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關於膠粒結構

因為膠粒的大小介於 1~100nm 之間,故每壹膠粒必然是由許多分子或原子聚集而成的。我們往往將組成膠粒核心部分的固態微粒稱為膠核。例如用稀 AbNO3 溶液和 KI 溶液制備 AgI 溶膠時,由反應生成的 AgI 微粒首先形成膠核。膠核常具有晶體結構,它很容易從溶液中選擇性地吸附某種組成與之相似的離子而使膠核帶電,因此,膠核實際上應包括固體微粒表層的帶電離子。

膠核表層荷電後,留在溶液中的反離子(即與被膠核吸附的離子帶相反電荷的離子)由於離子靜電作用必圍繞於膠核周圍,但離子本身的熱運動又使壹部分反離子擴散到較熱的介質中去。可見,壹些緊緊地吸引於膠核近旁的反離子與被吸附於膠核表層的離子組成"緊密層",而其余的反離子則組成"擴散層"。膠核與緊密層組成膠粒(Colloidal particle),而膠粒與擴散層中的反離子組成膠團(micelle)。膠團分散於液體介質中便是通常所說的溶膠。

用 AgNO3 稀溶液和 KI 溶液制備 AgI 溶膠時,其膠團結構式可以表示為:

有關雙電層的模型請參考電化學中"擴散雙電層"部分內容。以下僅介紹滑動面和 ζ 電勢。

滑動面是當固液兩相發生相對移動時呈現在固液交界處的壹個高低不平的曲面,它位於緊密層之外,擴散層之中且距固體表面的距離約為分子直徑大小處(見圖13-17(動畫觀看))。滑動面與溶液本體之間的電勢差稱為 ζ 電勢。有時也稱為電動電勢,這是因為只有當固液兩相發生相對移動時才有 ζ 電勢,可見,ζ 電勢是滑動面存在的結果,而滑動面是 ζ 電勢產生的基礎。

當電解質的濃度增加時,介質中反離子的濃度加大,將壓縮擴散層使其變薄,把更多的反離子擠進滑動面以內,使 ζ 電勢在數值上變小,如圖13-18所示。當電解質的濃度足夠大時,可使 ζ 電勢為零。此時相應的狀態,稱為等電態。處於等電態的粒子是不帶電的,電泳,電滲的速度也必然為零。此時,溶膠非常容易聚沈。