环境化学期末复习纲要.docx
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环境化学期末复习纲要
绪论
(一)环境的定义
广义:
环境是相对于某一事物来说的,是指围绕着某一事物(通常称其为主体)并对该事物会产生某些影响的所有外界事物(通常称其为客体),即环境是指相对并相关于某项中心事物的周围事物。
狭义:
指相对于人类这个主体而言的一切自然环境要素的总和。
(二)环境问题
由于人为因素使环境的构成或状态发生变化,环境素质下降,从而扰乱和破坏了生态系统和人类的正常的生活和生产条件,就叫做环境污染。
(三)环境化学
环境化学是在化学学科的传统理论和方法的基础上,以化学物质在环境中引起的环境问题为研究对象,以解决环境问题为目的的一门新兴学科。
(四)环境化学研究的主要内容
1.有害物质在环境介质中存在的浓度水平和化学形态;
2.潜在有害物质的来源,以及他们在个别环境介质中和不同介质之间的化学环境行为;
3.有害物质对环境和生态系统以及人体健康产生效应的机制和风险性;
4.有害物质已造成影响的缓解和消除以及防止产生危害的方法和途径。
(五)目前国际上较为重视的环境问题
1.元素的生物地球化学循环以及其相互耦合的研究;
2.化学品安全评价;
3.臭氧层破坏、气候变暖等全球变化问题;
4.开展创造无污染生产过程。
(六)环境污染物
进入环境以后使环境的正常组成和性质发生直接或间接有害于人类的变化的物质成为环境污染物。
判断标准为外来物质和对环境产生不利影响。
(七)环境污染物的分类
按受污染物影响的环境要素:
大气污染物,水体污染物,土壤污染物等;
按污染物的形态:
气体污染物,固体废弃物,液体污染物;
按污染物的性质:
物理污染物,化学污染物,生物污染物。
(八)环境效应
自然过程或人来的生产和生活活动会对环境造成污染和破坏,从而导致环境系统的结构和功能发生变化,谓之为环境效应,并可分为自然环境效应和人为环境效应。
按环境变化的性质可分为环境物理效应,环境化学效应,环境生物效应。
(九)环境化学研究的重要领域十字总结为污染物的:
来源,迁移,转化,归趋和效应。
大气环境化学
(一)大气的层次划分及其特点
大气层按海拔高度分为对流层,平流层,中间层和热层。
对流层:
大气的最下层,厚度为8~20km,并随季节变化。
气温随海拔高度的增加而降低,密度较大,集中了大气3/4的质量,空气有强烈的对流,有各种天气现象发生;
平流层:
从对流层顶到海拔高度约为50km的大气层。
空气无对流运动,以平流运动为主导空气比对流层稀薄很多,无天气现象,在15~60km范围内,有厚约20km的臭氧层;
中间层:
平流层顶到海拔80km的大气层。
空气较为稀薄,温度随海拔的增加而迅速降低,对流运动激烈;
热层:
80km到约500km的大气层。
空气高度电离,更加稀薄,大气质量仅占总质量的0.5%,大气温度随海拔高度增加而迅速升高。
(二)大气主要污染物及其来源和消除(一般不考)
1.含硫污染物
H2S:
主要来源为动植物机体的腐烂,主要去除反应为HO·+H2S→H2O+·SH;
SO2:
主要来自含硫燃料(煤)的燃烧,石油的燃烧和炼制过程,最终转化为硫酸或硫酸根(50%)或者通过大气的干、湿沉降从大气中消除;
2.含氮化合物
NOX(NO2和NO)一般有2/3来自汽车等流动燃烧源的排放,1/3来自固定燃烧源的排放,最终将转化为硝酸和硝酸盐微粒经湿沉降(主要)和干沉降从大气中去除。
3.含碳化合物
CO:
人为来源是燃料的不完全燃烧,天然来源为甲烷的转化(主要),海水中CO的挥发等,主要通过土壤吸收和与HO·自由基反应消除;
CO2:
人为来源是矿物燃料的燃烧,天然来源为海洋脱气,动植物呼吸等,
碳氢化合物:
甲烷:
