程
研—504
材料科学中电化学过程及方法
化学生物学
现代仪器分析
研—505
线性与非线性规划
线性与非线性规划
高等分析化学
研—506
测控系统软件设计方法/机械制造过程
工程测试与信号处理/
过程测试与信号处理/
研—507
机械工程CAD/CAT
工业水处理/
工业水处理/
研—509
物理中的数学方法
物理中的数学方法
2018
周
教室
8:00 —9: 35 第 1、2 节
9: 55—11: 30 第 3、 4 节
1: 30— 3: 05 第 5、6 节
3: 25 — 5: 00 第 7、8 节
晚6: 00开始
研—501
基础数学专题选讲
研—503
废水治理理论/能源与坏境
废水治理理论/计算流体力学
胶体与界面/过程开发方法
教室
8 :00—9: 35 第 1、2 节
9:50 — 11:35 第 3、4 节
1 : 30 — 3: 05 第 5、6 节
3: 25— 5: 00 第 7、8 节
晚6: 00开始
研—501
基础英语15班 ＜ 六-203)「
基础英语22班 ＜六-203)
研—503
基础英语16班 ＜ 六-204)
基础英语23班 ＜六-204)
/计算机控制与接口技术寸
研—504
高分子合金
基础英语3班 ＜六-205)
基础英语9班 ＜六-204)
研—505
/现代计算机系统结构
/现代计算机系统结构
基础英语10班 ＜六-205)
研—506
胶体界面化学(华东理工大学)-2
精确测定还应乘以一个经验的液滴形状校正因子 mg = 2πrσf σ = ρVg / 2πrf 形状校正因子 f 可根据液滴的半径和体积计算得到 Harkins-Brown: f = ϕ (r / a ) = θ (r / V 1/ 3 )
Wilkenson: 吴树森-王飞虹
f = 0.9045 − 0.7249(r / V 1 / 3 ) + 0.4293(r / V 1 / 3 )
宗
明
恒速滴重法——结果
2004 年 3 月 10 日修改 第 6 页
表面与胶体化学 课程
1 根据正己烷-水 甲苯-水 醋酸正戊酯-水的实验数据回归得到 (U0/Ri)⋅(u2/u1) = 19.989+3.110(Re)+0.186(Re)2+1.115(Re)3 2 由溶液的σt与液滴的表面寿命ta的关系 σt∼ ta 推算扩散系数D 由σt外推求平 衡界面张力 3 拟合σt与浓度c的关系 计算Gibbs等温式 动表 界 面张力的意义 由动表 界 面张力可研究溶质从体相扩散到表面层上吸附动力学 当新界面 产生时 次表面层的溶质向表面层扩散的速度一般大于体相向次表面层扩散的速 度 根据 Fick 第一 第二定律 表面上分子吸附的速率为 dn(t) / dt = D [∂c(0,t) / ∂t]z=0 式中表面吸附量 n(t)和次表面层浓度 c(0,t)可由 Gibbs 吸附等温式计算 动表面张力的研究在气体吸收 萃取 乳化和润湿等过程是十分重要的 表面活性剂的吸附速度 主要决定于表面活性剂分子从溶液内部向表面的扩散 在时 分子到达表面的速度可表达为 dn D 2 −21 N 0 = ct dt π 1000 1 1 1 t2 1 N D 2 2 n = 2 ct − ∫ φ( z )d (1 − z )2 0 π 1000 φ(t)为紧靠在吸附膜下面的溶液中溶质随时间变化
胶体界面化学(华东理工大学)-11
戎
宗
明
版
权
所
多分子组成的胶团
有
1 分散相和分散介质间没有亲 和力 不溶解 2 不稳定系统 3 不平衡系统 不符合相律 无一定的溶解度 4 多相系统 Tyndall效应强 5 粘度小 和水相似 6 对电解质很敏感
高分子的统计平均分子量
• 数均分子量Mn
之和 各种分子量的摩尔分数与其相应的分子量的乘积
1
权
1
2
0
所
500
有
conjugate phase
Principal phase Wtps=0.0343
0.15
0.25
1000
-3
1500
Weight fraction of polystyrene
II 10 (I=M)
PS–环己烷两共轭液相的分布
Theta 温度
θ
.
