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1、 2-32-3 界面帶電機理界面帶電機理一一 界面帶電現(xiàn)象界面帶電現(xiàn)象1 1 任何兩相接觸都會形成一個相界面，界面區(qū)任何兩相接觸都會形成一個相界面，界面區(qū)(約幾個分子大小范圍內約幾個分子大小范圍內)出現(xiàn)電勢差出現(xiàn)電勢差,即表現(xiàn)出界即表現(xiàn)出界面帶電現(xiàn)象。面帶電現(xiàn)象。2 2 界面帶電的原因可分為兩個方面：界面帶電的原因可分為兩個方面：兩個不同相的離子的絮合能不同（如兩個不同相的離子的絮合能不同（如s-ls-l）兩相的電子親和能不同（如兩相的電子親和能不同（如s-ss-s）1各行業(yè) （1）吸附 膠粒在形成過程中，膠核優(yōu)先吸附某種離子，使膠粒帶電。例如：在AgI溶膠的制備過程中，如果AgNO3過量，則

2、膠核優(yōu)先吸附Ag+離子，使膠粒帶正電；如果KI過量，則優(yōu)先吸附I-離子，膠粒帶負電。在固體表面的帶電離子稱為定位離子 固體表面上產生定位離子的原因如下：2各行業(yè) （2）電離 對于可能發(fā)生電離的大分子的溶膠而言，則膠粒帶電主要是其本身發(fā)生電離引起的 例如蛋白質分子，當它的羧基或胺基在水中解離時，整個大分子就帶負電或正電荷。當介質的pH較低時，蛋白質分子帶正電，pH較高時，則帶負電荷 當?shù)鞍踪|分子所帶的凈電荷為零時，這時介質的pH稱為蛋白質的等電點。在等電點時蛋白質分子的移動已不受電場影響，它不穩(wěn)定且易發(fā)生凝聚。3各行業(yè) （3 3）同晶置換 黏土礦物中如高嶺土，主要由鋁氧四面體和硅氧四面體組成，而

3、與周圍4個氧的電荷不平衡，要由正離子來平衡電荷。這些正離子在介質中會電離并擴散，所以使黏土微粒帶負電。如果被或同晶置換，則黏土微粒帶的負電更多。4各行業(yè) （4）溶解量的不均衡 離子型固體物質如AgI，在水中會有微量的溶解，所以水中會有少量的銀離子和碘離子。例如：將AgI制備溶膠時，由于Ag+較小，活動能力強，擴散快，比I-容易脫離晶格而進入溶液，使AgI膠粒帶負電。電泳、電滲，流動電勢和沉降電勢均屬于電動現(xiàn)象 5各行業(yè)n（一）電動現(xiàn)象二二電動現(xiàn)象電動現(xiàn)象4ZnSO(aq)4CuSO(aq)ZnCu+鹽橋6各行業(yè)eeeeZn片2222ZnZnZnZn1、Zn與ZnSO4形成雙電層，雙電層就象一個

4、電容器，兩個 層是相互平行的，具有一定電 位。7各行業(yè)銅片2222CuCuCuCu24/CuCuCuSOCuCu2+Cu與，表面吸附（固體表面吸附離子），也能產生丹尼爾電池8各行業(yè)德國科學家德國科學家W.Nernst對電極電勢產生機理作了較好對電極電勢產生機理作了較好的解釋。當把金屬插入其鹽溶液中時，金屬表面上的的解釋。當把金屬插入其鹽溶液中時，金屬表面上的正離子受到極性水分子的作用，正離子受到極性水分子的作用，有變成溶劑化離子進有變成溶劑化離子進入溶液而將電子留在金屬表面的傾向。金屬越活潑入溶液而將電子留在金屬表面的傾向。金屬越活潑、溶液中正離子濃度越小，溶液中正離子濃度越小，上述傾向就越大

5、上述傾向就越大。與此同時，。與此同時，溶液中的金屬離子也有從溶液中沉積到金屬表面的傾溶液中的金屬離子也有從溶液中沉積到金屬表面的傾向，向，溶液中的金屬離子濃度越大、溶液中的金屬離子濃度越大、金屬越不活潑，這金屬越不活潑，這種傾向就越大種傾向就越大。當溶解與沉積這兩個相反過程的速率。當溶解與沉積這兩個相反過程的速率相等時，即達到動態(tài)平衡相等時，即達到動態(tài)平衡.當金屬溶解傾向大于金屬離子沉積傾向時，則金屬表面帶負電層，靠近金屬表面附近處的溶液帶正電層，這樣便構成“雙電層”。相反，若沉積傾向大于溶解傾向，則在金屬表面上形成正電荷層，金屬附近的溶液帶一層負電荷。由于在溶解與沉積達到平衡時，形成了雙電層

