膠體穩定性

簡介

膠體因質點很小，強烈的布朗運動使它不致很快沉降，故具有一定的動力學穩定性；另一方面，疏液膠體是高度分散的多相體系，相界面很大，質點之間有強烈的聚結傾向，所以又是熱力學不穩定體系。一旦質點聚結變大，動力學穩定性也隨之消失。因此，膠體的聚結穩定性是膠體穩定與否的關鍵。

疏液膠體,尤其是水溶膠,常因質點帶電而穩定。但它對電解質十分敏感，在電解質作用下膠體質點聚結而下沉的現象稱為聚沉，聚沉是膠體不穩定的主要表現。在指定條件下使溶膠聚沉所需電解質的最低濃度稱為聚沉值，用毫摩爾/升表示。因為判斷聚沉的標準與實驗條件有關，故聚沉值是一個與實驗條件有關的相對數值。

影響聚沉的主要因素

反離子的價數

起聚沉作用的主要是電荷與膠體相反的離子（稱為反離子）。反離子的價數越高，則聚沉效率越高，聚沉值越低。一價反離子的聚沉值約為 25～150，二價的為0.5～2，三價的為0.01～0.1。聚沉值大致與反離子價數的六次方成反比，這稱為舒爾茨-哈代規則。

離子大小

同價數的反離子的聚沉值雖然相近,但仍有差別，一價離子聚沉值的差別尤其明顯，同價離子聚沉能力的這一次序稱為感膠離子序，它和水化離子半徑由小至大的次序大致相同，故聚沉能力的差別主要受離子大小的影響。但此規律只適用於小的不相干離子，有機大離子因其與質點之間有較強的范德瓦耳斯力而易被吸附，聚沉值要小得多。

同號離子

一般來說，二價或高價負離子對於帶負電的膠體有一定的穩定作用，使正離子的聚沉值略有增加；高價正離子對於帶正電的膠體也有同樣作用。同號大離子對膠體的穩定作用更為明顯。

不規則聚沉

少量的電解質可使溶膠聚沉，電解質濃度高時,沉澱重又分散;濃度再高時又使溶膠聚沉。這種現象以用高價離子或大離子為聚沉劑時最為顯著，叫做不規則聚沉。對於靠靜電穩定的疏液膠體，存在一個臨界電勢ζ0，若質點的電動電勢|ζ|<ζ0，則發生聚沉。多數膠體的ζ0在30毫伏左右。只要|ζ|>ζ0，不管其符號如何，皆可達到穩定。高價或大的反離子先是使膠體的 ζ電勢降低，發生聚沉；而後由於它在質點表面上的強烈吸附，質點的 ζ電勢反號，絕對值增加，溶膠重又穩定；再加入電解質，由於反離子的作用又使溶膠聚沉，這就是發生不規則聚沉的原因。

高分子對疏液膠體的穩定性的影響

在疏液膠體中加入高分子，往往顯著提高膠體的穩定性，稱為高分子的保護作用。因其與高分子在質點表面上形成阻止質點聚結的吸附層有關，又稱為空間穩定作用。工業上常利用高分子的保護作用製備穩定的分散體，尤其是濃分散系或非水分散系，例如油漆。高分子須超過一定濃度才起穩定作用，低於此濃度時,膠體的穩定性往往變差,對電解質更加敏感，此即高分子的敏化作用。某些高分子甚至能直接使膠體聚沉，這稱為絮凝作用。作絮凝劑使用的高分子可以是電性與膠體相反的高分子，也可以是不帶電，甚至電性與膠體相同的高分子電解質。高分子絮凝劑的用量少、效率高，在合適的條件下還可以進行選擇性絮凝，所以廣泛用於淨水、污水處理、礦泥回收等操作中。最常用的絮凝劑是部分水解的聚丙烯醯胺。