65
582,000
55
45
35
η η0
= 1 + [η ]c + k ' [η ] c 2 + k ' ' [η ] c 3 + ...
2 3
2 3 ( ) ( ) ' ' k k , k'''= ... 在该特定体系下 系数k’ k’’ k’’’…满足 k ' ' = 2! 3!,
宗 [η ] η 戎
sp
明
版
权
所
有
=c
exp(k ' c[η ])
各种平均分子量大小的比较
M n < Mη < M w < M z
• 这是普遍性的结论 • 小分子量聚合物的存在对Mn的影响大 而对 其它较小 分子量大的分子对Mw Mz特别敏 感 • 分子量的差异愈大 Mw/Mn的比值愈大 定义 分散度
华东理工大学(已有10试题)
华东理工大学化工学院物理化学1991——1992，1994，1996——2007（1997——2003有答案）化工原理1993——2007，2010（2010为回忆版）化工原理（综）1999网络与数据库2003——2006自动控制原理1998控制原理2000——2007运筹学2000——2006高分子化学和物理1998——2007有机化学（含实验）1996——2007硅酸盐物理化学(含实验)1998——2007细胞生物学（含细胞遗传学）2000——2005化学制药与工艺学1999精细化学品化学及精细有机单元反应2000——2002分析化学1998--2002，2007催化原理2000高分子材料成型加工2004工业水处理2000计算主意2000，2003化学与分子工程学院物理化学1991——1992，1994，1996——2007（1997——2003有答案）综合化学1998——2006有机化学（含实验）1996——2007化工原理1993——2007，2010（2010为回忆版）化工原理（综）1999普通生物化学1996——2004第1 页/共9 页生物化学1996——2002，2005——2007，2010（2010为回忆版）化学制药与工艺学1999精细化学品化学及精细有机单元反应2000——2002分析化学1998--2002，2007无机化学1998——2004，2007催化原理2000高分子材料成型加工2004工业水处理2000计算主意2000，2003生物工程学院微生物学1996——2007普通生物化学1996——2004生物化学1996——2002，2005——2007，2010（2010为回忆版）综合化学1998——2006化工原理1993——2007，2010（2010为回忆版）化工原理（综）1999食品工艺学2000——2006化学与生物综合2007化学制药与工艺学1999精细化学品化学及精细有机单元反应2000——2002分析化学1998，2000——2002，2006食品工程2000——2002药物化学2000——2002催化原理2000高分子材料成型加工2004工程经济学2000工业水处理2000计算主意2000，2003机械与动力工程学院机械原理1998——2006机械设计2002——2006机械零件2000——2002机械发明基础2001——2002，2004金属机械性能2002材料力学1998——2007，2010（2010为回忆版）微机技术1997，2000——2004，2006——2007微机原理1998——2007微机原理及接口2002——2006化工原理1993——2007，2010（2010为回忆版）化工原理（综）1999物理化学1991——1992，1994，1996——2007（1997——2003有答案）高分子化学和物理1998——2007理论力学1999——2002自动控制原理1998控制原理2000——2007数据结构与操作系统2007系统软件(含操作系统)1998——2006数据结构与程序设计1996——2002网络与数据库2003——2006计算机应用基础2000——2002泵与压缩机2000——2002工程材料2002——2004工程热力学1996——2004，2007化工容器设计2000——2002金属学2000——2002流体力学（2）2002普通物理2002第3 页/共9 