9.6胶体稳定性
胶体稳定性名词解释
胶体稳定性名词解释胶体稳定性（胶体稳定性）指胶体不能聚集，形成较大颗粒，呈现为不均一的分散体系。
胶体不仅能在液态和固态之间转变，而且还能从液态转变为气态。
这就是说胶体具有“触变性”和“不稳定性”，即当它与其他物质接触时，如果发生化学作用或物理作用，都会失去稳定性。
只有当改变其外部条件（如温度、 pH值、离子强度、溶剂等）后才恢复其稳定性。
这种因外界条件变化引起的不稳定称为“触变性”，又称“水化作用”；若胶粒间发生碰撞，使其失去稳定性，则称为“动力稳定性”或“凝聚稳定性”。
电镜下可以看到，蛋白质溶液表面存在着空间网状结构，其中许多氢键的线性排列有利于保持胶粒的稳定。
正是由于这些疏水基团在蛋白质溶液表面，以及在蛋白质溶液与周围环境之间，建立了牢固的氢键，所以蛋白质溶液稳定地悬浮在水中。
由此可见，对蛋白质溶液稳定性影响最大的因素是蛋白质溶液中蛋白质的分子量，一般来讲蛋白质分子量越大，其溶液的稳定性也就越差。
大分子蛋白质胶体一般不能单独存在，必须溶解于某种溶剂，才能稳定地存在于溶液中。
由于大多数胶体溶液并不稳定，因此各种蛋白质都应该能够溶解在水中，或者能被水抽提出来，否则不能稳定地保存于溶液中。
如果蛋白质溶液的稳定性受到破坏，那么胶体在形成后很快就会出现不均匀性，导致物质间发生聚沉作用。
相互间反应而产生沉淀，胶体的稳定性也就遭到破坏，所以测定蛋白质的分子量就显得尤为重要。
生物相容性：通常包括无毒、无刺激性和无过敏反应三项内容。
如果不满足这些条件，则蛋白质胶体对人体是有害的。
例如链霉素的热稳定性不好，易受光照破坏，就是因为其含有杂链结构，它对人体有毒害作用。
这是一个专业问题，你应该问问研究生物胶体稳定性的教授，或查阅相关资料。
胶体的稳定性是指溶液中的胶体粒子，在外加的机械力或热、光、电等条件改变时，其在溶液中的存在状态或分布的规律不被破坏的特性。
胶体的稳定性主要决定于它的溶解性和粘度。
在一定条件下，胶粒带同号电荷，它们之间的排斥力远大于吸引力，这样就能保持胶粒稳定。
《胶体的稳定性》课件
胶体稳定性的内因
沉淀反应
胶体颗粒由于二次聚集 而失去稳定性。
双电层理论
胶体底物表面附着带电 粒子，被周围的离子包 围形成带电的双电层。
DLVO理论
描述了带电颗粒之间存 在的相互作用，包括吸 引和排斥。
胶体稳定性的外因
温度变化
当温度升高时，胶体稳定性 会下降，而当温度降低时， 胶体稳定性会上升。
电解质浓度变化
3
粘土矿物型
如蒙脱土、天然黏土等。
胶体稳定性的应用
1 工业上的应用涂料、油墨、塑Fra bibliotek、胶水、化妆品等。
2 生物学和医药学上的应用
生物分离、药物输送等。
3 环境保护上的应用
水污染控制、废物处理及回收再利用等。
总结
胶体的稳定性影响因素
温度、pH值、电解质浓度、表面活性剂、聚 合物、粘土矿物等。
应用前景和发展方向
pH值变化
电解质浓度增加时，离子会 在胶体颗粒表面形成紧密的 双层，进而破坏胶体稳定性。
当pH值改变时，胶体颗粒表 面的电荷性质也会发生改变， 这也就改变了胶体的稳定性。
胶体稳定剂
1
离子型与非离子型
离子性表面活性剂及其盐类、黏合气体、亲水胶等。
2
聚合物型
如聚乙烯醇、羟丙基甲基纤维素、聚乙烯醇-醚等。
提高胶体的稳定性，探索新型的胶体稳定剂， 深度挖掘其应用价值。
胶体的稳定性
胶体稳定性是指胶体体系不发生相互作用而维持长期稳定状态的性质。本课 件将为你带来对胶体的深入了解。
胶体的定义
1
定义
介于分子与晶体之间，大小在1~100nm的颗粒体系。
2
胶体分类