来源为燃烧和石油以及天然气的泄漏和厌氧细菌的发酵,主要通过与HO·自由基反应而被消除:
CH4+HO·→CH3+H2O;
非甲烷烃:
来源为植被,汽油燃烧,主要通过化学反应(主要与HO·反应)或转化成有机气溶胶消除;
4.含卤素化合物
简单卤代烃:
主要来自海洋或人类使用过程中挥发进入大气,三氯甲烷和氯乙烯等可以通过与HO·自由基反应转化为HCl,后经降水除去;
氟氯烃类:
通过其生产机使用过程进入大气,在大气中不易被除去,可能的方式是扩散进入平流层。
(三)污染物在大气中的迁移影响因素
两个梯度:
温度梯度和浓度梯度。
1.空气的机械运动,如风和湍流;
2.污染源本身的特性;
3.由于天气形势和地理形势造成的逆温现象。
(四)近地面逆温层的形成(课本P48图片)以及对大气中污染物迁移的影响
近地面的逆温现象多由于热力条件形成,以逆温辐射为主。
逆温辐射经常发生在晴朗无云的夜空,由于地面有效辐射减弱,近地面层气温迅速下降,而高处大气层降温较少,从而出现上暖下冷的逆温现象,与正常平流层气温随海拔高度升高相悖。
这种逆温黎明前最强,日出后自下而上消失。
逆温层的形成阻碍了空气的垂直对流运动,妨碍了烟尘、污染物、水汽凝结物的扩散,使地面污染源排放出的污染物难以借上升气流扩散,聚集在原地,造成污染加剧。
(五)大气中主要的吸光物质及其特性
1.氧分子的光解:
吸收紫外波段光线,波长240nm以下,机理为:
O2+hv→O·+O·
2.氮分子的光解:
光解仅限于臭氧层以上,只对波长低于120nm的光才有明显吸收,机理为:
N2+hv→N·+N·
3.臭氧的光解:
解离能较低,主要吸收来自太阳波长小于290nm的紫外光,机理为:
O3+O·→O·+O2
4.NO2的光解:
在底层大气中可吸收全部来自太阳的紫外光和部分可见光,吸收小于420nm波长的光可发生解离产生O3:
NO2+hv→O·+NO
O·+O2+M→O3+M
5.亚硝酸的光解:
亚硝酸有两个初级光解过程:
HNO2+hv→HO·+NO
HNO2+hv→H·+NO2
6.硝酸的光解:
硝酸对波长为120~335nm的辐射均有不同程度的吸收,机理为:
HNO3+hv→HO·+NO2
7.二氧化硫对光的吸收:
SO2的键能较大,240~400nm的光不能使其接力,只能生成激发态,SO2·在污染大气中可参与许多光化学反应,机理如下:
SO2+hv→SO2·
8.甲醛的光解:
对240~360nm波长范围内的光有吸收,有两个初级光解过程:
CH4+hv→H·+HCO·
CH4+hv→H2+CO
空气中甲醛光解可产生H02·自由基,H·+O2→H2O·,是大气中H02·的重要来源;
9.卤代烃的光解:
卤代甲烷光解对大气污染化学作用最强,若含多种卤素,则断裂最弱键,高能紫外光辐射时可能断裂两个键,三键断裂不常见,机理如下:
CH3X+hv→CH3+X·
(六)大气中重要自由基的来源
自由基在其电子壳层的外层有一个不成对的电子,因而具有很高的活性,具有强氧化性,大气中存在的重要自由基有:
1.HO·的来源
1)O3的光解:
2)HNO2和H2O2的光解:
其中HNO2的光解是大气中HO·的重要来源
2.H02·的来源
1)醛的光解:
2)亚硝酸酯的光解
3)H2O2的光解:
4)有CO存在时:
3.R·(甲基自由基)的来源
1)乙醛的光解:
2)丙酮的光解:
3)O·与烃类发生H·摘除反应:
4)HO·与烃类发生H·摘除反应:
4.RO·(烷基自由基)的来源
1)甲基亚硝酸酯的光解:
2)甲基硝酸酯的光解:
5.RO2·(过氧烷基)的来源
烷基与空气中的O2结合:
(七)氮氧化物的转化
1.NO的氧化
1)O3为氧化剂生成NO2:
2)RO2·为氧化剂生成NO2:
3)HO·为氧化剂生成亚硝酸:
4)RO·为氧化剂生成亚硝酸酯:
2.NO2的转化
1)与HO·反应生成HNO3:
此反应是大气中HNO3的主演来源,对酸雨和酸雾的形成起重要作用
2)与O3反应生成NO3:
是大气中NO3的主要来源
(八)碳氢化合物的转化
1.烷烃的反应
1)与HO·发生摘氢反应:
2)与O·发生摘氢反应:
2.烯烃的反应
1)与HO·发生继承反应:
2)与HO·发生摘氢反应:
3)与O3,NO3,O反应
(九)光化学烟雾形成机制:
1.自由及引发反应(2个):
2.引发反应(3个):
3.自由基传递反应(5个):
4.终止反应(3个):
NOX参与光化学反应的各个步骤,且不会减少转化,总质量保持不变;烃类是自由基传递反应必不可少的物质因素,在反应中逐步转化为CO2。
(一十)硫氢化物的转化
以SO2的气相转化为例
1.SO2的直接光氧化:
SO2的主要光化学反应形成激发态分子,而不是直接解离,激发状态下SO2主要以三重态形式存在
2.SO2被自由基氧化,与HO·氧化是大气中SO2转化的重要反应,机理如下:
(一十一)光化学烟雾和硫酸烟雾型污染对比
项目
光化学烟雾
硫酸型烟雾
定义
含有氮氧化合物和碳氢化合物等一次污染物的大气,在阳光照射下发生光化学反应而产生二次污染物,这种由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象,成为光化学烟雾。
由于燃煤而排放出来的SO2,颗粒物以及由SO2氧化所形成的硫酸盐颗粒物所造成的大气污染现象成为硫酸型烟雾污染。
污染物
碳氢化合物,NOx,O3,醛类
颗粒物,SO2
催化剂
无
Mn,Fe,氨等
气象条件
夏秋季节,气温较高,湿度较低,光照较强,臭氧浓度高
冬季,气温较低,湿度较高,光照较弱,臭氧浓度低
烟雾特征
烟雾呈蓝色
烟雾呈黄色
氧化还原性
具有强氧化性
属于还原性混合物
出现时间
白天生成,夜晚消失,污染高峰出现在中午或稍后
不受时间影响,持续性较强
污染影响
具有强氧化性,刺激人眼和呼吸道;
降低大气能见度;
对呼吸道有较强刺激作用;
降低大气能见度;
控制策略
控制反应活性高的有机物的排放;
控制臭氧的浓度;
减少含硫燃料的使用
共同点
都是人类活动排放的污染物与环境反应产生的;
均引起大气能见度降低;
均对人体健康有害;
都是大气物理化学作用的结果。
(一十二)酸性降水
1.定义:
酸性降水是指通过降水,如雨、雪、冰雹等将大气中的酸性物质迁移到地面的过程。
2.确定依据:
全球范围内,pH低于6.5的降水称为酸雨;
局部地区,pH低于当地降水pH背景值的降水称为酸雨。
3.酸雨形成机制
酸雨的形成是大气化学过程和大气物理过程的综合效应,从污染源排放出来的SO2和NOx经氧化后溶于水形成硫酸、硝酸和亚硝酸,造成降水pH降低;大气中的O3和HO2·等又是使SO2氧化的氧化剂,飞灰中的氧化钙,土壤中的碳酸钙,天然和人为来源的NH3以及其他碱性物质都可使降水中的酸中和;当降水中的酸性物质含量过高,碱性物质不足以中和至正常水平,导致降水pH小于当地背景值的现象,叫做酸雨。
4.影响酸雨形成的因素:
1)酸性污染物的排放及其转化条件:
一般SO2含量较高的地区,SO42-在降水中含量就多,降水pH就低,气温高,湿度大,也有利于SO2的变化;
2)大气中的NH3:
一般NH3含量较高的地方,酸雨偏少;
3)颗粒物酸度及其缓冲能力:
大气中的颗粒物性质,既有可能催化SO2的氧化,也有可能中和酸,性质不同,对酸雨的效应也不同;
4)天气形势的影响:
如气象条件有利于污染物的扩散,则大气中污染物浓度降低,酸雨减弱,反之则加重。
5.酸雨的危害:
导致水体酸化,生物死亡;
加速金属,建筑物的腐蚀;
造成农作物,森林枯萎;
改变土壤条件以及成分和结构。
6.酸雨的控制策略:
严控排放政策;
调整能源结构;