页物理2000宝石学2000催化原理2000高分子材料成型加工2004工程经济学2000工业水处理2000计算主意2000，2003材料科学与工程学院高分子化学和物理1998——2007综合化学1998——2006硅酸盐物理化学(含实验)1998——2007化工原理1993——2007，2010（2010为回忆版）化工原理（综）1999材料科学基础2002——2007物理化学1991——1992，1994，1996——2007（1997——2003有答案）普通生物化学1996——2004生物化学1996——2002，2005——2007，2010（2010为回忆版）化学制药与工艺学1999精细化学品化学及精细有机单元反应2000——2002分析化学1998--2002，2007宝石学2000高分子材料成型加工2004工程经济学2000工业水处理2000计算主意2000，2003信息科学与工程学院信号与系统(含数字信号处理)2002——2007微机技术1997，2000——2004，2006——2007微机原理1998——2007微机原理及接口2002——2006自动控制原理1998控制原理2000——2007数据结构与操作系统2007系统软件(含操作系统)1998——2006数据结构与程序设计1996——2002网络与数据库2003——2006计算机应用基础2000——2002测量及调节仪表2000——2002模拟电子技术和数字电子技术2000——2002工程经济学2000计算主意2000，2003资源与环境工程学院物理化学1991——1992，1994，1996——2007（1997——2003有答案）环境化学2002——2006化工原理1993——2007，2010（2010为回忆版）化工原理（综）1999化学制药与工艺学1999精细化学品化学及精细有机单元反应2000——2002分析化学1998--2002，2007传热学2002——2005环境分析与监测2002环境工程（含环境检测）1999——2002煤化学及工艺学2000，2002宝石学2000催化原理2000第5 页/共9 页工程经济学2000工业水处理2000计算主意2000，2003药学院物理化学1991——1992，1994，1996——2007（1997——2003有答案）有机化学（含实验）1996——2007普通生物化学1996——2004生物化学1996——2002，2005——2007，2010（2010为回忆版）药理学1999化学制药与工艺学1999精细化学品化学及精细有机单元反应2000——2002分析化学1998--2002，2007药物化学2000——2002植物保护2004——2006化学与生物综合2007催化原理2000理学院高等代数1996——2002，2004——2007数学分析1996——2007量子力学1998——2001，2003——2006普通物理2002物理2000艺术设计与传媒学院设计基础2002——2007设计史论2004——2007设计史概（含设计史、设计原理）2002——2003命题设计2002商学院经济学及经济学说史2003——2006（2005有答案）经济学说史（含当代经济学流派）1998——2002（2000——2002有答案）西方经济学1998——2002（2000——2002有答案）国际经济学2002——2006管理学原理2000——2007（2000——2005有答案）企业管理1998，2002国际经济学2006运筹学2000——2006会计学2001——2002财务与会计基础2004——2006管理信息系统2000——2001经济管理基础理论2003——2005（2003——2004有答案）化工原理1993——2007，2010（2010为回忆版）化工原理（综）1999数据结构与操作系统2007系统软件(含操作系统)1998——2006数据结构与程序设计1996——2002网络与数据库2003——2006计算机应用基础2000——2002高等代数1996——2002，2004——2007工程经济学2000社会与公共管理学院环境法学2004——2006法学理论综合2005——2006社会学理论与主意2005——2007第7 