2.2 Методы очистки коллоидных систем.
Диализом называется процесс очистки золей от присутствующих в них ионно-молекулярных примесей. Для этого используют полупроницаемые перегородки, сквозь которые проходят низкомолекулярные вещества. Приборы - диализаторы. Для ускорения процесса используют проточную воду и электрическое поле.
Ультрафильтрация - это метод отделения дисперсной фазы от дисперсионной среды фильтрацией коллоидных растворов сквозь полупроницаемые мембраны (под вакуумом, или давлением). Используют также и ультрацентрифуги.
2.3 Строение мицеллы.
Рассмотрим строение мицеллы на примере образования золя йодистого серебра:
AgNO3 + KJ = AgJ + KNO3
Нерастворимые молекулы йодистого серебра образовывают ядро коллоидной частицы. Вещество ядра, которое имеет аморфную или кристаллическую структуру, составляет почти всю массу мицеллы и образована из нейтральных молекул или атомов:
m[AgJ] - ядро коллоидной частицы
Образованное ядро коллоидного степени дисперсности, в соответствии с правилом Пескова-Фаянса, адсорбирует на своей поверхности ионы, которые есть в составе ядра, т.е. в рассмотренном случая Ag+ или J-. Из двух видов ионов адсорбируются те, которые находятся в избытке в растворе. Эти ионы достраивают кристаллическую решетку ядра, внедряются в его структуру и обусловливают соответствующий заряд. Они имеют название потенциалопределяющие ионы.
Например: КJ - в избытке, тогда m[AgJ]*nJ-.
В растворе есть также ионы противоположного знака потенциалопределяющим. Они называются противоионами. Часть их тесно связывается электрическими и адсорбционными силами и входят в адсорбционный слой. Ядро вместе с адсорбционным слоем носит название гранула (или частица)
{ m[AgJ] * nJ-(n-x)K+}х+
гранула
Противоионы, которые остались, образовывают диффузный слой. Ядро вместе с адсорбционным и диффузным слоями называются мицеллой (см.рис.1):
{ m[AgJ] * nJ-(n-x)K+}х- xК+
мицелла(9.7)
Рис.1 Строение мицеллы золя иодида серебра.
Она электронейтральная частица. Поэтому при пропускании постоянного тока через коллоидный раствор двигаются не мицеллы, а только гранулы. Числа m, n, x - в зависимости от условий приготовления золей изменяются в широких границах.
2.4 Устойчивость коллоидных растворов
Одной из важных свойств золей есть то, что частицы данного золя имеют электрические заряды одного знака. Благодаря этому они не объединяются в большие дольки и не осаждаются. Свойство системы противодействовать увеличению частиц называется агрегативной устойчивостью.Т.е. под агрегативной устойчивостью можно понимать способность системы к постоянной дисперсности (9.5)
Агрегативная устойчивость (9.8) – способность системы к постоянной дисперсности |
Способность дисперсных частиц содержаться в зависшем состоянии, то есть устойчивость коллоидных систем к оседанию называется кинетической устойчивостью.
Кинетическая устойчивость(9.9) – устойчивость коллоидных систем к оседанию. |
Обратите внимание!!! Те электролиты, ионы которых потенциалопределяющие называют стабилизаторами, а их ионы стабилизирующими.
Стойкость коллоидных систем объясняется взаимодействием межмолекулярных сил притягивания и сил электростатического отталкивания. Поэтому важным фактором устойчивости коллоидов есть наличие электрического заряда гранулы и сольватных (гидратных) оболочек из ионов диффузного слоя. Последние препятствуют приближению ионов диффузного слоя с гранулой. И чем толще диффузный слой, тем более устойчивые коллоиды, и меньше вероятность слипания коллоидных частиц в большие агрегаты - коагуляция, и осаждение коллоидного вещества в осадок - седиментация.