物理化学主要公式及使用条件（免费）

由天下分享时间：2025/6/9 11:55:06 加入收藏我要投稿点赞

沉降是指胶体粒子因重力作用而发生下沉的现象。

沉降平衡：当胶体粒子的沉降速率与其扩散速率相等时，胶体粒子在介质的浓度随高度形成一定分布并且不随时间而变，这一状态称为胶体粒子处于沉降平衡。其数密度C与高度h的关系为

ln(C2/C1)??(Mg/RT)??1?(?0/?)?(h2?h1)?

式中ρ及ρ0分别为粒子及介质的密度，M为粒子的摩尔质量，g为重力加速度。此式适用于单级分散粒子在重力场中的沉降平衡。

3．光学性质

当将点光源发出的一束可见光照射到胶体系统时，在垂直于入射光的方向上可以观察到一个发亮的光锥，此现象称为丁达尔现象。丁达尔现象产生的原因是胶体粒子大小，小于可见光的波长，而发生光的散射之结果。散射光的强度I可由下面瑞利公式计算：

22229πVC?n?n0?I??2422?2?ln?2n0??2?1?cos2??I0

式中：I0及λ表示入射光的强度与波长；n及n0分别为分散相及分散介质的折射率；α为散射角，为观测方向与入射光之间的夹角；V为单个分散相粒子的体积；C为分散相的数密度；l为观测者与散射中心的距离。此式适用粒子尺寸小于入射光波长，粒子堪称点光源，而且不导电，还有不考虑粒子的散射光互相不发生干涉。

4．电学性质

胶体是热力学不稳定系统，其所以能长期存在的重要因素就是胶体粒子本身带电的结果。证明胶体粒子带电的有：电泳、电渗、流动电势和沉降电势等电动现象。电泳与电渗是指在外电场作用下，胶体中分散相与分散介质发生相对运动；流动电势与沉降电势则是当外力场作用于胶体上时，使得分散相与分散介质发生相对移动而产生电势差。产生上述电动现象的原因是因为胶体粒子具双电层结构的缘故。

5．斯特恩双电层模型

有关胶粒带电的双层模型中以斯特恩双电层模型使用较广。其双电层结构可用下面模型（图12－1）表示。

图中：?0热力学电势：表示固体表面与溶液本体的电势差。??斯特恩电势：斯特恩面与容液本体的电势差。ζ电势（流动电势）：当分散相与分散介质发生相对移动时，滑动面与溶液本体的电势差。从电泳速率或电渗速率计算电势的公式如下：

??v??E

式中：ε为介质的介电常数，ε0为真空介电常数；v为电泳速率，单位为m?s-1；E为电势梯度，单位为V · m－1；η为介质的粘度，单位为Pa · s。

6．胶团结构

根据吸附与斯特恩双电层结构可知，溶胶的胶团结构分为胶核、胶粒及胶团三个层次。以AgCl溶胶为例，当用KCl与AgNO3制备AgCl溶胶时，若AgNO3是略微过量的，则若干个AgCl粒子组成的固体微粒优先吸附与其自身有相同元素的离子（Ag＋）而形成胶核。再按双电层结构分别写出胶粒与胶团部分，即

胶粒???????????????x＋???＋－?AgCl?mnAg??n－x?NO3??xNO－??3?????????胶核???????????????????胶团

胶粒带正电荷。

但若制备AgCl时是采用KCl稍微过量，则其胶团结构为

胶粒?????????????x＋???＋??AgCl?mnCl??n－x?K??xK????????????胶核?????????????????胶团

胶粒带负电荷。