1、 2-32-3 界面带电机理界面带电机理一一 界面带电现象界面带电现象1 1 任何两相接触都会形成一个相界面，界面区任何两相接触都会形成一个相界面，界面区(约几个分子大小范围内约几个分子大小范围内)出现电势差出现电势差,即表现出界即表现出界面带电现象。面带电现象。2 2 界面带电的原因可分为两个方面：界面带电的原因可分为两个方面： 两个不同相的离子的絮合能不同（如两个不同相的离子的絮合能不同（如s-ls-l） 两相的电子亲和能不同（如两相的电子亲和能不同（如s-ss-s） （1）吸附 胶粒在形成过程中，胶核优先吸附某种离子，使胶粒带电。 例如：在AgI溶胶的制备过程中，如果AgNO3过量，则胶
2、核优先吸附Ag+离子，使胶粒带正电；如果KI过量，则优先吸附I -离子，胶粒带负电。在固体表面的带电离子称为定位离子 固体表面上产生定位离子的原因如下： （2）电离 对于可能发生电离的大分子的溶胶而言，则胶粒带电主要是其本身发生电离引起的 例如蛋白质分子，当它的羧基或胺基在水中解离时，整个大分子就带负电或正电荷。当介质的pH较低时，蛋白质分子带正电，pH较高时，则带负电荷 当蛋白质分子所带的净电荷为零时，这时介质的pH称为蛋白质的等电点。在等电点时蛋白质分子的移动已不受电场影响，它不稳定且易发生凝聚。 （3 3）同晶置换 黏土矿物中如高岭土，主要由铝氧四面体和硅氧四面体组成，而与周围4个氧的电
3、荷不平衡，要由正离子来平衡电荷。 这些正离子在介质中会电离并扩散，所以使黏土微粒带负电。如果被或同晶置换，则黏土微粒带的负电更多。 （4）溶解量的不均衡 离子型固体物质如AgI，在水中会有微量的溶解，所以水中会有少量的银离子和碘离子。 例如：将AgI制备溶胶时，由于Ag+较小，活动能力强，扩散快，比I-容易脱离晶格而进入溶液，使AgI胶粒带负电。电泳、电渗，流动电势和沉降电势均属于电动现象 l（一）电动现象4ZnSO (aq)4CuSO (aq)ZnCu+盐桥eeeeZn片2222ZnZnZnZn1、 Zn与ZnSO4形成双电层， 双电层就象一个电容器，两个 层是相互平行的，具有一定电 位。铜
4、片2222CuCuCuCu24/CuCuCuSOCuCu2+Cu与，表面吸附（固体表面吸附离子），也能产生丹尼尔电池德国科学家德国科学家W. Nernst对电极电势产生机理作了较好的对电极电势产生机理作了较好的解释。当把金属插入其盐溶液中时，金属表面上的正解释。当把金属插入其盐溶液中时，金属表面上的正离子受到极性水分子的作用，离子受到极性水分子的作用，有变成溶剂化离子进入有变成溶剂化离子进入溶液而将电子留在金属表面的倾向。金属越活泼溶液而将电子留在金属表面的倾向。金属越活泼、溶、溶液中正离子浓度越小，液中正离子浓度越小，上述倾向就越大上述倾向就越大。与此同时，。与此同时，溶液中的金属离子也有从
5、溶液中沉积到金属表面的倾溶液中的金属离子也有从溶液中沉积到金属表面的倾向，向，溶液中的金属离子浓度越大、溶液中的金属离子浓度越大、金属越不活泼，这金属越不活泼，这种倾向就越大种倾向就越大。当溶解与沉积这两个相反过程的速率。当溶解与沉积这两个相反过程的速率相等时，即达到动态平衡相等时，即达到动态平衡. 当金属溶解倾向大于金属离子沉积倾向时，则金属表面带负电层，靠近金属表面附近处的溶液带正电层，这样便构成“双电层”。相反，若沉积倾向大于溶解倾向，则在金属表面上形成正电荷层，金属附近的溶液带一层负电荷。 由于在溶解与沉积达到平衡时，形成了双电层，从而产生了电势差，这种电势差叫电极的平衡电极电势，也叫
