2021-09-25 18:56:25

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聚沉是一种物理现象,指向胶体中加入电解质溶液时,加入的阳离子(或阴离子)中和了胶体粒子所带的电荷,使胶体粒子聚集成较大颗粒,从而形成沉淀从分散系里析出。

基本信息

  • 中文名称

    聚沉

  • 外文名称

    Coagulation

  • 沉淀物凝块

    Sediment clot

  • 絮凝物

    floc

  • 外界条件

    加电解质、相反电荷的胶体、加热

  • 定义

    胶体粒子聚集成较大颗粒然后沉淀

折叠 编辑本段 聚沉定义

向胶体中加入电解质溶液时,加入的阳离子(或阴离子)中和了胶体粒子所带的的电荷,使胶体粒子聚集成较大颗粒,从而形成沉淀从分散剂里析出,这个过程叫做聚沉 。

折叠 编辑本段 原理

聚沉 。胶体稳定的原因是胶粒带有某种相同的电荷互相排斥,胶粒间无规则的布朗运动也使胶粒稳定。因此,要使胶体聚沉,其原理就是:中和胶粒的电荷或加快其胶粒的热运动以增加胶粒的结合机会。

折叠 编辑本段 影响因素

影响溶胶稳定性的因素是多方面的,例如电解质的作用,胶体的相互作用等。

1)溶胶电解质很敏感,很少量的电解质可以引起溶胶聚沉,通常用聚沉值来表示电解质的聚沉能力。聚沉值是在一定条件下刚刚足够引起某种溶胶聚沉的电解质浓度,一般以mmol/L(毫摩/升)表示。

电解质的聚沉能力主要由(与粒子带电符号)反号的离子的价数决定。此离子价数愈高,电解质的聚沉能力愈大。

金属氢氧化物、金属氧化物等胶体微粒吸附阳离子,带正电荷;

非金属氧化物、非金属硫化物等胶体微粒吸附阴离子,带负电荷。

舒尔策-哈迪价数规则:聚沉能力主要决定于与胶粒带相反电荷的电解质离子价数,不同价数(1、2、3价)的反离子,其聚沉值的比例大约为100:1.6:0.14,约为(1/1):(1/2):(1/3),即聚沉值与反离子价数的六次方成反比。

②价数相同的离子聚沉能力也有所不同。例如,一些一价正离子对负溶胶的聚沉能力可以排成如下次序:H>Cs>Rb>NH4>K>Na>Li而不同的一价负离子对正溶胶的聚沉能力则有如下次序:F>Cl>Br>NO3>I>SCN>OH。

③同号离子对聚沉也有影响,这是因为同号离子与胶粒之间的强烈的范德华力而产生吸附,从而改变了胶粒的表面性能,降低了反离子的聚沉能力。

2)胶体的相互作用将胶粒带相反电荷的溶胶互相混合,也会发生聚沉。与电解质的聚沉作用不同之处在于两种溶胶用量应当恰好能使其所带的总电荷量相等时,才会完全聚沉,否则可能不完全聚沉,甚至不聚沉。

加入带相反电荷的胶体,也可以起到和加入电解质同样的作用,使胶体聚沉。如把Fe(OH)3胶体加入硅酸胶体中,两种胶体均会发生凝聚。

3)加热胶体,能量升高,胶粒运动加剧,它们之间碰撞机会增多,而使胶核对离子的吸附作用减弱,即减弱胶体的稳定因素,导致胶体凝聚。

长时加热,Fe(OH)3胶体就发生凝聚而出现红褐色沉淀。

折叠 编辑本段 常见聚沉方法

折叠 加电解质

在溶液中加入电解质,这就增加了胶体中离子的总浓度,而给带电荷的胶体粒子创造了吸引相反电荷离子的有利条件,从而减少或中和原来胶粒所带电荷,使它们失去了保持稳定的因素。这时由于粒子的布朗运动,在相互碰撞时,就可以聚集起来,迅速沉降。

向胶体中加入盐时,其中的阳离子或阴离子能中和分散质微粒所带的电荷,从而使分散质聚集成较大的微粒,在重力作用下形成沉淀析出。这种胶体形成沉淀析出的现象称为胶体的聚沉(适用于液溶胶)。

如用豆浆做豆腐时,在一定温度下,加入CaSO4(或其他电解质溶液),豆浆中的胶体粒子带的电荷被中和,其中的粒子很快聚集而形成胶冻状的豆腐(称为凝胶)。

一般说来,在加入电解质时,高价离子比低价离子使胶体凝聚的效率大。如:聚沉能力:

Fe(3+)>Ca(2+)>Na(+),PO4(3-)>SO4(2-)>Cl(1-)。

折叠 加相反电荷的胶粒

加入带相反电荷的胶粒,也可以起到和加入电解质同样的作用,使胶体聚沉。

如把Fe(OH)3胶体加入硅酸胶体中,两种胶体均会发生凝聚。

折叠 加热

加热胶体,能量升高,胶粒运动加剧,它们之间碰撞机会增多,而使胶核对离子的吸附作用减弱,即减弱胶体的稳定因素,导致胶体凝聚。

如长时间加热时,Fe(OH)3胶体就发生凝聚而出现红褐色沉淀。

折叠 编辑本段 生活应用

胶冻状豆腐

由豆浆做豆腐时,在一定温度下,加入CaSO4(或其他电解质溶液),豆浆中的胶体粒子带的电荷被中和,其中的粒子很快聚集而形成胶冻状的豆腐(称为凝胶)。

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