页/共9 页社会调查研究主意1998，2000——2002社会研究主意2004——2005社会学概论1998——2004西方社会学史1998——2007政治学原理2004——2007政治学概论2005西方政治制度2004——2005西方社会思想史2000公共管理学2007行政管理学2004——2006（2004有答案）公共政策分析2004——2005社会保障与社会学理论2004——2005社会保障理论2006——2007外国语学院二外德语1998——2007二外日语1998——2007二外法语2004，2006——2007基础英语1999——2007（2004有答案）翻译实践（汉英互译）1998——2007汉语（古，现代汉语）和语言学基础（英）2001——2002人文科学研究院马克思主义哲学原理1999——2001，2003——2007哲学综合2007西方哲学史2005——2006政治学原理2004——2007政治学概论2005马克思主义经典原著选读2007马克思主义基本原理2007西方政治思想史2004——2005，2007西方政治制度2004——2005西方社会思想史2000马克思主义发展史1999伦理学原理2005——2006当代社会发展理论2006马克思主义发展史2003马克思主义社会发展理论2001——2002世界近现代史2005世界近代史2004，2006中国近代史2004，2006中国近现代史2005比较政治制度2006中国社会主义建设2002——2003体育系体育经济学2004——2006体育社会学2004——2006高等教诲研究所教诲学专业基础（全国统考试卷）2007教诲学2004——2006（2004有答案）教诲管理学2006教诲哲学2004科技信息研究所信息管理基础2004——2006第9 页/共9 页。
《界面与胶体化学》本科课程习题解答
设 a bt ，
4
4
4
a 25.87 23.49 a 20b b 0.119 21.11 a 40b
a 2 hX ， pmax
2 r
grh 2
rh hX g / 2 0.05 ， 0.05 ghX / 2 查表 r 0.271 a
r r X 1 0.05 1.05 0.9524 X X r a
17
粒子数： n 0.1 / w 0.1 / 8.084 10
2
1.237 1015 个；
11
(b) 一个溶胶粒子的表面积为 s 4r 1.257 10 (c)
cm 2 ，总面积为 S ns 15544.6 cm 2 ；
设金颗粒为球形，其半径为： r 3 0.1 /( 4 / 3) 0.107 cm ； 面积 S 4R 0.145 cm ， S / S 107204倍 。
pr p pr 2Vm 100% 0.1% 。 得： exp 0.999 ， p r 0.999 3178 3175 Pa ， p p RTr
9．
500 (500) c (1) c，K 。 500 ， 2 Kc RT c T RT RT c T
P 246.37 4 1 2.346 30.32 mN m Vm 104 . 996
4 4
胶体界面化学(华东理工大学)-3
表面与胶体化学
课程
σ = [( 207.1)(1.035 × 10−2 )] = 21.10dyn/cm 21.10 − 21.36 Error = × 100 = −1.2% 21.36
4
ρ (g) ≈ 0 [ P] = [− CH 3 ] + [− CH(CH 3 ) − ] + [− COOH ] = 133.3 + 73.8 = 207.1
σm x = 1 − 0.411 × log1 + σW a
戎
EDR C pVm
宗
Schowhorn 1967
明
B σ = A exp − (ηL − ηV )
EDR 则 σ = A′ exp C pVm (η Lm − ηVm )
Riedal 参数 αc 可采用 Miller 的关联式
T ln( pc / 1.01325) α c = 0.90761 + br 1 − Tbr
注 此式中压力单位 故
bar 1 bar = 105 Pa =0.986923atm
