Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии 


Лиофобные коллоидные системы




 

Лиофобные коллоидные системы образуют взаимно нерастворимые вещества. Они обладают большой поверхностной энергий и поэтому самопроизвольно стремятся ее понизить за счет уменьшения поверхности дисперсной фазы. Например, возможна коагуляция − сближение и объединение частиц, сохраняющих первоначальные форму и размеры, в плотные агрегаты, а также укрупнение первичных частиц вследствие коалесценции − слияния капель или пузырьков газа, собирательной рекристаллизации − растворения мелких кристаллов дисперсной фазы и рост крупных, причем системы непрерывно изменяют свой дисперсный состав в сторону укрупнения частиц. Поэтому для образования устойчивых систем необходимы стабилизаторы – вещества, препятствующие процессу самопроизвольного укрупнения коллоидных частиц. Например, образующийся в результате специфической адсорбции на границе раздела фаз двойной электрический слой препятствует коагуляции.

Частицы дисперсной фазы золей вместе с окружающей их сольватной оболочкой из молекул (ионов) дисперсионной среды называются мицеллами. Они свободно и независимо друг от друга участвуют в броуновском движении и равномерно заполняют весь объем дисперсионной среды.

 

 

Строение золей

 

 

Строение частиц дисперсной фазы лиофобной коллоидной системы (золей) − мицелл можно рассмотреть на примере получения золя иодида серебра (AgI) методом химической конденсации. Добавление раствора иодида калия (KI) к избытку раствора нитрата серебра (AgNO3) по реакции (Ag+ + NO3)избыток + (K+ + I) → → Ag I↓ + Ag+ + NO3 + K+ приводит к образованию коллоидного раствора.

В центре мицеллы находится частица нерастворимого в дисперсионной среде вещества − агрегат кристаллического иодида серебра (AgI)m (рис. 3.1). На поверхности кристалла из раствора электролита специфически адсорбируется ион, который способен достраивать его кристаллическую решетку (правило Фаянса–Па-нетта).

Вследствие избытка нитрата серебра происходит адсорбция ионов Ag+ (n – ионов), приводящая к тому, что агрегат приобретает положительный заряд (Ag+ − потенциалопределяющий ион). Агрегат с сорбированными потенциалопределяющими ионами называется ядром мицеллы. Ядро притягивает к поверхности противоионы, в данном случае это анионы NO3. Часть из них, (n–x), вместе с ионами серебра образуют плотный адсорбционный слой, оставшиеся противоионы образуют относительно слабо связанный с частицей диффузионный слой (x – ионов NO3).

 

 
 

Рис. 3.1. Строение мицеллы иодида серебра, стабилизированного
нитратом серебра

 

Таким образом, мицелла состоит из гранулы – агрегат (AgI)m с сорбированными ионами Ag+ и плотного слоя противоионов NO3, которая окружена диффузионным слоем этих же противоионов. Структурная формула мицеллы иодида серебра, стабилизированного нитратом серебра:

 

{(AgI)m nAg+, (n–x)NO3}x+ xNO3.

 

Если получают золь иодида серебра при добавлении раствора нитрата серебра к избытку раствора иодида калия:

 

(Ag+ + NO3) + (K+ + I)избыток → Ag I↓ + K+ + NO3 + I,

 

то потенциалопределяющим ионом будет анион I. В этом случае структурная формула золя иодида серебра, стабилизированного иодидом калия:

 

{(AgI)m nI, (n–x) K+}x+ xK+.

Если нерастворимое вещество, образующее агрегат, обладает кислотно-основными свойствами (оксиды или гидроксиды), то в водных растворах в зависимости от кислотности среды (рН) потенциалопределяющими ионами выступают ионы H+ или OH.

Таким образом, электрически нейтральная мицелла включает в себя заряженную частицу (гранула) и противоионы диффузионного слоя. Гранула состоит из ядра (агрегат с адсорбированными потенциалопределяющими ионами) и относительно прочно связанных с ним противоионов (плотный адсорбционный слой). Те электролиты, ионы которых являются потенциалопределяющими, следует считать стабилизаторами, а ионы, которые адсорбируются поверхностью ядер, − стабилизирующими ионами. Заряд гранул препятствует слипанию коллоидных частиц и, соответственно, их укрупнению − коагуляции. Таким образом, устойчивость системы связана с тем, что на поверхности частиц адсорбируются определенные ионы.

Количественной характеристикой заряда коллоидной частицы и диффузионного слоя служит электрокинетический потенциал − электрический потенциал поверхности, разделяющей неподвижную и подвижную части двойного электрического слоя. Его называют ζ-потенциалом (дзетта-потенциалом). Неподвижная часть включает в себя адсорбционный и часть диффузионного слоя, в которой противоионы относительно прочно связаны с ядром. Поэтому при относительном перемещении частиц и дисперсионной среды слабосвязанная часть диффузионного слоя и коллоидная частица двигаются независимо. При увеличении концентрации электролита в дисперсионной среде величина ζ-потенциала умень-шается в результате сжатия диффузионного слоя (рис. 3.2).

 
 

П р и м е ч а н и е. При определенной концентрации электролита вследствие равенства числа положительных и отрицательных зарядов в адсорбционном слое электрокинетический потенциал становится равным нулю. Такое состояние системы называется изоэлектрической точкой. Лиофобные золи в этом состоянии неустойчивы и разрушаются вследствие слипания частиц (коагуляция).

 





Рекомендуемые страницы:


Читайте также:

  1. I) Получение передаточных функций разомкнутой и замкнутой системы, по возмущению относительно выходной величины, по задающему воздействию относительно рассогласования .
  2. I. РАЗВИТИИ ЛЕКСИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ЯЗЫКА У ДЕТЕЙ С ОБЩИМ НЕДОРАЗВИТИЕМ РЕЧИ
  3. II. О ФИЛОСОФСКОМ АНАЛИЗЕ СИСТЕМЫ МАКАРЕНКО
  4. V) Построение переходного процесса исходной замкнутой системы и определение ее прямых показателей качества
  5. А. Разомкнутые системы скалярного частотного управления асинхронными двигателями .
  6. АВИАЦИОННЫЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ
  7. Автоматизированные информационно управляющие системы сортировочных станций
  8. Автоматизированные системы диспетчерского управления
  9. Автоматическая телефонная станция квазиэлектронной системы «КВАНТ»
  10. Агрегатные комплексы и системы технических средств автоматизации ГСП
  11. Алгебраическая сумма всех электрических зарядов любой замкнутой системы остается неизменной (какие бы процессы ни происходили внутри этой системы).
  12. Алгоритм упорядочивания системы.


Последнее изменение этой страницы: 2017-03-11; Просмотров: 309; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2019 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.006 с.) Главная | Обратная связь