(二)溶膠的穩(wěn)定性和聚沉
由于溶膠是高度分散的多相體系,膠粒有自動(dòng)聚結(jié)的趨勢,是一個(gè)聚結(jié)不穩(wěn)定體系。但在某種條件下,它又具有聚結(jié)的穩(wěn)定性,膠粒并不合并變大。決定聚結(jié)穩(wěn)定性的主要因素是溶膠膠粒表面的雙電層結(jié)構(gòu),它使膠粒在碰撞時(shí)不致相互接觸,同時(shí)雙電層有水化離子,好像膠粒外面包上一層水化膜或溶劑化膜,這層膜就起到阻礙膠粒合并的作用。
凡是使溶膠的分散度降低,分散相顆粒變大,最后從介質(zhì)中沉淀析出的現(xiàn)象叫聚沉。促使溶膠聚沉的因素有電解質(zhì),反電荷的膠體,溫度等。溶膠對(duì)電解質(zhì)的影響非常敏感,這是由于電解質(zhì)中反離子的加入促使膠粒周圍的擴(kuò)散層被“壓縮”,擴(kuò)散層厚度迅速變薄,當(dāng)電解質(zhì)的量達(dá)到一定程度后,擴(kuò)散層消失,膠粒變成電中性,同時(shí)水化膜也隨之消失,這樣膠粒就能迅速凝集而聚沉。例如,在氫氧化鐵中加入少量K2SO4溶液,溶膠內(nèi)立即發(fā)生聚沉作用,析出氫氧化鐵沉淀。醫(yī).學(xué).全.在線.網(wǎng).站.提供
不同的電解質(zhì),對(duì)溶膠的聚沉能力是不同的,通常用聚沉值來衡量電解質(zhì)對(duì)溶膠聚沉能力的大小。聚沉值是指一定溶膠,在一定時(shí)間內(nèi)完全聚沉所需電解質(zhì)的最低濃度(mmol·L-1)。聚沉值越小,表示聚沉能力越大。
可以使溶膠聚沉的電解質(zhì)的有效部分是與膠粒帶有相反電荷的離子,這些離子稱為反離子。根據(jù)叔爾采-哈迪(Schulze-Hardy)規(guī)則,反離子的價(jià)數(shù)越高,聚沉能力也越大。一般說來,一價(jià)反離子的聚沉值在25-150之間,二價(jià)的約在0.5-2之間,三價(jià)的約在0.01-0.1之間。
對(duì)于給定的溶膠,反離子為1,2,3價(jià)的電解質(zhì),其聚沉值的比約為(1/1)6:(1/2)6:(1/3)6。
帶有相反電荷的不同溶膠,可以相互聚沉。例如,將帶有正電荷的氫氧化鐵溶膠和帶負(fù)電荷的As2S3溶膠混合,可以相互聚沉。
明礬的凈水作用,是利用明礬的水解生成AL(OH)3正溶膠,而與帶負(fù)電荷的膠體污物發(fā)生相互聚沉。
溫度對(duì)溶膠的穩(wěn)定性影響不大。溫度升高時(shí),由于溶膠的布朗運(yùn)動(dòng)增強(qiáng),溶膠粒子之間的碰撞加劇,使溶膠的穩(wěn)定性下降。