Будова міцели золю.

Розглянемо будову міцели золю йодиду срібла, отриманого в результаті реакції:

AgNO₃ + KI = AgI +KNO₃

Стійкий золь йодиду срібла може бути отриманий тільки при таких умовах: розчини реагентів повинні бути розбавленими і одну із реагуючих речовин беруть в надлишку. Будемо вважати, до в надлишку AgNO₃. Тоді при утворенні кристалів AgI на їх поверхні по правилу Фаянса- анета адсорбуються іони Ag⁺ - потенціалвизначаючі іони. Іони NO₃^- розміщаються в адсорбційному і дифузійному шарі противоіонів.

Будова міцели золю AgI записується так:

{ m [AgI] nAg⁺  (n-x) NO₃^- } х NO₃^-

1. агрегат – m [AgI]

2. ядро – m [AgI] nAg⁺

3. частинка – {m [AgI] nAg⁺  (n-x) NO₃^-}

4. міцела - { m [AgI] nAg⁺  (n-x) NO₃^- } х NO₃^-

В цій формулі m – число молекул AgI, які входять в склад агрегату, n- число потенціал визначаючих іонів Ag⁺. Як правило, m  n. Загальне число противоіонів NO₃^- теж дорівнює n, але частина з них (n-x) входить в адсорбційний шар і знаходиться поблизу ядра, а друга частина противоіонів х складає дифузійний шар.

Якщо стабілізатором цього золю буде не AgNO₃, а КІ, то формула міцели запишеться так:

{ m [AgI] nІ^-  (n-x) К⁺} х К⁺

Лекція № 22

Тема: Коагуляція, її види, ізоелектричний стан.

Мета: Вивчити процеси коагуляції, вміти проводити концентраційну, взаємну та нейтралізаційна коагуляцію, пояснювати процеси, які відбуваються при ізоелекричному стані колоїдних розчинів.

Коагуляція гідрофобних золей електролітами. Поріг коагуляції. Практичне застосування коагуляції

Якщо в колоїдний розчин додати електроліт, то це приведе до того, що іони дифузійного шару перейдуть в адсорбційний шар. Гранула стане електронейтральною. Таку зміну викликає коагуляційний іон (іон, заряджений протилежно гранулі).

Чим вище валентність коагуаляційного іону, тим швидше гранула стане електронейтральною.

Такий стан розчину, коли усі гранули електронейтральні називають ізоелектричним. В ізоелектричному стані колоїдні розчини втрачають свою стійкість, втрачають відштовхуючі сили і починають діяти сили тяжіння. Частинки зліплюються, розчин коагулює.

Коагуляція - процес злипання колоїдних частинок, утворення більш крупних агрегатів з наступною втратою колоїдною системою седиментаційної стійкості.

Коагуляцію можна викликати нагріванням, замерзанням, перемішуванням, центрифугуванням, додаванням різних електролітів.

Найбільш легко досягається коагуляція золей під дією електролітів. Додаванням електролітів до іоностабілізованого колоїдного розчину призводить до зниження електрокінетичного потенціалу, тобто до зменшення сил відштовхування.

Відрізняють 3 види коагуляції:

1) Взаємна коагуляція. Проходить при зливанні двох різнойменно заряджених розчинів. Має велике практичне значення. У виробництві барвників, порошку тощо.

2) Нейтралізаційна коагуляція. Викликається стабілізатором - електролітом, якщо він адсорбує не вибірково, а еквівалентно.

3) Концентраційна коагуляція. Визначається електролітом заданої концентрації.

Поріг коагуляції - це та найменша кількість електроліту, яку необхідно витратити для видимої коагуляції колоїдного розчину.

Коагуляція - процес зворотній. Зворотній процес пептизація, яка викликається спеціальною речовиною - пептизатором. Пептизатор: вода, електроліти.

Правило Шульце - Гарді: коагулюючу дію виявляють лише ті іони доданого електроліту, який має знак заряду, протилежний гранулі, дія іонів - коагуляторів у декілька разів збільшується з підвищенням їх валентності.

Коагуляція золей електролітами підкорюється таким правилам:

1) Усі електроліти при збільшенні їх концентрації у золі до деякого значення викликають коагуляцію колоїдних систем. Мінімальна концентрація

електроліту у розчині, яка викликає коагуляцію, називається порогом коагуляції.

2) Коагулюючу дію здійснює не весь електроліт, а тільки його іон, який має заряд, однойменний з зарядом противоіонів міцели.

3) Коагулююча здатність іона залежить від його заряду. Багатозарядні іони викликають коагуляцію при менших концентраціях (більш низьких порогах коагуляції, ніж іони з малим зарядом.)

4) Коагулююча здатність іонів однакової зарядності збільшується з підвищенням радіуса іона. Іони органічних з'єднань завжди мають більш високу коагулюючу здатність, ніж іони неорганічних речовин.

5) При збільшенні концентрації електроліту у розчині зменшується електрокінетичний потенціал колоїдних частинок і коагуляція наступає при його значенні - критичному потенціалі. Для більшості систем критичний потенціал 0,03 В.

Коагуляційні процеси використовують в різних технологічних процесах. Коагуляцію широко використовують при очищенні води, яка поступає у відповідну мережу. Коагуляційні процеси використовують у цукровій промисловості - при очищенні соку цукрового буряка - дифузійного соку.