使用石灰中和;
开展国际合作。
(一十三)温室气体和温室效应
以CO2,CH4为代表的一些气体,在大气中聚集,对太阳光起单向过滤作用,他们允许来自太阳的可见光照射到地面,也能阻止地面重新辐射出的红外光返回外空间,从而将能量截留在大气之中,导致气温升高,这种现象成为温室效应。
能产生温室效应的气体称为温室气体。
(一十四)臭氧层的形成与损耗
臭氧层存在于平流层内,距地面约10~50km,浓度峰值在20~25km处,臭氧层可以吸收99%以上的来自太阳的紫外辐射,从而是地球上的生命不会受到紫外辐射的伤害。
臭氧层破坏的化学机理:
1.平流层中的臭氧来源于O2的光解:
2.平流层中的抽样消除途径有两种:
1)臭氧的光解:
2)O3与O·的反应:
正常情况下,O3的形成和消除过程同时存在,处于动态平衡,因而臭氧浓度保持恒定。
人类活动的影响,倒是水蒸气、氮氧化物,氟氯烃等污染物进入平流层,形成了HOx,NOx,ClOx等活性基团,从而加速了臭氧的消除过程,破坏了臭氧层的稳定状态。
(一十五)大气颗粒物
1.来源:
人为来源和天然来源两种。
2.特点:
普遍存在,无恒定化学组分;
是有害物质,或成为有害物质的载体;
散射阳光,致使能见度降低;
全球扩散,不受地理因素限制。
3.去除
干沉降:
颗粒物在重力作用下沉降,或与其他物体碰撞后发生的沉降;
湿沉降:
雨除:
一些颗粒物可以作为云的凝结核,成为运抵中心,通过凝结过程和碰撞过程使其增大为雨滴,进一步长大而形成雨滴降落到地面,颗粒物随之被从大气中除去。
对半径小于1um的颗粒物去除效率较高,特别是具有吸湿性和可溶性的颗粒物更明显;
冲刷:
将于是在云下面的颗粒物与降下来的雨滴发生惯性碰撞或扩散、吸附过程,从而使颗粒物去除。
一般对半径为4um以上的颗粒物除去效率较高。
4.大气颗粒物的三模态
依据大气颗粒物的表面积与粒径分布的关系得到三种不同类型的粒度模,分别为Aitken模(D<0.05um)、积聚模(0.05um2um)。
Aitken模:
主要来自燃烧过程所产生的一次颗粒物,以及气体分子通过化学反应均
相成核而生成的二次颗粒物。
粒径小,数量多,表面积大而不稳定,易于相互碰撞凝结成大粒子而转入积聚模,也可在大气湍流扩散过程中很快被其他物质或地面吸收而除去;
积聚模:
主要由核膜凝聚或者通过热蒸汽冷凝再凝聚而长大。
多为二次污染物,其中硫酸盐占80%以上,在大气中不易由扩散或碰撞而去除;
粗粒子模:
粗粒子模的粒子成为粗粒子,多由机械过程所产生,成分与土壤十分接近,主要靠干湿沉降去除。
5.大气颗粒物的化学组成
大气颗粒物的化学组成十分复杂,主要包括离子成分、痕量元素成分和有机成分。
可分为无机颗粒物和有机颗粒物两大类。
一般来说,粗粒子模主要是土壤及污染源排放出来的尘粒,大多是一次颗粒物,主要由金属元素组成;细粒子主要是硫酸盐、硝酸盐、铵盐、痕量元素和炭黑等;有机物的粒径一般都比较小,属于Aitken模或积聚模。
水环境化学
(一)水的基本性质
1.纯水的特异性
1)独特的热理性质:
具有较高的生成热;沸点高,液体范围较大;热容,热导率较高;
2)具有较小的粘滞度和较大的流动性;
3)溶解和反应能力较强;
4)温度-体积效应异常:
在4℃时密度最大;
5)分子极性很强,分子间存在强烈的氢键作用,水溶液中分子间依靠缔合作用结合,几乎不存在单个分子。
2.天然水的性质
1)天然水的物质组成
A.八大主要离子:
K+,Na+,Ca2+,Mg2+,HCO3-,NO3-,Cl-,SO42-;
B.可溶性金属离子,主要以络合态存在;
C.气体在水中溶解:
大气中气体分子与液体中通中气体分子间平衡服从Henry定律,即一种气体在液体中的溶解度正比于液体接触的该种气体的分压(使用条件为:
干的气体,在水中无进一步化学反应。
