Частные случаи электролитной коагуляции

Гетерокоагуляция наблюдается при смешивании золей с разноименно заряженными частицами.

Механизм: при перекрывании двойных слоев коллоидных частиц с разными знаками происходит электростатическое притяжение и быстрая агрегация золя.

Наиболее полно взаимная коагуляция происходит тогда, когда заряды коллоидов, противоположные по знаку, равны между собой. Явление взаимной коагуляции играет важную роль в процессах образова­ния почв, очистки воды и т.п.

Так, взаимная коагуляция применяется при осветлении плодово-ягодных экстрактов. Осветление, как полагают, происходит вследствие взаимодействия положительно заряженных коллоидных частичек сока с коллоидными отрицательно заряженными частицами бентонита, вводимого в систему.

 

Коагуляция смесью электролитов имеет большое практическое значение, т.к. в любых растворах всегда есть смесь электролитов.

 

С₂, %

100 2

 

 

50 100 С₁, %

 

1. аддитивность коагулирующего действия

2. антогонизм (для начала быстрой коагуляции требуется смеси больше, чем для каждого электролита в отдельности) это может быть при взаимодействии электролитов между собой.

3. синергизм электролитов – при более эффективном действии смеси.

 

 

Коллоидная защита

Коллоидная защита – повышение агрегативной устойчивости лиофобных золей (увеличение γ и неподчинение правилу Шульце-Гарди).

 

Обычно проявляется в присутствии белков, углеводов и т.д.

 

Количественно выражается защитным числом – мг сухого вещества (ВМВ), защищающего 10 мл золя от коагуляции при добавлении к нему 1 мл 10% раствора NaCl.

Оно может быть «золотым» (золь золота), «железным», «оловянным» и т.д.

Наиболее сильное действие наблюдается у желатина, казеина (0, 01 – 0, 1 г), более слабый – крахмал, декстрин (20-45).

Механизм:

Макромолекулы ВМС адсорбируются на поверхности частиц, создавая адсорбционно-сольватные слои, которые повышают лиофильность коллоидных частиц, они обеспечивают большое расклинивающее давление при сближении двух частиц.

Защитное действие усиливается, если в адсорбционном слое образуется гелеобразная структура.

 

Этот принцип коллоидной защиты используется при получении колларгола, золей серебра, золота. Белки крови защищают капельки жиров холестерина от коагуляции. Ослабление защитной функции ведет к отложению холестерина на стенках сосудов, образованию камней в почках.

 

 

К лаб.практикуму:

Обычно в лабораторном практикуме для изучения закономерностей электролитной коагуляции используют гидрозоль Fe(OH)₃. Золь синтезируют методом химической конденсации - гидролизом хлорида железа при длительном его кипячении. При этом происходит изменение окраски раствора: жёлтый цвет истинного раствора FeCl₃ переходит в оранжевый – цвет коллоидного раствора (золя) Fe(OH)₃:

FeCl₃ + 3H₂O = Fe(OH)₃¯ + 3HCl

Реакция гидролиза FeCl₃ идет интенсивно с образованием высокодисперсных практически нерастворимых в воде частиц Fe(OH)₃.

Агрегативная устойчивость такого золя обеспечивается ионным факто­ром устойчивости. Потенциалопределяющими (неиндифферент­ными) ионами при данном методе получения золя являются ионы Fe(ОН)²⁺, противоионами - ионы Cl^- и формула мицеллы золя имеет вид:

{m[Fe(OH)₃] nFe(ОН)²⁺ (2n-x)Cl^-}^х+ xCl^-

1агрегат3

1ядро мицеллы3

1коллоидная частица43

14444 мицелла44443

Здесь m обозначает число ионных пар Fe(OH)₃, образовавших твердую фазу (агрегат); n – число адсорбированных потенциалопределяющих ионов железа (III); 2n – общее число противоионов, необходимое для компенсации заряда потенциалопределяющих ионов; х – число противоионов, перешедшее из адсорбционного слоя противоионов в диффузионный слой. Таким образом, электростатический заряд, обеспечивающий j₀-потенциал, в данном случае равен «2n+», а электрокинетический потенциал – «+х».

В процессе коагуляции золя Fe(OH)₃ образуются сравнительно небольшие по размерам седиментационно - устойчивые агрегаты. Что приводит к повышению светорассеяния системы и, соответственно, - к увеличению её оптической плотности. Поэтому исследование коагуляции в данном случае удобнее всего проводить с помощью турбидиметрического метода, измеряя оптическую плотность растворов золя (см. раздел 6.2).

Большой адсорбционной способностью обладают молекулы поверхностно-активных веществ. Адсорбируясь на поверхности агрегата, эти вещества образуют адсорбционный слой, состоящий из ориентированных молекул. Если молекулы ПАВ диссоциируют при этом на ионы, то у поверхности частицы возникает двойной электрический слой. Строение мицеллы рассмотренного выше полистирольного латекса может быть изображено следующей формулой:

{m[полистирол] nRCOO^- (n-x)Na⁺}^x- xNa⁺

 

 

Лекция 12

Лиофильные дисперсные системы. Коллоидные поверхностно-активные вещества

 

К основным свойствам ПАВ относится снижение поверхностного натяжения на границе раздела фаз. При этом во всем интервале концентраций ПАВ находятся в молекулярно-дисперсном состоянии.

