pH值及电解质对水体中胶体颗粒Zeta电位的影响.docx
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pH值及电解质对水体中胶体颗粒Zeta电位的影响
pH值及电解质对水体中胶体颗粒Zeta电位的影响
pH值及电解质对水体中胶体颗粒Zeta电位的影响【摘要】:
介绍了关于pH值及电解质影响水中胶体Zeta电位的研究~并讨论了其原因。
【关键字】:
pH值~电解质~胶体Zeta电位1.前言电位在许多基础理论教学中都是一个非常重要的概念,电位的大小是衡量胶体粒子稳定性的重要参数,在胶体稳定理论中占有非常重要的地位。
天然水或饮用水体系中往往含有大量悬浮体,这些悬浮体通过吸附/解离等方式而带上一定量电荷,而带电量的多少影响胶体粒子的稳定性,从而影响水质。
通过Zeta电位的测定不仅可以判断水中胶体粒子的稳定性,而且还可以用来[1]选择合适的絮凝剂和监测最佳絮凝条件。
不同条件下水体中常会含有一些无机盐和各种各样的表面活性物质,因此研究水体中胶体颗粒Zeta电位的影响因素对于控制胶体聚沉具有重要意义。
本文主要介绍了关于pH值及阳离子对水体中胶体颗粒Zeta电位影响的研究,并讨论了其不同影响的原因。
2.pH值的影响pH不仅直接影响到胶体颗粒的表面电荷,而且影响水环境中某些物质的性质及存在形态,是影响Zeta电位的最重要因数之一。
[2]根据蒋展鹏等的研究发现,同种胶粒尽管由于来源、准备方法的不同而受pH值的影响不同,但是Zeta电位与pH值的关系曲线的总体形状却非常相似。
其Zeta电位随着pH值的增大而减小。
[3]根据王慧云等的pH对蒙脱土Zeta电位的影响,在实验pH值范围内(pH=3~11),蒙脱土表面Zeta电位皆为负值,并且随着pH值升高负值增加。
-这是因为当pH值增加时,越来越多的OH吸附到蒙脱土表面;并且蒙脱土表-面的羟基或边缘断键处产生的羟基也与更多的OH反应,从而使蒙脱土表面的1/6页[4]双电层结构发生了变化,其Zeta电位随pH值升高负值增加。
MinHoonBaik等的实验也同样证明了,当pH值升高,3种不同离子强度下的膨润土胶体体系的Zeta电位是随之减少的。
[5]而MariaZaucha等的实验,当水环境中的pH image/jpg;base64,/9j/4AAQSkZJRgABAgAAAQABAAD/2wBDAAgGBgcGBQgHBwcJCQgKDBQNDAsLDBkSEw8UHRofHh0a HBwgJC4nICIsIxwcKDcpLDAxNDQ0Hyc5PTgyPC4zNDL/2wBDAQkJCQwLDBgNDRgyIRwhMjIyMjIy MjIyMjIyMjIyMjIyMjIyMjIyMjIyMjIyMjIyMjIyMjIyMjIyMjIyMjIyMjL/wAARCACoAOMDASIA AhEBAxEB/8QAHwAAAQUBAQEBAQEAAAAAAAAAAAECAwQFBgcICQoL/8QAtRAAAgEDAwIEAwUFBAQA AAF9AQIDAAQRBRIhMUEGE1FhByJxFDKBkaEII0KxwRVS0fAkM2JyggkKFhcYGRolJicoKSo0NTY3 ODk6Q0RFRkdISUpTVFVWV1hZWmNkZWZnaGlqc3R1dnd4eXqDhIWGh4iJipKTlJWWl5iZmqKjpKWm p6ipqrKztLW2t7i5usLDxMXGx8jJytLT1NXW19jZ2uHi4+Tl5ufo6erx8vP09fb3+Pn6/8QAHwEA AwEBAQEBAQEBAQAAAAAAAAECAwQFBgcICQoL/8QAtREAAgECBAQDBAcFBAQAAQJ3AAECAxEEBSEx BhJBUQdhcRMiMoEIFEKRobHBCSMzUvAVYnLRChYkNOEl8RcYGRomJygpKjU2Nzg5OkNERUZHSElK U1RVVldYWVpjZGVmZ2hpanN0dXZ3eHl6goOEhYaHiImKkpOUlZaXmJmaoqOkpaanqKmqsrO0tba3 