其中氧气在水中的溶解度为8.32mg/L)。
D.水生生物。
2)天然水的性质
A.碳酸平衡
在水溶液中,CO2溶解形成酸,存在H2CO3*-HCO3--CO32-体系平衡,反应极其平衡常数如下:
其形态分布图如下(课本P152)
三种化合态在总量中所占的比例满足以下三个表达式
封闭体系和开放体系的区别在于:
封闭体系中,[HCO3-],[CO32-]和[H2CO3*]都会随着pH的变化而变化,但是总碳酸量cT始终保持不变;开放体系中[HCO3-]和[CO32-]以及总碳酸量cT均随着pH的变化而变化,但是[H2CO3*]始终保持与大气压相平衡的固定值(Henry定律)。
B.天然水中的碱度
碱度是指水中能与强酸发生中合作用的全部物质,亦即能够接受质子H+的物质的总量。
组成水中碱度的物质有强碱,弱碱和强碱弱酸盐三类。
碱度有三种定义标准:
总碱度,酚酞碱度和苛性碱度。
总碱度(甲基橙碱度):
用强酸溶液标定水样碱度,以甲基橙为指示剂,溶液由黄色变橙色时(pH约为4.3),所得结果为总碱度,此时,HCO3-,CO32-转化为CO2,表达式为
酚酞碱度:
以酚酞作为标定指示剂,溶液pH约为8.3时,OH-被全部中和,CO32-全部转化为HCO3-,表达式为
苛性碱度:
达到pH(CO32-)所需酸量,表达式为
酸度是指水中能与强碱发生中合作用的全部物质,亦即放出H+或经过水解能产生H+的物质的总量。
组成水中酸度的物质有强酸,弱酸,强酸弱碱盐三类。
酸度也有三种定义标准:
总酸度,CO2酸度和无机酸度。
无机酸度:
以甲基橙为指示剂滴定到pH=4.3,表达式为
CO2酸度:
以酚酞为指示剂滴定到pH=8.3,表达式为
总酸度:
pH=10.8时,表达式为
如果总碳酸量和相应分布系数来表示,则有
总碱度=
酚酞碱度=
苛性碱度=
总酸度=
CO2酸度=
无机酸度=
(二)优先污染物
从品种繁多的有毒物质中,筛选出具有较大潜在威胁的一些作为优先研究和控制的对象,称之为优先污染物。
我国的优先控制污染物包括挥发性卤代烃类,苯系物,氯代苯类,多氯联苯,酚类,硝基苯类,苯胺类,多环芳烃类,酞酸酯类,农药,丙烯腈,亚硝胺类,氰化物,重金属及其化合物,共计十四类,68种。
(三)水中无机污染物的迁移
1.水中颗粒物的类别:
矿物微粒和黏土矿物;金属水合氧化物;腐殖质;水体悬浮沉积物;其他。
2.腐殖质
腐殖质是已死的生物体在土壤中经微生物分解而形成的有机物质,是一种带负电的高分子弱电解质。
腐殖质在土壤中可以呈游离的腐殖酸和腐殖酸盐类状态存在,也可以呈凝胶状与矿质粘粒紧密结合,成为重要的胶体物质。
腐殖质不仅是土壤养分的主要来源,而且对土壤的物理、化学、生物学性质都有重要影响,是土壤肥力指标之一。
在pH较高的碱性溶液或者离子强度低的条件下,羟基和和羧基大多解离,趋于溶解;在pH较低的酸性溶液中或者有较高浓度的金属阳离子存在时,趋于沉淀或者凝聚。
腐殖质是一种复杂混合物,主要成分包括腐殖酸、富里酸和腐黑物,腐殖酸能溶于碱溶液而被酸溶液所沉淀析出;富里酸既溶于碱溶液又溶于酸溶液,因此成为溶液残留;腐黑酸不能被酸碱提取。
3.吸附作用
水环境中胶体微粒的吸附作用大体可以分为表面吸附、离子交换吸附和专属吸附等。
表面吸附:
胶体具有巨大的比表面和比表面能,因此在固-液界面存在表面吸附作用,属物理吸附。
胶体表面积越大,表面吸附能就越大,表面吸附作用就越强;
离子交换吸附:
环境中带负电荷的胶体微粒在吸附周围环境中的阳离子的同时也释放出等量的其他阳离子,称为离子交换吸附,属物理化学吸附。
离子交换吸附是可逆反应,反应不受温度影响,在酸碱条件下均能进行,交换吸附能力与溶质的性质、浓度和吸附剂性质有关;
专属吸附:
吸附过程中除了化学键的作用之外,也有加强的憎水键和范德华力或者氢键在起作用的吸附。