溶胶、胶体、凝胶，松散胶、弹性胶等。
胶体稳定性
二、DLVO理论 理论
20世纪 年代，苏联物理化学家 世纪40年代 苏联物理化学家Derjaguin和Landau， 世纪 年代， 和 ， 荷兰物理化学家Verwey和Overbeek分别独立提出疏液胶体稳 和 荷兰物理化学家 分别独立提出疏液胶体稳 理论。 定性理论，统称为 理论 定性理论，统称为DLVO理论。 DLVO理论认为，溶胶在一定条件下是稳定存在还是聚 理论认为， 理论认为 沉，取决于粒子间的相互吸引力和静电斥力。若斥力大于吸 取决于粒子间的相互吸引力和静电斥力。 引力则溶胶稳定，反之则不稳定。 引力则溶胶稳定，反之则不稳定。
三、溶胶的聚沉
溶胶的“稳定”是有条件的， 溶胶的“稳定”是有条件的，一旦稳定被破 溶胶中的粒子就会聚集，长大， 坏，溶胶中的粒子就会聚集，长大，最后从介质 中沉淀出来，这种现象就称为聚沉。 中沉淀出来，这种现象就称为聚沉。 影响溶胶稳定性的因素
A、外加电解质的影响 这影响最大，主要影响胶粒的带电情况， 这影响最大，主要影响胶粒的带电情况，使ζ电位下 降，促使胶粒聚结。 促使胶粒聚结。 B、浓度的影响 浓度增加，粒子碰撞机会增多。 浓度增加，粒子碰撞机会增多。 C、温度的影响 温度升高，粒子碰撞机会增多，碰撞强度增加。 温度升高，粒子碰撞机会增多，碰撞强度增加。 胶体体系的相互作用。 D、胶体体系的相互作用。 带不同电荷的胶粒互吸而聚沉。 带不同电荷的胶粒互吸而聚沉。
Hamaker 假设（远程相互作用） 假设（远程相互作用）
Hamaker (1937)假设：一个颗粒所包含 假设： 假设 的分子之间的相互作用具有加和性， 的分子之间的相互作用具有加和性，由此可 得颗粒间的引力位 引力位能 得颗粒间的引力位能EA。
对于大小相同的两个球形粒子 Hamaker常数 常数
胶体稳定性名词解释
胶体稳定性名词解释胶体稳定性名词解释：指的是溶液中的微粒能长期稳定存在于溶液中，而不会聚结成大颗粒。
以及它们在胶体状态下具有稳定性、分散性和增稠性的特点。
如蛋白质溶液在常温下呈胶体状态，因此在通常的溶液状态下，这些胶体微粒是很稳定的，在稀释时也不会聚沉。
但当其浓度较高时，由于胶体微粒吸附水分子，使得微粒的浓度变小，故形成了稳定的胶体状态。
微粒的稳定性有两种类型：非均相性和均相性。
在非均相系统中，物理的或化学的作用可以使分散相或胶体聚集起来形成大的颗粒;在均相系统中，分散相或胶体只在一定条件下才聚集成大颗粒。
前者称为均相性胶体稳定性，后者称为非均相性胶体稳定性。
胶体的稳定性有些来自分散介质本身，有些来自微粒的性质，如尺寸、形状、电荷等。
胶体粒子在不同的条件下可表现出不同的稳定性，如当溶液处于静止状态时，微粒将表现出很强的稳定性;当微粒间的距离增大到某一数值时，所有微粒都将表现出相同的稳定性;随着微粒直径的减小，稳定性逐渐增加。
可见，颗粒粒子的尺寸对其稳定性有重要影响。
一般说来，微粒越小，越容易获得足够的稳定性。
胶体是一种很稳定的微粒群，常用来描述一种无固定形状的、或既有固定形状又有流动性的分散系统。
1、物理稳定性2、化学稳定性3、热稳定性4、生物稳定性5、光学稳定性6、电学稳定性7、磁学稳定性8、放射学稳定性9、相对稳定性10、光化学稳定性11、辐射学稳定性12、空化学稳定性13、动力学稳定性14、能量学稳定性15、静电学稳定性16、溶解学稳定性17、凝聚学稳定性18、界面学稳定性19、老化学稳定性20、输运学稳定性21、毒理学稳定性22、环境学稳定性23、免疫学稳定性24、生态学稳定性25、输血学稳定性26、神经学稳定性27、眼科学稳定性28、麻醉学稳定性29、心脑血管病防治稳定性30、分析化学稳定性31、文献信息传递稳定性32、生物学稳定性33、食品卫生学稳定性34、医学检验稳定性35、其他学科稳定性36、病例组织学鉴定37、临床化学试剂稳定性38、临床放射学稳定性39、医院感染控制稳定性40、肿瘤预防学稳定性41、卫生化学稳定性。