版
(1955).
权
可得到一系列热力学图表
所
有
σ = pc2 / 3Tc1 / 3Q (1 − Tr )11 / 9
a×104 8.5 8.5 3.1 19 1.7 0.034 0.0025
对应状态原理的计算公式
对应状态原理最早由 Van der Waals 1883 根据著名的 van der Waals 方程提出 1939 年 Pitzer 对其作了统计解释 对应状态原理不仅可以计算压缩因子 等温焓差 等温熵差和液体粘度等性质 同样也可 用以计算液体的表面张力 对比参数 将 van der Waals 方程应用于临界点 可得 van der Waals 参数与临界参数间的关系
物理化学__华东理工大学(15)--单元测试卷
第八章 界面现象单元测试卷一、选择题（每小题1分，共30分）1. 关于界面张力的说法不正确的是 。
A. 界面中单位长度的收缩张力；B. 界面张力等于增加单位界面面积时系统必须得到的可逆界面功；C. 界面张力是恒温恒容下，单位表面积中的分子所具有的吉布斯函数值2. 对于平面液体，下列物理量中量值为零的是 。
A. 表面张力；B. 附加压力；C. 表面吉布斯函数3. 一定体积的水，当聚成一个大水球或分散成许多小水滴时，同温度下，两种状态相比，以下性质保持不变的是 。
A. 表面张力；B. 表面能；C. 比表面4. 溶液表面张力总是随溶液浓度的增大而减小，这一说法 。
A. 正确；B. 错误；C. 无法判断5. 相同温度下，纯水、盐水、皂液相比，其表面张力的排列顺序是 。
A.盐水 > 纯水 > 皂液；B. 纯水 > 盐水 > 皂液；C. 皂液 > 纯水 > 盐水6. 在铂丝框中有一层液膜，如果不在可移动的铂丝上施加外力f ，液膜将缩小。
已知可移动的铂丝长度L =0.2m ，液膜的表面张力为0.04 N .m -1。
要使液膜稳定存在，所施加的外力f 应等于 N 。
A. 0.008；B. 0.016；C. 0.0327. 铺展压的定义为def πσσ∗==−，下列正确的说法是 。
A. 铺展压会使溶液的气液界面更为铺展；B. 铺展压会使溶液的气液界面更为收缩；C. 铺展压与溶液的浓度无关8. 已知25℃时水的表面张力-10.0720N m σ=⋅，如环境对液态水施加144 J 的功，理论上可使水的表面积增加 m 2。
A. 500；B. 1000；C. 20009. 下列说法中，不正确的是 。
A. 实际界面层中物质i 的量永远为正值；B. 采用吉布斯界面相模型时，界面相中物质i 的量可以为负值；C. 采用吉布斯界面相模型时，界面相中物质i 的量不会等于零10. 根据(1)i Γ的定义，下列说法中，不正确的是 。
《界面与胶体化学》本科课程习题解答
mg / 2rf 72.16 mN m 1 , CCl 4 26.69 mN m 1
（b） 不能用两式相除消去 f，因此并非仪器常数，而是与液体特性有关的校正值。
5. 在一边半径为 110-3 m，另一边半径为 110-2 m 的 U 形管中加入某种液体（20°C） ，两边毛细管 的液柱高度差h=1.910-2m。已知该液体的密度=950 kgm-3。求液体的表面张力，设该液体完全 润湿玻璃。 解： gh1 2 / r1 ， gh2 2 / r2
4.
水的表面张力与温度关系为/mNm-1 = 75.64-0.14t/C，计算水在 298.16K 时的 GS、SS 与 HS。 解： G ( ) 75.64 0.14 ( 298.16 273.15) 72.14 (mN m 1 )
t ( ) 0.14 ， S 0.14 T p t p T p T p
4.
25°C 时应用毛细管半径为 0.40mm 的滴重法仪器先后测定水和四氯化碳的表面张力，测得 20 滴 水重 0.3020g，30 滴 CCl4 重 0.1502g。 (a). 利用校正因子 f 计算表面张力； (b). 如用水先“校正”此仪器，并认为校正因子相同而消去，水的表面张力可取 72.14mNm-1， 用此法计算的 CCl4 表面张力值油多大误差？这个方法是否可行，试讨论之。 解：已知毛细管半径 r 0.040 cm ，其它有关数据为：
