化学胶体问题
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- 2025-05-05 13:56:29
胶体系统因其分散相粒子尺寸在1～100 nm范围内而被定义，这种系统具有高分散性、多相性和热力学不稳定性。金属、难溶卤化物、硫化物或氢氧化物在水中的分散体被称为憎液溶胶，其特点是粒子由大量分子构成，存在大量相界面。
胶体粒子由于分散介质分子的不平衡撞击，表现出布朗运动，其平均位移可通过爱因斯坦-布朗位移公式计算，公式为，其中t为时间，r为粒子半径，η为介质粘度。扩散、沉降及沉降平衡描述了胶体粒子在浓度梯度和重力作用下的行为。
丁达尔现象是当光束照射到胶体系统时，垂直于入射光方向观察到的一个发亮光锥的现象，这是由于胶体粒子大小小于可见光波长，发生光的散射。散射光强度可由瑞利公式计算，公式为，其中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，V为单个分散相粒子的体积，C为分散相的数密度。
胶体粒子的带电性质是其热力学不稳定性的重要原因，电泳、电渗、流动电势和沉降电势等电动现象证明了这一点。斯特恩双电层模型解释了胶粒带电的原因，模型中包含热力学电势、斯特恩电势和ζ电势。
根据吸附与斯特恩双电层结构，溶胶的胶团结构分为三个层次：胶核、胶粒及胶团。胶核由多个胶粒优先吸附与其自身有相同元素的离子形成，胶粒带正电荷。胶团结构的形成取决于制备溶胶时使用的离子类型，采用KCl或AgNO3制备时，胶粒带电性质不同。
溶胶的稳定性依赖于胶体粒子带电、溶剂化作用以及布朗运动。聚沉是指溶胶中胶粒互相聚结变成大颗粒，直到发生沉淀的现象。电解质加入时，溶胶发生聚沉的作用显著。聚沉值是指令溶胶发生明显的聚沉所需之电解质最小浓度，其倒数称为聚沉能力。聚沉能力受反离子价数及个数的影响，价数越高，聚沉值越小。
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