泥浆材料检测与应用：粘土水分散体系的电学性质教案.docx

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1、授课内容粘土一水分散体系的电学性质计划课时教学目标与要求知识目标：掌握黏土颗粒带电现象能力目标：掌握黏土颗粒带电规律及原因素质目标：提高学生分析问题、解决问题的能力教学重点与难点重点：黏土颗粒带电规律难点：扩散双电层处理方法：图片讲解、举例说明教学资源多媒体课件、图片、教材、黑板教学过程主题/任务/活动教学方法/教具时间分配导入新课讲授+提问黏土颗粒带电原因讲授交换性阳离子讲授扩散双电层讲授小结讲授作业/技能训练1、简述扩散双电层的特点。教学评估小组讨论，提问互动教学设计回顾上节内容。定义解释。【导入课程】通过粘土-水分散体系的电泳和电渗实验可以证明粘土颗粒带负电，粘土的电荷影响粘土的特性。钻

2、井液中处理剂的作用，钻井液胶体的分散、絮凝等性质，受粘土电荷的影响。【课程内容】1、黏土的带电性（1）黏土颗粒的带电原因晶格取代使得黏土颗粒带负电荷，负电荷数量取决于晶格取代作用的多少，而不受pH值的影响，称为永久负电荷。黏土所带负电荷的数量随介质的pH值改变而改变，这种电荷为可变负电荷。碱性环境中黏土带负电。酸性环境黏土带正电荷。黏土表面会吸附带电离子，吸附正离子，使黏土负电减弱；吸附负离子,使黏土负电量增力口。（2）黏土的带电规律（因种类不同而不同）蒙皂石带电多，高岭石带电少；层表面带电多，且带负电荷，端表面带电少，带正电荷；层表面带负电荷，端表面所带电荷有正有负。正电荷与负电荷代数和为黏

3、土的净电荷数，负电荷一般大于正电荷，黏土颗粒一般带负电荷O2、黏土的交换性阳离子带电的黏土颗粒从分散介质中吸附等电量的阳离子，被吸附的阳离子,可以被分散介质中的其他阳离子所交换，称为黏土的交换性阳离子，其多少用黏土的阳离子交换容量来表示。黏土的阳离子交换容量是指在分散介质的pH值为7的条件下，黏土所详细解释扩散双电层，提问考查学生掌握情况。换容量大。黏土的阳离子交换容量及吸附的阳离子种类对黏土的胶体活动影响很大。例如，蒙皂石的阳离子交换容量大，膨胀性也大，在低浓度下就形成稠悬浮体；钠蒙黏石水化膨胀能力更强；高岭石阳离子交换容量低，惰性较强。4、粘土颗粒的带电状态（1）扩散双电层胶粒运动时，界面

4、上吸附层随胶粒运动，与外层错开，吸附层与外层错开的界面称为滑动面。从滑动面到均匀液相内的电位，称为电动电位（，电位），从固体表面到均匀液相内部的电位，称为热力学电位。，电位取决于固体表面电荷与吸附层内反离子电荷之差，热力学电位取决于固体表面所带的总电荷。（2）粘土分散体系双电层特点导致双电层厚度下降，电位下降（电解质压缩双电层）。当电解质把双电层压缩到吸附层厚度时，胶体颗粒不带电，电位降为零。即等电态，体系不稳定。钻井液由黏土、水、各种处理剂组成的混合体系，故其电位受多种因素影响。除加入电解质对电位有影响，还受pH值、交换性阳离子与吸附的阴离子等因素的影响。【课堂小结】1、 掌握黏土带电原因及类型；2、 掌握粘土扩散双电层特点课后小结