粘土顆粒為什么會(huì)帶電如題

匿名用戶 | 2017-05-23 10:35

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  • 粘土質(zhì)點(diǎn)是帶電的
    帶電的情況有三種:
    (1) 永久負(fù)電荷
    (2) 可變電荷
    (3) 靜電荷
    1.永久負(fù)電荷
    永久負(fù)電荷是由于粘土礦物晶格中某些離子和外界離子置換后產(chǎn)生的,如硅氧四面體4價(jià)的硅被3價(jià)的鋁所置換,或者鋁氧八面體中3價(jià)的鋁被2價(jià)的鎂、鐵等所置換,就產(chǎn)生過(guò)剩的負(fù)電荷,這種負(fù)電荷的數(shù)量決定于晶格中離子置換的數(shù)量.永久負(fù)電荷在蒙脫石、伊石、蛙石中是很常見(jiàn)的.高嶺石根據(jù)化學(xué)組成推算出的結(jié)構(gòu)式,其晶胞內(nèi)的電荷是平衡的,因開(kāi)始人們認(rèn)為它不具有永久負(fù)電荷.近年來(lái)發(fā)現(xiàn)高嶺石存在著鋁對(duì)硅的同晶置換現(xiàn)象,由此產(chǎn)生永久負(fù)電荷,有人甚至測(cè)出了具體數(shù)值.粘土顆粒的永久負(fù)電荷大部分分布在層狀鋁硅酸鹽的板面上,這種電荷所吸附的陽(yáng)離是可交換的,是以靜電力保持的.
    2.可變電荷
    可變電荷的數(shù)量隨介質(zhì)的PH值而改變.對(duì)于像高嶺石那樣的層狀鋁硅酸鹽產(chǎn)生可變荷的原因是這樣分析的：19代Thi腳n用電子顯微鏡的觀察證明了高嶺石同時(shí)帶有負(fù)電和正電荷,以后不少學(xué)者應(yīng)用化學(xué)或物理化學(xué)的方法,證明高嶺石的邊面在酸性條件下帶有電荷,認(rèn)為高嶺石是由于裸露在邊緣的鋁氧八面體在酸性條件下從介質(zhì)中接受質(zhì)子而使邊帶有正電荷.如圖2A 所示,高嶺石在極弱的堿性條件下,鋁氧八面體中的兩個(gè)氧各與一氫連接,同時(shí)各自以半個(gè)鍵與鋁結(jié)合由于其中一個(gè)氧同時(shí)與硅相連接,所以這個(gè)氧帶有1個(gè)正電荷,另外一個(gè)與鋁連接的氧則帶有1萬(wàn)個(gè)負(fù)電荷,凈結(jié)果是邊面不帶電.當(dāng)高嶺石顆處在酸性介質(zhì)中時(shí),與鋁連接的原來(lái)帶有 1乃有負(fù)電荷的氧接受一個(gè)質(zhì)子而變成帶有1/2這樣就使邊面共帶有一個(gè)正電荷.在強(qiáng)堿條件下,由于與硅連接的兩個(gè)OH基中的正電荷的解離,而使邊面共帶有2個(gè)負(fù)電荷.
    3.凈電荷
    粘土顆粒上正電荷和負(fù)電荷（包括永久的和可變負(fù)電荷川代數(shù)和,就是粘土顆粒的凈荷.顯然從上面分析可知負(fù)電荷一般都是多于正電荷,所以除了少數(shù)粘土顆粒在較強(qiáng)的酸性件下可能出現(xiàn)凈正電荷外,一般粘土顆粒都帶有凈負(fù)電荷.
    二、 帶電的粘土顆粒分散在水中時(shí),膠體顆粒和液相的界面上就有雙電層出
    在電場(chǎng)或其它力場(chǎng)的作用下,固體顆粒對(duì)另一相移動(dòng)時(shí)所表現(xiàn)出來(lái)的電學(xué)性質(zhì)稱為動(dòng)電性質(zhì).
    1．膠體雙電層的基本概念
    帶電膠粒分散在電解質(zhì)溶液中時(shí),由于靜電吸力,在膠粒的周圍形成反號(hào)電荷的離子層,膠粒表面的電荷與其周圍的離子層就構(gòu)成了膠體的雙電層.OOuy于 1910年提出,膠粒周圍的反號(hào)離子并不是分布在同一平面上.因?yàn)樵谌芤褐?這些離子的分布不僅決定于離子所受拭膠粒表面鉿拭電荷靜電吸力,而且也受使離子均勻分布于溶液胩熱運(yùn)動(dòng)拭影響.靜電吸力使離子趨于靠膠粒周圍,而離子拭熱運(yùn)動(dòng)訛散開(kāi)拭趨勢(shì).兩種相反折力同時(shí)作用的結(jié)果,使膠粒周圍的反號(hào)離子隨著與膠粒表面的距離的增加而減少,因此稱為擴(kuò)散雙電層.
    2.電位及其影響因素
    當(dāng)當(dāng)粘土中膠體顆粒受外力而運(yùn)動(dòng)時(shí),并不是粘土顆粒單獨(dú)移動(dòng),而是與粘土顆粒與密實(shí)的內(nèi)層構(gòu)成膠粒一起移動(dòng).這一結(jié)合在固相表面上的雙層固定層與膠團(tuán)內(nèi)的非固定部分與溶液之分界上的電位,稱為膠體的電位.其影響因素：
    （1） 電解質(zhì)濃度 液相中電解質(zhì)的濃度愈高,則反號(hào)離子的濃度愈高,隨著溶液中反號(hào)離子的增加,雙層的固定層中反號(hào)數(shù)量也相應(yīng)地增加.
    （2） 離子價(jià)數(shù)的影響 價(jià)數(shù)高的反號(hào)離子使膠粒的電位降低得更加.
    匿名用戶 | 2017-05-23 10:35

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