在水环境中,配合离子、有机离子、有机高分子和无机高分子的专属吸附尤为强烈。
水和氧化物对金属离子的专属吸附与非专属吸附的区别如下
项目
非专属吸附
专属吸附
发生吸附的表面净电荷符号
-
-,0,+
金属离子所起的作用
反粒子
配位离子
吸附时所发生的反应
阳离子交换
配体交换
发生吸附时要求体系的pH
>零点电位
任意值
吸附发生的位置
扩散层
内层
对表面电荷的影响
无
负电荷减少,正电荷增加
4.吸附等温线和等温式
水中颗粒物对溶质的吸附是一个动态过程,固定温度条件下,吸附达到平衡时,颗粒物表面上的吸附量(G)与溶液中溶质平衡浓度(c)之间的关系,可用吸附等温线来表示。
水体中常见吸附等温线有H型,F型和L型。
H型:
G=kc
F型:
G=kc1/n
两侧取对数时,有lgG=lgk+(1/n)lgc
L型:
G=G0c/(A+c)
——G0表示单位表面上达到饱和时间的最大吸附量;
——A为常数,为吸附量达到G0/2时溶液的平衡浓度。
取倒数转化为1/G=1/G0+(A/G0)(1/c)
三型等温线坐标图如下
等温线的形式与溶质浓度区段有关:
溶质浓度很低时,可能在初始区段中呈现H型,浓度较高时,表现为F型,统一起来仍属于L型的不同区段。
5.氧化物表面吸附的配合模式
基本原理:
把氧化物表面对H+,OH-,金属离子,阴离子等的吸附作用看做是一种表面配合反应。
金属氧化物表面都含有≡MeOH基团,表面羟基在溶液中可发生质子迁移,迁移平衡具有相应的酸度常数,即表面配合常数。
表面的≡MeOH集团在溶液中可以与金属离子和阴离子生成表面配位配合物,表现出两型表面特性以及相应的电荷变化。
表面配合反应使其电荷随之变化增减,平衡常数则可反映出吸附程度以及电荷与溶液pH和离子浓度的关系。
如果可以求出平衡常数的数值,则由溶液pH和离子浓度可以求得表面的吸附量和相应电荷。
与溶液中配合反应的区别:
表面配合模式的实质是把具体表面看做一种聚合酸,其大量羟基可以发生表面配合反应,但在配合平衡过程中需将临近基团的电荷影响考虑在内,由此区别于溶液中的配合作用。
影响因素:
pH值;颗粒物粒度和浓度;温度;共存物。
6.沉积物中重金属的释放
诱发水体中重金属从悬浮物或者沉积物中重新释放的主要因素有:
盐浓度升高;氧化还原条件的变化;降低PH;增加水中配合剂的含量;一些生物化学迁移过程。
其中,碱金属和碱土金属阳离子可将被吸附在固体颗粒上的金属离子交换出来,是金属从沉积物中释放出来的重要途径。
(四)水中颗粒物的聚集
胶体颗粒物的聚集亦可称为凝聚或絮凝,其中由电介质促成的聚集称为凝聚,又聚合物促成的聚集称为絮凝。
1.DLVO理论(胶体稳定性理论)
稳定性是指胶体粒子在水中长时间保持分散悬浮状态的特性,可分为动力学稳定性和聚集稳定性。
动力学稳定性指布朗运动对抗重力影响的能力;聚集稳定性指胶体颗粒间因同性相斥或水化膜阻碍作用较大从而影响胶体聚集的特性。
基本原理:
胶体稳定性理论把范德华力和扩散双电层排斥力考虑为仅有的作用因素,适用于没有化学专属吸附作用的电解质溶液,且假设颗粒是力度均等、球体形状的理想状态。
方式:
颗粒子溶液中进行热运动,几种作用力总的综合位能形成综合位能曲线。
在溶液离子强度较小时,综合位能曲线上出现较大能峰,排斥作用占建大优势,颗粒借助于热运动能量不能超越此位能峰,彼此无法接近,体系保持分散稳定状态;离子强度增大到一定程度后,颗粒超过位能峰,只有由于吸引力占优势,促使颗粒间继续接近,当期达到综合位能曲线上近距离的极小值时,两颗粒就可以结合在一起。
局限性:
只适用于电解质浓度升高压缩扩散层造成颗粒物聚集的情况,即理想化的最简单体系,颗粒物是完全相同的单一颗粒物体系。
2.异体凝聚理论
基本论点:
两个电荷符号相异的胶体微粒接近时,吸引力总是占据优势