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2.4溶胶的稳定性
2.4 溶胶的稳定性
胶体溶液的稳定性实指其某种性质(如分散相浓度、
颗粒大小、体系黏度和密度等)在一定程度的不变性。
虽然胶体本质上是热力学不稳定体系,但是
实际上它总能稳定一定的时间,有时长达数年,
甚至数十年之久。
稳定性只具有动力学意义,故而是相对的。
2.4.1胶体的四种稳定性
I. 热力学稳定性
胶体是高度分散的多相体系,有巨大的界面能,因
而是热力学不稳定体系。
II.动力稳定性
Brown运动越剧烈,越能阻止由于重力作用而引起的下降—
—胶体动力稳定性。胶粒越小,与分散介质的密度差越小,介
质粘度越大,溶胶的动力稳定性越大。
III.聚结稳定性
粒子间有相互聚结而降低其界面能的趋势,称为聚结
不稳定性。
是指体系的分散度是否随时间而变。
稳定的溶胶必须同时兼备聚结稳定性和动力稳定性,
其中聚结稳定性更为重要,一旦失去聚结稳定性,粒
子相互聚结变大,最终将导致失去动力学稳定性。
胶粒表面双电层的稳定作用——胶体的聚结稳定性
胶团靠近到与双电层的扩散层重叠时,出现静电斥力,胶团靠
的越近,斥力越大,斥力大于引力时,碰撞的胶粒重新分开 —
—聚结稳定性
IV.溶剂化的稳定作用
胶粒表面吸附离子及反离子都是溶剂化的,在
胶粒周围形成溶剂化膜。溶剂化膜具有一定的机械
强度和弹性,能阻止胶粒聚结。
扩散双电层的稳定作用是主要因素
影响溶胶稳定性的因素有:
(1)外加电解质的影响,这种影响最大,主要影响胶粒的
带电情况,使 电位下降,促使胶粒聚结。
(2)浓度的影响,浓度增加,粒子碰撞机会增多。
(3)温度的影响,温度升高,粒子碰撞机会增多,碰撞强
度增加。
(4)胶体体系的相互作用,带不同电荷的胶粒相互吸而聚
沉。
6
2.4.2 DLVO理论
前苏联学者Derjajuin和Landan (1941年)与
荷兰学者Verwey和Overbeek (1948年)分别独立
提出胶粒之间存在Vande Wadls吸引势能。据此
对溶胶的稳定性进行了定量处理,形成了能比较
完善地解释胶体稳定性和电解质影响的理论,称
之为DLVO理论。
1. 胶粒间的Vander wadls 引力势能
分子间的Vander waals 引力包括诱导力 (Debye引力),
偶极力 (Keesom力)和色散力 (London引力),其大小
与分子间距的六次方成反比,也称六次律。
除极性特别大的水分子外,通常对分子间的吸引力的作
用贡献
色散力> 偶极力> 诱导力
因此平常说的Vander waals主要指色散力。
诱导力
诱导偶极之间的相互作用。此种模式只在瞬间存在,
下一个瞬间又有新的排列产生,这种作用是非极性
气体凝结的原因。
偶极力
具永久偶极的分子倾向于将
两种离子——偶极作用
极性反向排列,使得固相物
质有最大的引力。
分子间的长程vander Waals引力
2 2
2
U 1 2
Keeson相互作用: K 6
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