聚沉

原理

聚沉。膠體穩定的原因是膠粒帶有某種相同的電荷互相排斥，膠粒間無規則的布朗運動也使膠粒穩定。因此，要使膠體聚沉，其原理就是：中和膠粒的電荷或加快其膠粒的熱運動以增加膠粒的結合機會。

影響溶膠穩定性的因素是多方面的，例如電解質的作用，膠體的相互作用等。

1）溶膠對電解質很敏感，很少量的電解質可以引起溶膠聚沉，通常用聚沉值來表示電解質的聚沉能力。聚沉值是在一定條件下剛剛足夠引起某種溶膠聚沉的電解質濃度，一般以mmol/L（毫摩/升）表示。

電解質的聚沉能力主要由（與粒子帶電符號）反號的離子的價數決定。此離子價數愈高，電解質的聚沉能力愈大。

金屬氫氧化物、金屬氧化物等膠體微粒吸附陽離子，帶正電荷；

非金屬氧化物、非金屬硫化物等膠體微粒吸附陰離子，帶負電荷。

①舒爾策-哈迪價數規則：聚沉能力主要決定於與膠粒帶相反電荷的電解質離子價數，不同價數（1、2、3價）的反離子，其聚沉值的比例大約為100：1.6：0.14，約為(1/1)：(1/2)：(1/3)，即聚沉值與反離子價數的六次方成反比。

②價數相同的離子聚沉能力也有所不同。例如，一些一價正離子對負溶膠的聚沉能力可以排成如下次序：H⁺>Cs⁺>Rb⁺>NH₄⁺>K⁺>Na⁺>Li⁺而不同的一價負離子對正溶膠的聚沉能力則有如下次序：F^->Cl^->Br^->NO₃^->I^->SCN^->OH^-。

③同號離子對聚沉也有影響，這是因為同號離子與膠粒之間的強烈的范德華力而產生吸附，從而改變了膠粒的表面性能，降低了反離子的聚沉能力。

2）膠體的相互作用將膠粒帶相反電荷的溶膠互相混合，也會發生聚沉。與電解質的聚沉作用不同之處在於兩種溶膠用量應當恰好能使其所帶的總電荷量相等時，才會完全聚沉，否則可能不完全聚沉，甚至不聚沉。

加入帶相反電荷的膠體，也可以起到和加入電解質同樣的作用，使膠體聚沉。如把Fe(OH)₃膠體加入矽酸膠體中，兩種膠體均會發生凝聚。

3）加熱膠體，能量升高，膠粒運動加劇，它們之間碰撞機會增多，而使膠核對離子的吸附作用減弱，即減弱膠體的穩定因素，導致膠體凝聚。

長時加熱，Fe(OH)₃膠體就發生凝聚而出現紅褐色沉澱。

在溶液中加入電解質，這就增加了膠體中離子的總濃度，而給帶電荷的膠體粒子創造了吸引相反電荷離子的有利條件，從而減少或中和原來膠粒所帶電荷，使它們失去了保持穩定的因素。這時由於粒子的布朗運動，在相互碰撞時，就可以聚集起來，迅速沉降。

向膠體中加入鹽時，其中的陽離子或陰離子能中和分散質微粒所帶的電荷，從而使分散質聚集成較大的微粒，在重力作用下形成沉澱析出。這種膠體形成沉澱析出的現象稱為膠體的聚沉（適用於液溶膠）。

如用豆漿做豆腐時，在一定溫度下，加入CaSO₄(或其他電解質溶液)，豆漿中的膠體粒子帶的電荷被中和，其中的粒子很快聚集而形成膠凍狀的豆腐（稱為凝膠）。
一般說來，在加入電解質時，高價離子比低價離子使膠體凝聚的效率大。如：聚沉能力：