uLm6wsPExcbHyMnK0tPU1dbX2Nna4uPk5ebn6Onq8vP09fb3+Pn6/9oADAMBAAIRAxEAPwD3+iii gAqhfXjWUSukW8mRF/77fFX6ZIiOvzruoA51deuP7Q+y/Yo9m/Zv87/bRP7n+3WlLqtvDO9sVuHd 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SidesPJ等用两种不同的方法测得的云母胶体在条件I=10M,KCl的Zeta电位随pH值变化的曲线都呈下降趋势。 [7]GurdevSingh等的实验证明,随着pH值的升高(pH=2~10),硅胶水溶液的Zeta电位随之降低。 硅胶Zeta电位受pH值变化的影响,是因为硅胶表+-面基团–Si–OH与溶液中的H或OH发生吸附反应,公式如下: ? ? –Si–OH+OH? –Si–O+HO2? +–Si–O+H? –Si–OH吸附会影响胶体之间的排斥力以及胶体表面扩散层厚度,从而改变胶体的Zeta电位。 不同种类的胶粒在不同的pH值下的Zeta电位变化也不同。 LelandMV等[8]以高岭土、膨润土和泥沙3种悬浮胶体在0.01mol/LKCl中分析不同pH值下Zeta电位的变化,发现3种胶体的Zeta电位均随pH值的增加而减小,但在pH值从2增加到10时,高岭土的Zeta电位变化从+0.7mV到-54mV,变化量为54.7mV,而膨润土的Zeta电位从-31mV到-36mV,变化量仅5mV,而泥沙的Zeta电位变化居于这2种之间。 总之,胶体体系的不同胶体Zeta电位受pH值的影响虽然存在一些差异,但是总体一致,Zeta电位随着pH值的增加而减小。 水中pH值对胶粒Zeta电2/6页位影响主要有两个原因: 1、调节pH值时所加酸和碱,即在胶体溶液中加入电解质,电解质浓度增加,溶液离子强度增强,影响胶体Zeta电位;另外胶+-体粒子可能吸附溶液中的H或OH离子,影响胶粒带电特性、压缩双电层,从而影响Zeta电位;2、在不同的pH值下,水中某些有机物或无机物的形态及性质可能会发生变化,如当pH,3.5时,胡敏酸是刚性的中性胶体,pH,3.5时,则变成可变形的线性聚合电解质。 又如富里酸,可以在很广泛的pH范围与许多有机化合物和无机物质竞相发生水合反应,形成水溶性物质,而[9]胡敏酸在pH,6.5时才有这种反应。 在冯利,汤鸿霄的研究中也得出,在不同的pH值时,铝盐的存在形态也不同。 因此,当pH变化时也将影响被吸附的有机物或无机物特性,使胶体颗粒带电特性及电位发生变化。 3.电解质的影响目前测量胶体体系Zeta电位主要是通过电泳实验,经电流淌度推导Zeta,3[5],,,电位,公式如: ;其中为液体的粘度系数,为液体的介电,,e2F(a),,21/2a常数,称修正系数,为颗粒半径,,,而,Le,(,kT2eI)F(,,)a,,Le12I为离子强度,,电解质对胶体Zeta电位的影响很大。 电解质加I,(cz),iii2入后,电解质中与扩散层反离子电荷符号相同的那些离子排斥到吸附层,从而减小了胶粒的带电量,使Zeta电位降低,当电解质浓度达到一定值时,Zeta电位变为零。 当加入高价金属离子后,由于强烈吸附的缘故,对Zeta电位的影响更大,甚至可使Zeta电位电性符号改变,发生电位反转。 [10]根据Chrisian等的KCl、MgCl和LaCl处理磺化乳胶粒子的实验研究,23 image/jpg;base64,/9j/4AAQSkZJRgABAgAAAQABAAD/2wBDAAgGBgcGBQgHBwcJCQgKDBQNDAsLDBkSEw8UHRofHh0a HBwgJC4nICIsIxwcKDcpLDAxNDQ0Hyc5PTgyPC4zNDL/2wBDAQkJCQwLDBgNDRgyIRwhMjIyMjIy MjIyMjIyMjIyMjIyMjIyMjIyMjIyMjIyMjIyMjIyMjIyMjIyMjIyMjIyMjL/wAARCAC2AQcDASIA