6L2/100。 (a) (b) 小立方体的面积比原立方体的面积小 6L2 /(6 L2 / 100) 100 倍； 小立方体的总面积为 1000 (6 L2 / 100) 60 L2 ，比原来大 10 倍。
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3 静电稳定胶体的稳定机制 —— DLVO理论
戎
宗
3胶体的破坏
明
3高分子稳定胶体的稳定机制
版
权 所
有
(1) 颗粒间的范德华引力 主要由静电作用 诱导作用 色散作 用和电子云间的斥力构成 可近似用 兰纳-琼斯位能函数式表示
戎
宗
σ 12 σ 6 ε p = 4ε − r r
由Hamaker结果
戎
版
A R UA = − ⋅ 12 H 0
权 所
• Keeson力
2 2 µ12 µ2 UK = − 3 kTr 6 2 α1µ2 + α 2 µ12 UD = − r6 3 h ν 1ν 2 α1α 2 UL = − ⋅ 6 2 r ν1 +ν 2
有
胶粒间的长程van der Waals引力
戎
UR =
2 64n0 kTν 0
宗
κ∝ n01/2
κ
exp(− 2dκ )
κ∝z
UR ∝ exp(-2d)
R O1
h
dh H0 O2
权 所
R 1−
h2 R2
H
由几何关系
(
i 环间斥力能增量
有
)
1/ 2
两球形胶粒双电层重叠时的斥力位能
1/ 2 H − H0 = R − (R 2 − h 2 ) 2
有
位阻效应
高分子能够保护胶体的机制主要是 位阻效应 在颗粒表面的高分子 形成了厚度为δ 的保护层 它们阻 止了颗粒的聚结
Ep c
O
b
a
版
权 所
h
明
加入高分子物质后 总位 能曲线EvdW的变化 高分子在保护层中的密度 a>b>c>d
d
戎
宗
Evdw
2 h
有
胶体稳定机制——高分子保护胶体
4
胶体稳定机制——高分子保护胶体
戎
3 高分子的分子链段与介质的相溶形 特别是混合溶剂 会改变其相溶形
宗
明
版
权 所
有
胶体稳定机制——高分子保护胶体
6
戎
宗
明
版
胶体系统的破坏
权 所
有
戎
O 胶体系统失稳 颗粒絮凝或聚 结造成沉淀 称为聚沉 O 当颗粒间距处 于Em1时 形 成稳定的缔合 体 O 聚沉决定于能 垒Eb的高低
宗
明
AH(h)/kT
EvdW
aAH (h) (1 + 高次项) =− 12h
版
权 所
60年代以后 采用量子电动力学方法 计入了多体相互作用 不采用对加和性 发现AH随颗粒间距变化 故
石英表面实 验测定值
有
胶体稳定机制——DLVO理论 2
• Debye 力 • London力
宗
明
2 µ4 3 2 2 6 −6 + αµ + να = − β U A = U K + U D + U L = − h r r / 2 3 kT 4
+
1 2 0 0
权 所
1/ 2 11
胶粒在真空
分散介质
有
1
分散介质对引力位能的影响
胶粒在介质中
0
2
明
若 1=2 则
U ′ = U ′′
版
U ′ = U12 + U 00
U ′′ = U102 + U10 + U 20
U101 = U11 + U 00 − 2U10
宗
A101 = A11 + A00 − 2 A10
宗
明
版
权 所
有
胶体稳定机制——高分子保护胶体
1
胶体稳定机制——高分子保护胶体
2
权 所
高分子在颗粒表面的形态 高 分 子 物质 固 定在 颗 粒表 面有 两 条途 径 吸附
有
锚接
吸附类型 高分子形态 队列形 平 卧 在 表面 上 尾形 在 介 质 中展 开 环形 展 开 后 又回 到 表面 桥形 连 接 两 个颗 粒 锚接 通过化学作用例如接枝与表面分子连接
戎
宗
明
版
权 所
有
DLVO理论要点
戎
• 当能垒高度超过15kT以上 则可阻止由热运动碰撞而 产生的聚沉 此能垒相当 于化学反应的活化能 • 并非所有胶体均由第二最 小值 它与表面电位 粒 子大小及对称性有关 • 在第二最小值发生的聚沉 称为 可逆聚沉 或 临 时聚沉
宗
明
版
权 所
博恩斥力
有
典型的位能曲线
A101 = (A
