Правило Панетта и Фаянса:

На кристаллической поверхности адсорбента адсорбируются те ионы, которые способны достраивать кристаллическую решетку и дают труднорастворимое соединение с ионами, входящими в состав кристалла.

100. Дисперсные системы, дисперсионная среда, диспергированное вещество.

Дисперсные системы – это гетерогенные системы, состоящие из двух или большего числа фаз с сильно развитой поверхностью раздела между ними.

Дисперсионная среда – непрерывная фазеа в дисперсной системе.

Дисперсная фаза – вещество расположенное в дисперсной среде(непрерывной фазе).

Диспергированное вещество – измельчённое жидкое, твёрдое или газообразное вещество.

101. Классификация дисперсных систем по размерам частиц диспергированного вещества: взвеси, коллоидные системы, истинные растворы.

Взвеси – это дисперсные системы, в которых размеры распределённых частиц (частицы дисперсной фазы) сравнительно велики (10 -7 – 10 -5 м).

Взвеси делятся на суспезии и эмульсии.

Эмульсия - дисперсная система, состоящая из микроскопических капель жидкости (дисперсной фазы), распределенных в другой жидкости (дисперсионной среде).

Суспензия - дисперсная система с твёрдой дисперсной фазой и жидкой дисперсионной средой.

Седиментация - оседание частиц дисперсной фазы в жидкости или газе под действием гравитационного поля или центробежных сил.

Расслоение – всплывание частиц дисперсной фазы в жидкости за счёт разной плотности жидкостей.

Частицы взвесей видны простым глазом или в обычный оптический микроскоп. Поэтому взвеси представляют собой мутные системы. Взвеси неустойчивы, если диспергированное вещество в них имеет бóльшую плотность, чем дисперсионная среда, то диспергированное вещество постепенно выпадает в осадок(седиментация). Если его плотность меньше плотности среды – оно, наоборот, всплывает(расслоение).

Коллоидные системы – это гетерогенные дисперсные системы, в которых частицы распределённого вещества имеют размеры порядка 10 -9 – 10 -7 м или от 1 до 100 нм

Каждая частица может содержать большое число атомов или молекул. Однако, такие частицы не видны ни простым глазом, ни в оптический микроскоп, но они (частицы) образуют отдельную фазу.

Истинный раствор - гомогенная (однородная) система, в которой диспергированное вещество распределено в среде в виде молекул или ионов (размер частиц 10 -10 – 10 -9 м).

Граница (поверхность раздела) между растворённым веществом и растворителем отсутствует, так как понятие поверхности раздела неприменимо к отдельным атомам, молекулам и ионам.

110. Седиментационная и агрегативная устиойчивость коллоидных систем.

Седиментационная устойчивость – это способность дисперсной системы сохранять неизменным во времени распределение частиц по всему объёму системы, т.е. способность системы противостоять действию силы тяжести.

Седиментационная устойчивость дисперсных систем определяется, главным образом, размерами частиц дисперсной фазы:

• Лиофобные золи (10 –7 – 10 –5 см) – седиментационно устойчивые системы, диффузия обеспечивает равномерное распределение частиц по всему объёму системы;

• микрогетерогенные системы (10 – 5 – 10 – 3 см); в них устанавливается седиментационно- диффузионное равновесие, для которого характерно распределение частиц по всему объёму системы в соответствии с теорией Гиббса;

• грубодисперсные (более 10 – 3 см) – седиментационно неустойчивы, частицы быстро выпадают в осадок.

Агрегативная устойчивость – это способность дисперсной системы сохранять во времени степень дисперсности, т.е. размеры частиц и их индивидуальность.

Агрегативная устойчивость препятствует слипанию частиц и препятствует их осаждению. Существует 5 факторов, которые могут обеспечивать агрегативную устойчивость золя:

• электростатический;

• адсорбционно-сольватный;

• структурно-механический;

• энтропийный;

• гидродинамический.

Важнейшим является электростатический. Он обусловлен наличием на поверхности коллоидных частиц ДЭС. Появление ДЭС на поверхности частиц приводит к возникновению электростатического отталкивания частиц, так как заряд частиц одноимённый.12 Кроме того, важное значение имеет ζ-потенциал. Снижение величины ζ-потенциала до 0,025 – 0,040 В приводит к началу слипания частиц, а затем следует осаждение более крупных частиц. Этот процесс называется коагуляцией.

111. Явление коагуляции коллоидных систем. Две стадии коагуляции: скрытая и явная коагуляции. Факторы, вызывающие коагуляцию.

Коагуляция – процесс слипания частиц с образованием крупных агрегатов. В результате коагуляции система теряет свою седиментационную устойчивость, так как частицы становятся более крупными и не могут участвовать в броуновском движении.

Коагуляция – самопроизвольный процесс, так как она приводит к уменьшению межфазной поверхности и, следовательно, к уменьшению свободной поверхностной энергии.

Различают две стадии коагуляции:

1 стадия – скрытая коагуляция. На этой стадии частицы укрупняются, но ещё не теряют своей седиментационной устойчивости.

2 стадия – явная коагуляция. На этой стадии частицы теряют свою седиментационную устойчивость. Если плотность частиц больше плотности дисперсионной среды, образуется осадок.

Коагуляция возникает под действием разнообразных внешних воздействий:

• изменение температуры;

• действие электрического и электромагнитного полей;

• действие видимого света;

• облучение элементарными частицами;

• механическое воздействие;

• добавление электролитов .

113. Кинетика коогуляции.

Скорость коагуляции( ) – это изменение концентрации коллоидных частиц в единицу времени при постоянном объёме системы.

= -

C– концентрация частиц;

t – время.

Знак «-» стоит потому, что концентрация частиц со временем уменьшается, а скорость всегда положительна.