AhEBAxEB/8QAHwAAAQUBAQEBAQEAAAAAAAAAAAECAwQFBgcICQoL/8QAtRAAAgEDAwIEAwUFBAQA AAF9AQIDAAQRBRIhMUEGE1FhByJxFDKBkaEII0KxwRVS0fAkM2JyggkKFhcYGRolJicoKSo0NTY3 ODk6Q0RFRkdISUpTVFVWV1hZWmNkZWZnaGlqc3R1dnd4eXqDhIWGh4iJipKTlJWWl5iZmqKjpKWm p6ipqrKztLW2t7i5usLDxMXGx8jJytLT1NXW19jZ2uHi4+Tl5ufo6erx8vP09fb3+Pn6/8QAHwEA AwEBAQEBAQEBAQAAAAAAAAECAwQFBgcICQoL/8QAtREAAgECBAQDBAcFBAQAAQJ3AAECAxEEBSEx BhJBUQdhcRMiMoEIFEKRobHBCSMzUvAVYnLRChYkNOEl8RcYGRomJygpKjU2Nzg5OkNERUZHSElK U1RVVldYWVpjZGVmZ2hpanN0dXZ3eHl6goOEhYaHiImKkpOUlZaXmJmaoqOkpaanqKmqsrO0tba3 uLm6wsPExcbHyMnK0tPU1dbX2Nna4uPk5ebn6Onq8vP09fb3+Pn6/9oADAMBAAIRAxEAPwD3+iii gAooooAKK5PxT4gudFfTI7aBpPtN7DC8hhd1SMyIh/4F8/6VV8J+J9Q1HRZ73Vbby5EeFNif33SP 5P8Avt6AO2orEfXTH9/TNQ/790Q66Zy6Jpl9vR9j70T/AOLoA26Kx5tXkhR3fS9QIT+4if8AxdLN q8iJ8+l3v/fCf/F0Aa9FYkutvDv36XqHyJvfCJ/8XQ+vFH50zUP+/dAG3RWJBrzTv5K6XqAk/wBt ET/2erH9oT/9Au9/8c/+LoA06Kx/7Zk+zfaP7MvvL2b8bE3/APodP/teTeif2Vf/AD/7Kf8AxdAG rRWJ/bx2b/7M1D/v3TV1xHuPK/s2/D/9c/8AP9ygDdorM/tCf/oF3v8A45/8XSJqkj9NK1D/AMc/ +LoA1KKx01iTYj/2XqHz/wCwn/xdH9tSfd/srUPv7PuJ/wDF0AbFFYL+IVT7+l6h877PuJ/8XVv+ 0J/+gXe/+Of/ABdAGlijFYv9u/8AUMvuuz7if/F1V/4Sq2d3jjsr2Z0k2P5Ee/Y9HIB0dLisR9bK fe0y9/g/hT+P/gdQTeJYII5Lh9P1DYgff+4+v/xFHIB0dFcR4m8WPp3hT+1LC1mkkeby/wDU+Zs+ fY/3Km8Ka1qOr3+qQX9sIUtSnl8dCZJk2/8AfCIf+B0AdjRRRQAUUUUAFFFFABRRRQAVka6/l6Uj 7N/+lWvyJ/13SqevandabPpYt57JDNdIkyTffdP49lYOj+J7rX/DZvLy18l0urJvkX++8L7P/H6A PQaZsRW37eaYj749/wA6f79TUAFFFFABRRRQAzHzbqfRRQAUUUUAFM2LT6KACiiigAooooAY2xxz S1TluJo7yGJIVMb/AMe+s7VfEMOj6Le6newukFt/c+ffVKAC391Bp2kJdXLukKPvf5K8+vfi7pa6 jmy0/ULyGN/tLTImz5Nmz+P/AH6ZqvxLRNC+yTRiw1pJsSQzpv2J/f8A/QK890fww51G1mv4fOtb n50RN6JN8/8A6BXq0MLCMJTxBcKM6
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- pH 电解 质对 水体 胶体 颗粒 Zeta 电位 影响