Ⅰ.胶体的稳定性

物质(称之为分散质)可以各种程度分散在另一种物质之中形成分散系统，简称分散系。分散系可按分散质的粒子大小来分类。粒子直径小于 10-9m 的分散系称为溶液，如氯化钠溶液，是单相系统；粒子直径大于 10-7m 的分散系称为粗分散系，如粘土分散在水中的悬浮液和奶油分散在水中的乳状液(牛奶)；粒子直径介于 10-9～10-7m 之间的分散系称为胶体分散系，如氢氧化铁、硅酸胶体溶液，常叫做溶胶。胶体中的粒子是由较多的分子或离子聚集 而成，这些粒子各以一定的界面与周围的介质分开，属于超微多相系统。悬浮液和乳状液由于有些性质与胶体的类似，所以通常与胶体一起讨论。

胶体与溶液不同，是热力学不稳定的系统。因为溶胶粒子的运动使它们彼此经常碰撞、紧密接触，可结成较大的粒子而下沉。但事实上不少溶胶可以保持数月、数年、甚至更长时间而不发生沉降。显然在溶胶内有某些可以防止粒子变大的因素在起作用，使溶胶保持稳定，其中主要的因素是溶胶粒子带有电荷。

胶体粒子带有电荷的原因在于胶体是一个高度分散的系统，胶体粒子的总表面积非常大，因而具有高度的吸附能力，并能选择性地吸附某种异号电荷的离子。

以工业生产和实验室中常遇到的硅酸溶胶为例，由于硅酸分子不断失水缩合为体型结构的大分子，通常认为有 m 个 SiO2 相互结合(聚集)形成胶核。胶核表面的 SiO2 与水作用生成 H2SiO3，它按下式解离：

H2SiO3=2H++SiO ²⁻

胶核选择性地吸附 SiO ²⁻ ，SiO ²⁻ 又能吸引溶液中过剩的带异号电荷的 H+。由

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于离子都是水合或水化的(以水为介质时)，部分水合离子与胶核较紧密地联系在一起，形成吸附层；另一部分水合离子(这里主要是 H+)较为远离，形成扩散层。由胶核和吸附层构成的部分叫做胶粒，胶粒和扩散层一起组成胶团。图 3.5 是硅酸胶团的极其简化的示意图，也可以用下面的示意式来简单表示：

图 3.5 硅酸溶液的胶粒示意图

硅酸胶粒通常带负电荷，胶粒与扩散层离子的联系是疏松的。通常所谓的胶体粒子就是指胶粒。

当带同号电荷的胶体粒子由于不停地运动而相互接近时，彼此间就会产生斥力。这种斥力将使胶粒分开而有利于溶胶的稳定。此外，由于胶园范围内的离子都是水合或水化的，胶体粒子也被水合离子所包围着。这好象在胶粒周围形成了水化层，而水化层或多或少地具有定向排列的结构。当胶粒相互接近时，将使水化层受到挤压而变形，并有力图恢复原来那种程度的定向排列结构的趋向，即水化层表现出弹性，成为胶粒接近的机械阻力。这也阻碍了胶粒的结合和聚沉，有利于溶胶的稳定。