6、可逆电极电势。金属的活泼性不同，其电极电势也不同，因此，可以用电极电势来衡量金属得失电子的能力可以用电极电势来衡量金属得失电子的能力。 2、电动现象：双电层的两个平行电层， 其平行方向相互错动的现象。-+-+将双电层放在电场中,使双电层的平行方向与电场方向一致,则平行着的两个电层在电场作用下发生错动.正电层向负极移动,负电层向正极移动。根据双电层错动的情况，胶体根据双电层错动的情况，胶体动电现象可分为动电现象可分为四种，即四种，即电泳、电渗、流动电位和沉降电位电泳、电渗、流动电位和沉降电位。l双电层双电层 含有离子的液体在加压或重力等外力的作用下，流经多孔膜或毛细管时会产生电势差。流动电势 这
7、种因液体流动而产生的电势称为流动电势。（二）、胶体四种动电现象简述（二）、胶体四种动电现象简述1、电泳：通电后，粒子移动。粒子带正电、电泳：通电后，粒子移动。粒子带正电向负极移动，带负电想正极移动。胶粒在电向负极移动，带负电想正极移动。胶粒在电场中的这种移动叫电泳。场中的这种移动叫电泳。电泳错动的方式是：电泳错动的方式是：固体动，液体不动固体动，液体不动。2、电渗：液体在外加电场影响下透过多孔、电渗：液体在外加电场影响下透过多孔性固体的现象。性固体的现象。电渗错动方式：电渗错动方式：固体不动，液体动固体不动，液体动。发生液。发生液体动。发生在多孔性固体中无数毛细管管壁体动。发生在多孔性固体中无
8、数毛细管管壁上的双电层错动上的双电层错动 。3 3、流动电位：施加一种机械压力使液体流过、流动电位：施加一种机械压力使液体流过多孔性固体，则在多孔性固体的两端会产生阻多孔性固体，则在多孔性固体的两端会产生阻碍液体流动的电位，称之为流动电位。碍液体流动的电位，称之为流动电位。电渗是：外加电力引起液体流动。电渗是：外加电力引起液体流动。流动电位是：流动电位是：外加压力引起液体流动而产生电位外加压力引起液体流动而产生电位。4 4、沉降电位：固体粒子在液体中迅速次降时、沉降电位：固体粒子在液体中迅速次降时容器上部的液体与容器底部的液体之间所产生容器上部的液体与容器底部的液体之间所产生的电位，是电泳的逆
9、转。的电位，是电泳的逆转。电泳：外加电压使粒子移动。电泳：外加电压使粒子移动。沉降电位：沉降电位：重力作用使固体粒子沉降移动而产生电位重力作用使固体粒子沉降移动而产生电位。四种动电现象可以表示如下：四种动电现象可以表示如下：动电现象动电现象机械力引起的机械力引起的双电层错动双电层错动电渗电渗流动电位流动电位次降电位次降电位互为逆转互为逆转互为逆转互为逆转二者都很小，二者都很小，用直流伏特计用直流伏特计才能测出才能测出外加电压引起外加电压引起的双电层错动的双电层错动电泳电泳CDBBD三、电泳实验及应用 外加电压800-100V直流电若溶胶带负电，向正电极移动，靠近正电极浓度大，负电极管上冒出此实
10、验可以判断胶体带电情况电泳管A：活塞C：U形玻璃管B：缩小的细管D：支管，2、应用应用橡胶电镀：电泳使橡胶的乳状液汁凝结而镀在金属、布匹、木材上。获得优良的陶瓷用黏土：用水玻璃将黏土制成稳定的悬浮体，用电泳技术将细黏土沉积在正电极上，再连续刮下来。+-120-600直流电源上纸条电泳实验图ABBACDA：pH稳定的缓冲液B：铂电极 C：玻璃板D：纸条当纸条被A浸湿后，在D上滴上蛋白质溶液，过一段时间，将纸条取下，晾干，然后用HgCl2两滴溶液或用溴酚兰显色。能达到鉴定分离目的。如用此法研究肝炎患者的血清。对辅助液要求 ： 1、1、胶体与辅助液无化学反应。2、与胶体有相同导电能力。（一般用超滤液，即除去胶粒后的分散介质疏液溶胶。极稀KCl亲液溶胶）+-电极辅助液胶体（比重大于辅助液，带色更好）假定胶体带正电，向负极移动负极支管界面上升。3、电泳速度测定超显直接测定化学分析法界面移动法