第五章 胶体和胶体的稳定性
a
粒子在此处可形成疏松的不稳定的聚沉物。当外界环境变化 粒子在此处可形成疏松的不稳定的聚沉物。 形成疏松的不稳定的聚沉物 这种聚沉物可重新分离生成溶胶。 时，这种聚沉物可重新分离生成溶胶。
势 能
ER E
形成疏松 的聚沉物
a
x
形成结构紧 密而又稳定 的沉积物
Emax 0
b
EA 第二最小值 第一最小值
之间， 在 ab 之间， 斥力起主导作 用，势能曲线 上出现极大值 上出现极大值 Emax。当迎面 相撞的一对胶 体粒子所具有 的平动能足以 克服这一势垒 时，它们就会 进一步
靠拢发生聚沉。 靠拢发生聚沉。若Emax >15kT ，一般胶体粒子的热运动无法克 就不会发生聚沉。越过E 势能曲线出现第一最小值。 服，就不会发生聚沉。越过 max后，势能曲线出现第一最小值。 落入此陷阱的粒子发生不可逆聚沉形成紧密而又稳定的聚沉物。 落入此陷阱的粒子发生不可逆聚沉形成紧密而又稳定的聚沉物。
return
电位离子 反离子
胶核
滑动面 胶团边界 吸附层 扩散层
胶粒
ξ电位 电位
Ψ电位 电位
胶体的结构
胶体的稳定性对生活的影响
产品 墨水 纳米防水剂 碳纳米管 废水处理 处理的效果 锅炉污垢沉积 气体尘埃
3 溶胶的稳定与聚沉 胶体具有较大的表面积，较大的比表面 积因而在热力学上是不稳定的。 但很多胶体可以在一定时间内稳定存在 的。
溶胶稳定的原因： 溶胶稳定的原因： 1) 胶粒带电 增加胶粒间的排斥作用； 增加胶粒间的排斥作用； 2) 溶剂化作用 形成弹性水化外壳，增加溶胶聚合的 形成弹性水化外壳， 阻力； 阻力； 3) Brown运动 使胶粒受重力的影响而不下沉。 Brown运动 使胶粒受重力的影响而不下沉。 4) 高分子在胶粒表面吸附形成弹性膜 ， 对胶体产生机 高分子在胶粒表面吸附形成弹性膜， 械阻隔。 明胶大分子。 械阻隔。如：明胶大分子。 5) 小分子吸附到胶粒表面， 改变胶粒的亲液性、 电荷 小分子吸附到胶粒表面 ， 改变胶粒1.3和胶体具有相似性质的物质
第五章 胶体的稳定性(精心制作)
高分子的絮凝作用和保护作用
2020/4/5
5.2 高分子化合物的絮凝作用
据研究分析，最佳值大约为固体 粒子表面吸附高分子化合物达到饱 和时的一半吸附量。因为这时高分 子在固体粒子上架桥的给予最大。
2020/4/5
用聚丙烯酰胺 絮凝3 ~ 5目硅胶悬浮体
5.2 高分子化合物的絮凝作用
3 絮凝剂的分子量 絮凝剂的分子质量越大则架桥能力越强，絮凝效率也越高。 絮凝剂
价数的六次方成反比。即：
M
:M
2
: M 3
100 :1.6 : 0.3
1
6
:
1
6
:
1
6
1 2 3
上式括号中的分母就相当于反离子的价数，这个规则称为
Schulze-Hardy规则。
2020/4/5
5.1 电解质的聚沉作用
一价离子的聚沉值：25～150mmol/L之间 二价离子的聚沉值：0.5～2mmol/L之间 三价离子的聚沉值：0.01～0.1mmol/L之间
与胶粒所带电荷相同的离子称为同号离子，一般来说他们对胶 体有一定的稳定作用，特别是高价离子或有机离子，在胶粒表面 特性吸附后可降低反离子的聚沉作用。
2020/4/5
5.1 电解质的聚沉作用
