胶体凝聚加电解质的原理,胶体聚合过程过程中加入电解质
为何加入电解质能提升胶体聚沉效率?
在溶液中添加电解质,会增加胶体中离子的浓度,从而为带电的胶体粒子创造与相反电荷离子相互吸引的条件。这使得胶体粒子原有的电荷减少或被中和,导致它们失去稳定性。在这种情况下,由于粒子的布朗运动,它们在相互碰撞时便会聚集在一起,快速沉降。
例如,当向胶体中加入盐时,阳离子或阴离子能够中和分散质微粒所带的电荷,使得微粒聚集成较大的颗粒,最终在重力作用下形成沉淀。这种现象被称为胶体的聚沉(适用于液体胶体)。
以制作豆腐为例,在一定温度下,加入CaSO4(或其他电解质溶液)时,豆浆中的胶体粒子会被中和,从而快速聚集,形成胶冻状的豆腐(即凝胶)。
扩展资料:
电解质的聚沉能力以聚沉值表示,通常以毫摩尔/升计算。聚沉能力主要取决于与胶粒电荷相反的离子的价数,价数越高,聚沉能力越强。
实验表明,聚沉能力受与胶粒相反电荷的离子电荷数量影响,电荷越多,聚沉能力越强。通常,高价离子在促进胶体凝聚方面效果更佳。例如:Fe(3+)的聚沉能力高于Ca(2+),而Ca(2+)高于Na(+);PO4(3-)的聚沉能力高于SO4(2-),SO4(2-)高于Cl(-)。
为何电解质能引发胶体聚合?
胶粒由于相同电荷间的排斥力,通常难以聚集。加入电解质后,其离子能够中和胶粒的电荷,降低颗粒间的排斥力,使得胶粒在运动时更容易聚集形成更大的颗粒,并在重力作用下沉降。
以Fe(OH)₃胶体为例,Fe(OH)₃颗粒因吸引溶液中的H+而带正电,由于同属正电荷的胶体之间互相排斥,导致它们无法聚沉。然而,这种电荷实际上是胶体与溶液中的带电离子结合后产生的。
一旦加入如CuSO4的电解质,胶粒的正电荷便会与电解质中的阴离子结合,导致非带电的Fe(OH)₃聚沉并生成红褐色沉淀。所以,电解质使得胶体聚沉的关键在于中和胶体所带的电荷。
胶体聚合过程中电解质的作用
加入的电解质会电离出带电的阴阳离子,这些带电离子会抵消胶粒的电性,消除其间的排斥力。结合布朗运动,这些胶粒便会因碰撞而聚集成大颗粒,最终导致胶体沉淀。