一、膠體溶液
膠體顆粒介質(zhì)介于10-9~10-7m之間。對于線形的高分子來說,含有103~109個原子的分組也屬于膠體顆粒。
1.膠體顆粒帶電的原因
每種膠體顆粒都帶有一定的電荷。膠體顆粒帶電的原因可能有以下幾個方面。
⑴ 膠體顆粒表面對溶液中離子的吸附;
膠體顆粒表面能吸附溶液中電解質(zhì)的某些陽離子或陰離子而使本身帶電。這種吸附是有選擇性的。例如由氯化鐵水解得到的氫氧化鐵,水解所生成的Fe(OH)3分子聚合在一起構(gòu)成膠體離子的核心,稱為膠核。Fe(OH)3膠核表面吸附了與其成分共同的氫離子,從而使其帶正電荷。通常認為表面的一部分分子和氯離子作用產(chǎn)生氧氯酸鐵,而氧氯酸鐵又離解成氧化鐵離子與氯離子。這時Fe(OH)3膠核吸附了與它相似的離子氧化鐵離子而帶正電。
⑵ 膠體顆粒表面的溶解;
膠體顆粒的表面和水分子其化學反應,產(chǎn)生了新的化合物,這個化合物又電離出陽離子和陰離子,微粒吸附了其中的一種離子而使其帶電。例如二氧化硅在水中,一部分分子與水作用生成硅酸,而硅酸離解成氫離子和三氧化硅離子。這時氣體二氧化硅粒子吸附了三氧化硅離子而帶負電。
對于兩性化合物,其所帶電荷隨溶液的PH值而異,例如Al2(SO4)水解得Al(OH)3,而Al(OH)3是兩性物質(zhì)。當水呈酸性或中性時Al(OH)3離解成氯離子和氫氧離子,而當水呈堿性時離解成氫離子和鋁酸離子。
因此當PH值較低時,Al(OH)3膠核吸附鋁離子帶正電,當PH值高時吸附鋁酸離子帶負電。
⑶ 膠體顆粒表面分子的電離;
膠體顆粒表面分子和能電離的表面基團的電離作用,能遣送一種離子到液體中去,而使其本身帶電荷。
蛋白質(zhì)含有羥酸基團和氨基團。蛋白質(zhì)是兩性物質(zhì),因此在酸性和堿性溶液中帶不同電荷,在酸性溶液中帶正電,在堿性溶液中帶負電。
對于兩性物質(zhì),在某個PH值時膠體呈中心,這個PH值稱為等電點,當PH值大于等電點時膠體帶一種電荷,而當PH值小于等電點時則帶相反的電荷。很多蛋白質(zhì)的等電點都處在弱酸區(qū)域(PH=4~5).細菌的原生質(zhì)(細胞物質(zhì))主要是由蛋白質(zhì)組成,而且形體很。ǖ纫话隳z體顆粒大),所以也帶有電荷,它們在天然水中帶負電。
由于膠體顆粒的帶電性,當它們互相靠近時就產(chǎn)生排斥力,因此不能聚合。
2.膠體的結(jié)構(gòu)
⑴ 膠體的雙電層結(jié)構(gòu)
⑵ 膠團的結(jié)構(gòu)
3.膠體的穩(wěn)定性
4.膠體的凝聚
二、混凝機理
三、絮凝動力學
⑴ 借攪拌使膠體顆粒碰撞后凝聚
⑵ 混凝沉淀燒杯試驗
⑶ 速度梯度計算
⑷ 試驗方法