4 不规则聚沉
有时少量的电解质使溶胶聚沉，电解质浓度高时沉淀又重新分散成 溶胶，并使胶粒所带电荷符号改变，浓度再高时，又使溶胶再次聚沉。 这种现象称为不规则聚沉。此时，电解质的浓度已经很高，再增加电 解质也不能使沉淀再分散。多发生在高价反离子或有机反离子为聚沉 剂的情况。
作用物质
电解质
高分子
沉淀特点 缓慢、颗粒紧密 迅速、沉淀疏松、过滤快、絮凝剂用
胶体稳定性名词解释
胶体稳定性名词解释胶体稳定性名词解释胶体稳定性的原因及过程大分子分散到溶液中所形成的分散体系称为胶体。
胶体具有不带电荷，不吸附质点，不易聚沉等性质。
胶体的性质： (1)溶解性胶体对不同的物质有不同的溶解能力。
(2)分散性胶体对固体、液体或气体有很强的分散能力，在水中不稳定的胶体会逐渐沉降；在水中稳定的胶体，放置时间长了也会发生聚沉现象。
(3)稳定性胶体能被某些试剂破坏的性质。
胶体具有胶体稳定性的原因：(1)胶体对悬浮液所含杂质的抵抗能力。
如油滴、胶体粒子或加入絮凝剂，可以消除或减弱胶体对悬浮液的稳定作用。
(2)胶体粒子的布朗运动使它们相互碰撞而凝聚，这是一种动态平衡。
在一定条件下，凝聚的速度取决于周围介质对它的吸引力。
此外，分散相颗粒的性质，如表面电荷、分子的极性、大小、分子量、表面张力等都会影响胶体的稳定性。
当悬浮液的粘度较高或悬浮液中杂质较多时，将增大悬浮液对胶体的吸引力。
液态小颗粒聚集并有足够稳定的最低密度(或浓度)的特性。
当小颗粒在介质中形成双电层时，这种聚集就会向宏观体积方向移动，同时向粒子表面及周围扩散，造成颗粒内部的紧密堆积。
当介质的粘度适当时，可以阻止或促进这种运动的进行，但粘度太高时则会阻碍这种运动。
通常把小颗粒稳定在分散介质中的最低密度或最大浓度，叫做该介质的“最稳定状态”，简称为“最稳定浓度”。
在水中，胶体粒子半径很小，离子浓度较高时，粒子将趋向于聚集，直至形成稳定的胶体。
1.两亲物系之一或另一个与一个亲水基团和一个疏水基团相连。
其胶体稳定性依赖于相互接触的两个物系的相对挥发性。
2.具有双电层结构，由同号离子组成的离子对，每个离子对的负电荷为若干单位。
这些离子对比相应的离子更容易彼此聚集。
其胶体稳定性取决于负电荷离子和正电荷离子的数目。
3.固体颗粒的聚集。
在胶体粒子周围，离子会吸引带相反电荷的离子聚集成团。
4.液滴的聚集。
当液滴的半径和周围的介质的折射率一致时，在折射率差的作用下，会引起液滴的凝聚。
胶体的稳定性
聚沉值
使溶胶发生明显聚沉时外加电解质的最小 浓度称为该电解质对该溶胶的聚沉值 浓度称为该电解质对该溶胶的聚沉值
聚沉能力
聚沉能力＝1/聚沉值 聚沉能力＝1/聚沉值
解释： 解释：
ci ↑ I ↑
κ↑
VR ↓↓ V ↓↓
斥力不足以克服引力——聚沉 聚沉 斥力不足以克服引力 聚沉值： 聚沉值：
∂V
V = V A + VR = 0
（3）法扬斯（Fajans)规则 法扬斯（Fajans)规则 能与晶体的组成离子形成不溶物或难电离化合物的 异电离子优先被吸附，具有强的聚沉能力。 异电离子优先被吸附，具有强的聚沉能力。
（4）不规则聚沉 有时，少量电解质使溶胶聚沉，电解质浓度高时， 有时，少量电解质使溶胶聚沉，电解质浓度高时， 又重新分散，浓度再高又聚沉，此为不规则聚沉， 又重新分散，浓度再高又聚沉，此为不规则聚沉，多发 不规则聚沉 生在以大离子或高价离子为聚沉剂的情况——大离子或 生在以大离子或高价离子为聚沉剂的情况 大离子或 高价离子引起电动电势反号。 高价离子引起电动电势反号。 （5）有机离子一般具有较强聚沉能力——特殊吸附力 有机离子一般具有较强聚沉能力 特殊吸附力 （6）同号离子的影响 大的同号有机离子因与质点强烈的van 大的同号有机离子因与质点强烈的van der Waals 引力而被吸附，从而改变质点的表面性质。一般说来， 引力而被吸附，从而改变质点的表面性质。一般说来， 大的或高价的负离子对于负溶胶有一定稳定作用， 大的或高价的负离子对于负溶胶有一定稳定作用，大的 或高价正离子对于正溶胶有一定稳定作用。 或高价正离子对于正溶胶有一定稳定作用。