При увеличении углеродной цепи до 8-10 атомов углеродов возникает новое свойство – способность молекул ПАВ объединяться в агрегаты, содержащие десятки молекул и называемые мицеллами, при концентрации, называемой критической концентрацией мицеллообразования (ККМ). В растворе возникает вторая высокодисперсная фаза. Таким коллоидным растворам присуще еще одно свойство – солюбилизация (растворение в мицеллах ПАВ нерастворимых в дисперсионной среде веществ).

 

 

Классификация и общая характеристика ПАВ

 

Истинно растворимые и коллоидные

 

К первой группе относятся ПАВ с небольшим радикалом, например, низшие спирты, фенолы, кислоты и их соли, амины.

Применяют в качестве смачивателей, вспенивателей, диспергаторов и гидрофобизаторов при флотации и т.д.

 

По растворимости в среде – жирорастворимые и водорастворимые

 

По способности к диссоциации в водных растворах

 

Коллоидные ПАВ

 

Ионногенные Неионногенные

 

Катионные ПАВ (образуют ПАВ-катион) не способны к диссоциации

 

а) соли первичных, вторичных и третичных получают путем присоеди-

алифатических и ароматических аминов нения этиленоксида к спир-

[RNН₃]⁺Cl^- там, карбоновым кислотам

б) соли алкилзамещенных аммониевых аминам и др.: оксиэтилиро-

оснований ванные спирты марки ОС

[(СН₃)₂NR₁R₂]⁺Cl^- получают по реакции:

С₁₈Н₃₇NН₃Cl – октадециламмоний хлорид

RОН + n СН=СН → RО(ОСН₂СН₂)_nН

в) алкилпиридиновые основания О

оксиэтилированные алкилспирты марки ОС

Катионные ПАВ наиболее токсичные и наименее наличие полиоксиэтиленовой цепи

биологически разлагаемые из всех ПАВ; исп. в определяют гидрофильные

качестве фунгицидных, дезинфицирующих веществ, свойства этих ПАВ. Их свойства

и ингибиторов коррозии можно легко регулировать,

изменяя длину цепочки.

Анионные ПАВ (образуют ПАВ-анион) Разлагаются биологически

а) карбоновые кислоты (RCOOH) обладают хорошими моющими свойствами

и их соли (RCOOM): Перспективные оксиэтилированные

C₁₅H₃₃COONa – олеат натрия кислоты RСОО(ОСН₂СН₂)_nН. В них

C₁₇H₃₅COONa – стеарат натрия сод. от 6 до 18 С, а n от 1- 100. Обычно

C₁₇H₃₁COONa – пальмитат натрия это смесь гомологов с разными длинами цепи, которая опр. гидрофильные свойства НИПАВ. Изменяя длину цепи, можно регулировать их кол-хим. свойства. применяют в любых средах, а также в присутствии счолей.

 

Составляют большую часть мирового производства всех ПАВ,

основа моющих средств. Находят широкое применение соли син-

тетических жирных кислот С₇-С₁₇ , заменяющие кислоты раст. и

жив. происхождения. Исп. соли жирных кислот с различными

катионами (2-х и 3-х зарядные исп. в углевод.среде.

 

В кислых средах эти соли переходят в слабодис. и малораств.

кислоты, что ухудшает их моющие свойства (в кислых и

солевых растворах - жесткой и морской воде).

 

Мыла с двух- и трёхвалентным катионом (кальциевые,

магниевые, алюминиевые) не растворимы в воде, но

образуют коллоидные системы в углеводородных средах

– используются в консистентных смазках на

минеральном масле,

для стабилизации эмульсий второго рода

 

б) алкилсульфаты (ROSO₂OM)

в) алкиларилсульфонаты (RАrSO₂OM)

 

- эти соли сильных кислот и поэтому могут быть

использованы в кислых и солевых растворах – преимущество

перед а)

 

 

Амфолитные ПАВ

 

алкиламинокислоты содержат две функциональные группы, одна из

которых имеет кислый, другая – основный характер,

например, карбоксильную и аминную группу. В

зависимости от рН среды амфолитные ПАВ обладают

анионактивными или катионактивными свойствами:

 

щел. кисл.

RNH(CH₂)_nCOO^- ↔ RNH(CH₂)_nCOOH ↔ RN⁺H₂ (CH₂)_nCOOH

 

 

⇐ Предыдущая20212223242526272829Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. II. ЧАСТНЫЕ СИТУАЦИИ И СОВЕТЫ ПСИХОЛОГА
2. Внешние эффекты. Общественные и частные издержки и выгоды. Положительные и отрицательные внешние эффекты и проблема эффективного размещения ресурсов в рыночной экономике.
3. Вопрос 40. срочный трудовой договор, случаи его заключения.
4. Дайте определение понятия «принципы управления». Перечислите и раскройте частные принципы управления.
5. Какие меры принуждения могут применять частные охранники?
6. Какие случаи травмирования детей оформляются актом Н-2, а какие регистрируются в журнале как микротравма.
7. Назначение и производство почерковедческой экспертизы /по данному тексту опишите общие и частные признаки почерка/.
8. Несчастные случаи (НС) на пр-ве, подлежащие расслед- и учету.
9. Общественные и частные блага
10. Общественные и частные положительные и отрицательные внешние эффекты
11. Общие и частные признаки письменной речи и почерка.
12. Особые случаи потребительского равновесия