6、，從而產生了電勢差，這種電勢差叫電極的平衡電極電勢，也叫可逆電極電勢。金屬的活潑性不同，其電極電勢也不同，因此，可以用電極電勢來衡量金屬得失電子的能力可以用電極電勢來衡量金屬得失電子的能力。9各行業(yè)2、電動現(xiàn)象：雙電層的兩個平行電層，其平行方向相互錯動的現(xiàn)象。-+-+將雙電層放在電場中,使雙電層的平行方向與電場方向一致,則平行著的兩個電層在電場作用下發(fā)生錯動.正電層向負極移動,負電層向正極移動。根據(jù)雙電層錯動的情況，膠體根據(jù)雙電層錯動的情況，膠體動電現(xiàn)象可分為動電現(xiàn)象可分為四種，即四種，即電泳、電滲、流動電位和沉降電位電泳、電滲、流動電位和沉降電位。10各行業(yè)n雙電層雙電層11各行業(yè)12各行業(yè)

7、13各行業(yè)14各行業(yè) 含有離子的液體在加壓或重力等外力的作用下，流經(jīng)多孔膜或毛細管時會產生電勢差。流動電勢 這種因液體流動而產生的電勢稱為流動電勢。15各行業(yè)（二）、膠體四種動電現(xiàn)象簡述（二）、膠體四種動電現(xiàn)象簡述1、電泳：通電后，粒子移動。粒子帶正電、電泳：通電后，粒子移動。粒子帶正電向負極移動，帶負電想正極移動。膠粒在電向負極移動，帶負電想正極移動。膠粒在電場中的這種移動叫電泳。場中的這種移動叫電泳。電泳錯動的方式是：電泳錯動的方式是：固體動，液體不動固體動，液體不動。2、電滲：液體在外加電場影響下透過多孔、電滲：液體在外加電場影響下透過多孔性固體的現(xiàn)象。性固體的現(xiàn)象。電滲錯動方式：電滲錯

8、動方式：固體不動，液體動固體不動，液體動。發(fā)生液。發(fā)生液體動。發(fā)生在多孔性固體中無數(shù)毛細管管壁體動。發(fā)生在多孔性固體中無數(shù)毛細管管壁上的雙電層錯動上的雙電層錯動。16各行業(yè)3 3、流動電位：施加一種機械壓力使液體流過、流動電位：施加一種機械壓力使液體流過多孔性固體，則在多孔性固體的兩端會產生阻多孔性固體，則在多孔性固體的兩端會產生阻礙液體流動的電位，稱之為流動電位。礙液體流動的電位，稱之為流動電位。電滲是：外加電力引起液體流動。電滲是：外加電力引起液體流動。流動電位是：流動電位是：外加壓力引起液體流動而產生電位外加壓力引起液體流動而產生電位。4 4、沉降電位：固體粒子在液體中迅速次降時、沉降電

9、位：固體粒子在液體中迅速次降時容器上部的液體與容器底部的液體之間所產生容器上部的液體與容器底部的液體之間所產生的電位，是電泳的逆轉。的電位，是電泳的逆轉。電泳：外加電壓使粒子移動。電泳：外加電壓使粒子移動。沉降電位：沉降電位：重力作用使固體粒子沉降移動而產生電位重力作用使固體粒子沉降移動而產生電位。17各行業(yè)四種動電現(xiàn)象可以表示如下：四種動電現(xiàn)象可以表示如下：動電現(xiàn)象動電現(xiàn)象機械力引起的機械力引起的雙電層錯動雙電層錯動電滲電滲流動電位流動電位次降電位次降電位互為逆轉互為逆轉互為逆轉互為逆轉二者都很小，二者都很小，用直流伏特計用直流伏特計才能測出才能測出外加電壓引起外加電壓引起的雙電層錯動的雙電

10、層錯動電泳電泳18各行業(yè)CDBBD三、電泳實驗及應用 外加電壓800-100V直流電若溶膠帶負電，向正電極移動，靠近正電極濃度大，負電極管上冒出此實驗可以判斷膠體帶電情況電泳管A：活塞C：U形玻璃管B：縮小的細管D：支管，19各行業(yè)20各行業(yè)2、應用應用橡膠電鍍：電泳使橡膠的乳狀液汁凝結而鍍在金屬、布匹、木材上。獲得優(yōu)良的陶瓷用黏土：用水玻璃將黏土制成穩(wěn)定的懸浮體，用電泳技術將細黏土沉積在正電極上，再連續(xù)刮下來。21各行業(yè)+-120-600直流電源上紙條電泳實驗圖ABBACDA：pH穩(wěn)定的緩沖液B：鉑電極 C：玻璃板D：紙條當紙條被A浸濕后，在D上滴上蛋白質溶液，過一段時間，將紙條取下，晾干，然后用HgCl2兩滴溶液或用溴酚蘭顯色。能達到鑒定分離目的。如用此法研究肝炎患者的血清。22各行業(yè)對輔助液要求：1、1、膠體與輔助液無化學反應。2、與膠體有相同導電能力。（一般用超濾液，即除去膠粒后的分散介質疏液溶膠。極稀KCl親液溶膠）+-電極輔助液膠體（比重大于輔助液，帶色更好）假定膠體帶正電，向負極移動負極支管界面上升。3、電泳速度測定超顯直接測定化學分析法界面移動法23各行業(yè)