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带相反电荷的溶胶互相混合发生聚沉
二、 溶胶的聚沉
3．大分子化合物的作用 (1) 保护作用：有足量的大分子化合物 停靠基团
原因：高分子覆盖溶胶表面可起保护作用
应用：如墨汁，油漆，照相乳剂 (2) 絮凝作用：少量大分子化合物 絮凝：疏松的棉絮状沉淀 原因：大分子的搭桥效应、脱水效应、电中和效应 稳定基团
二、 溶胶的聚沉
聚沉：溶胶聚结沉降现象
1．电解质对溶胶稳定性的影响
电解质影响溶胶电性，溶胶对其十分敏感
• 适量电解质是溶胶稳定必要条件
适量定位离子使溶胶荷电而稳定（制备时不可净化过度） 聚沉原因：反离子压缩双电层，使 d，，= 0时最不稳定 • 过多电解质使溶胶发生聚沉 聚沉值：使溶胶聚沉所加的电解质的最低浓度 不同电解质聚沉能力(聚沉值)不同，其规律
V
Vr= e –kH
Vb
第六节 溶胶的稳定性和聚沉作用 H
1 Va H
一、胶体稳定性
热力学因素：高分散度，比表面能大，有自发聚集倾向
稳定溶胶的因素 ： 1. 动力稳定性（扩散力）：扩散，Brown运动，有利稳定 粒径越小、介质粘度越大，越使溶胶稳定 2. 表面带电（静电斥力）： 带电后的电性斥力，是溶胶稳定的主要原因 3. 溶剂化（水化膜斥力 ）：降低表面能，有利稳定 4. 添加高分子保护
二、 溶胶的聚沉
1．电解质对溶胶稳定性的影响 聚沉值： 使溶胶聚沉所加的电解质的最低浓度 不同电解质聚沉能力不同，可用聚沉值来衡量，其规律有 (1) 反离子：价数： 1价: 2价: 3价 = 1 :
1 1 : 2 3
6
6
同价：水化半径越小，越易靠近质点，聚沉能力越强 (2) 同号离子：对溶胶有稳定作用，价数越高作用越强 (3) 有机化合物的离子：通常有强吸附能力，有很强的聚沉能力 (4) 不规则聚沉：溶胶对高价反离子强烈吸附的结果 2．溶胶的相互聚沉作用
应用：如污水处理，选矿，土壤改造，造纸
优点：效率高，絮块大，沉降快，具选择性
三. 溶胶稳定的DLVD理论
1. 胶粒之间的作用力和势能曲线 (1) Van der Walls 引力（远程力） (2) 静电斥力（近程力） 势能V
Vb
2 Vr 0 e H
H
1 Va பைடு நூலகம்H
两者总结果，形成能垒，是溶胶的稳定点
1 Va H
增加表面电势，斥力势能，势垒高度，有利于稳定
过量电解质压缩双电层，值，斥力势能 ，不利于稳定 (4) 反离子价数对稳定性影响 总势能V=0时电解质的浓度c与其价数z的关系：c
1 z6
V
Vr= e –kH
Vb
再见!
H
1 Va H
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三. 溶胶稳定的DLVD理论
2．DLVO理论对溶胶稳定性的解释 (1) 溶胶稳定性原因：需克服势垒 势垒Vb：15~20 kJmol1 热运动： 势能V
Vb
2 Vr 0 e H
H
3 常温下 k BT ，3.7kJmol1 2
(2) 表面电势对稳定性影响 (3) 电解质对稳定性影响