膠體金的一般性狀
?( 一 )? 膠體金的顏色 溶膠的顏色取決于分散相物質的顏色、分散相物質的分散度和入射光線的種類,是散射光線還是透射光,粒子越小,分散度越高,則散射光的波長越短。對同一種物質的水溶膠來說,粒子大小不同,呈現的顏色亦不同。如膠體金顆粒在5~20nm之間,吸收波長520nm,呈紅色的葡萄酒色;20~40nm之間的金溶膠主要吸收波長530nm的綠色光,溶液呈深紅色;60nm的膠體金溶膠主要吸收波長600nm的橙黃色光,溶液呈藍紫色。一般應用于免疫組織化學的膠體金顆粒為5~60nm范圍內,溶液呈現紅色。在相當的一段時期內保持其溶膠不變性,稱為膠體金的穩定性。影響其穩定性的因素主要是電解質,其次是膠體金本身的濃度、溫度及其他非電解質等。 ?( 二 )? 膠體金的穩定性 溶膠的穩定性介于小分子離子溶液和粗分散相之間,其顆粒作布朗運動,不易受重力影響而下沉。然而,溶膠又是不穩定體系,它的膠粒溶劑化作用很弱,總面積較大、因在膠粒相互碰撞時,有自動合并為較大、較重的顆粒傾向。當膠體顆粒直徑變大,超出膠體范圍而從介質中沉淀出來的現象叫聚沉。影響其穩定性的主要原因有三點。 (1)?膠粒間的相互吸引力??當膠粒相距很近時,這種吸引力可能導致膠體顆粒合并而變大。 (2)?膠粒及其溶劑化層??膠粒及其溶劑化層(溶劑是水時就是水化層)的帶電情況。一種溶膠的各個膠粒都帶有相同的電荷。同性電荷相斥,雙電子層變厚,膠粒帶電量愈大,排斥力愈大,愈能阻止膠粒合并聚結,溶膠愈穩定。 (3)?膠體接口的溶劑膜??當二個固體間夾有一厚層液體時,這層液體膜有一個反抗二固體接近的排斥力。兩個膠粒要進一步接近,只有克服它們之間的溶劑化膜的斥力才有可能,因此溶劑膜的斥力是使溶膠穩定的原因之一。 ?( 三 )? 溶膠的聚沉現象 膠粒之間存在吸引力與排斥力這對矛盾,在溶膠膠粒帶電及溶劑化的情況下,排斥力成為矛盾的主要方面,溶膠穩定而不聚沉。因為某種原因使溶膠粒帶電量減到很小,甚至中和其所帶電荷并能去溶劑化膜,膠粒之間可在更近的距離互相接近,引力成為主要矛盾,引力超過斥力時膠粒便聚結發生聚沉。引起溶膠聚沉的原因有。 ?(1)少量電解質對溶膠的聚沉作用??少量電解質即可使溶膠聚沉,但各種電解質的聚沉能力可用聚沉值來表示。聚沉值是在一定時間內使1L某濃度的溶膠產生聚沉所需電解質的最小物質的量(mm01)。顯然,聚沉值愈小,聚沉能力愈大。聚沉值從實驗中得出如下的規則:①電解質負離子對帶正電的溶膠起主要聚沉作用,正離子對帶負電的溶膠起主要聚沉作用;②同價離子聚沉能力幾乎相等,不同價離子的聚沉能力隨離子價增加而顯著增加。電解質能使溶膠聚沉是由于電解質與膠粒帶相反電荷離子的作用,中和了膠粒所帶的一部分電荷,使膠粒電量減少,擴散層縮小,溶劑化層變薄,而當雙電子層厚度縮至很小和溶劑化層變得很薄時,兩個質粒間便可以更加接近,即不產生斥力,兩個膠粒間因引力加大而合并的趨勢增強,甚至引力占絕對優勢以致使膠粒聚結而發生聚沉。 膠粒的雙電子層結構圖 ?(2)溫度對溶膠穩定性的影響??一般影響不大。當溫度升高時,吸附能力減弱,溶劑化??程度降低,溶劑化層變薄,膠粒聚結,不穩定性增加。 ?(3)濃度對溶膠的穩定性的影響??濃度增大時,粒子間距離縮小,引力增加,容易聚結??而發生聚沉,所以制備比較穩定的溶膠,要有一定的合適濃度。