A10 = ( A11 ⋅ A00 )
−A
1/ 2 2 00
1/ 2
)
戎
颗粒的表面电荷 颗粒通过不同途径常能得到电荷
当颗粒表面带有电荷 在颗粒-溶液界面上即产生扩散 双电层 当它们互相接近 两个双电层相互重叠 即 产生静电斥力 相应的静电位能随距离的变化为
M ψ ze kT Ees = 32πε a tan h 2 4kT ze ε为溶剂电容率 Z为溶液 中离子的电荷数 ψM为表 面电势 此式为正值 随 距离增大呈指数衰减 颗粒间的静电斥力使颗 粒互相远离 有利于稳定
明
版
权 所
有
胶体稳定机制——DLVO理论 1
H. C. Hamaker (1937)假设 一个颗粒所包 含的分子之间的相互作用具有加和性 由 此可得颗粒间的相互作用位能EvdW AH As r r EvdW = − h 2 a a 12πh
版
戎
哈梅克常数AH决定于ε 电容率的分子特性
宗
EvdW
AH =− 6
dH = 2hdh
h2 R2
版
dU R = U i dAi = 2πhU i dh = πR 1 −
应用平面结果 及假定 h/R<<1,
(
)
1/ 2
U i dH
UR =
明
2 64πRn0kTν 0
κ
2
exp(− κH 0 )
胶体稳定状态要求UR增加
戎
• 提高胶粒的表面电位 ψ0 • 增大扩散双电层厚度 κ-1
戎
宗
+ 4[ A22
1/ 2
][ A33
− A11
1/ 2
δ +r ] ( u + δ / r )( 2 r + δ
有
胶体稳定机制——DLVO理论 7
}
戎
宗
明
高分子稳定胶体 的稳定机制
空间稳定理论 空缺稳定理论
版
权 所
有
戎
高分子物质对胶体有保护作用早在法拉第 的时代就被认识 齐格蒙第和奥斯特瓦德则均 做了有关的研究 随着化学工业的发展 大量 合成高分子问世 使高分子稳定胶体成为制备 稳定胶体系统的主要手段 不论用天然的还是 合成的高分子来保护胶体 其优点在于 (a) 对电解质不敏感 (b) 不仅用于以水为介质 也可用于非水介质 (c) 固含量可以很高 (d) 絮凝往往是可逆的 这四个优点正是静电稳定胶体的不足之处
宗
-0.5
25.6mV 19.2mV 0 h/a 1.0 0.5 1.5 12.8mV 0 -10KT
E p/10
-19
J
-1.0
戎
电解质浓度越 高 离子氛厚 度相应减小 能垒降低 系 统越不稳定
宗
明
版
a=10-7 m AH=10-19 J, T=298K, ψs =25.6 mV
权 所
有
电解质浓度对两颗粒总位能Ep的影响
有
Ees(2) Ep(2) Evdw
胶体稳定机制——DLVO理论 4
Ees(1)
宗
明
h
EvdW
戎
宗
明
• 随着A值的增大 总位能值减少 胶体的稳 定性越差 • A值可以通过改变分散相及分散介质的性质 类控制
版
权 所
aAH (h) (1 + 高次项) =− 12h
有
Hamaker 常数对总位能的影响
权 所
有
5
敏化作用
戎
有时加少量高分子反而使胶体 系统失稳 例如明胶使 As 2 S 3 溶 胶聚沉 有些高聚电解质可作为 絮凝剂等 敏化的机制往往和桥 形吸附有关
宗
明
版
权 所
作为保护胶体 高分子等物质在颗粒上吸附 形成保护层 但使用不当 会使分散颗粒絮凝 1 电荷中和效应 在电排斥力稳定的胶体 中 相反电荷的高分子通过静电引力吸附与颗 粒表面 中和颗粒表面电荷 使电斥力下降 2 搭桥效应 当高分子浓度较低时 长的高 分子使颗粒相连 而发生絮凝 增加浓度 可 防止絮凝 但浓度过大 也有影响
版
2
戎
宗
明
权 所
(2) 颗粒间的静电斥力
exp(−κ h)
有
胶体稳定机制——DLVO理论 3
ψd
dψ Fe = ρ dx
ψ=0
版
由在ψ电位处的体积电荷密度
o i
积分
宗
dP 压力 Fx = dx zeψ dP = − zen0 exp − kT
d
zi eψ 0 ρ = ∑ zi ni e = ∑ zi en exp − kT
dψ
2
明
Z-Z型电解质 zeψ zeψ − exp dψ = 2 zen0 sinh kT kT
ψ = 0, P = P0 ψ = ψ d , P = Pd