Міцелярна теорія будови колоїдних частинок

Електричний заряд колоїдних частинок і електрокінетичні явища

Міцелярна теорія будови колоїдних частинок

ЕЛЕКТРИЧНИЙ ЗАРЯД КОЛОЇДНИХ ЧАСТИНОК І ЕЛЕКТРОКІНЕТИЧНІ ЯВИЩА

3 СТІЙКІСТЬ І КОАГУЛЯЦІЯ ДИСПЕРСНИХ СИСТЕМ

Частинки дисперсної фази ліофобних золів мають складну структуру, що залежить від умов їх одержання. Оскільки у самих частинок досить великі розміри (це скупчення великої кількості молекул або частинок, які часто мають кристалічну будову), то вони здатні адсорбувати на своїй поверхні речовини, які присутні у розчині (інтерміцелярній рідині або дисперсійному середовищі). Найважливішим з процесів адсорбції на поверхні твердих частинок (дисперсної фази) є адсорбція заряджених частинок (йонів) із розчину, оскільки такий процес має великий вплив на стабільність утвореної системи.

Колоїдні системи одержують шляхом подрібнення або агрегації слаборозчинних у воді сполук і навіть металів.

Тому в дисперсійному середовищі містяться різні незаряджені (молекули розчинених газів, органічних сполук) і заряджені частинки (йони), які можуть адсорбуватись на твердій поверхні. Адсорбція заряджених частинок може відбуватись навіть у тому випадку, якщо в дисперсійне середовище (наприклад, воду) попередньо не було додано електроліту: йони можуть утворюватись за рахунок часткового переходу металу на розчин чи дисоціації малорозчинних солей. Саме такі процеси відбуваються при утворенні колоїдів у ґрунтах, мінеральних водах тощо.

Але найчастіше надлишок електроліту додається у розчин при приготуванні колоїдів для їх стабілізації. На основі вивчення електрокінетичних явищ у колоїдних системах було виявлено, що на поверхні колоїдних частинок на межі розділу фаз утворюється так званий подвійний електричний шар(ПЕШ) і виникає стрибок потенціалу. Це обумовлено тим, що йони одного знака необмінно адсорбуються (поглинаються) на поверхні (твердої частинки), а йони протилежного знаку за рахунок електростатичного притягання розташовуються біля них. При цьому величина і знак заряду поверхні залежать від природи твердих частинок і від природи рідини, в якій вони знаходяться.

Розглянемо будову гідрофобної колоїдної частинки на прикладі утворення золю AgI обмінною реакцією

АgNO₃ + KI à AgI¯ + KNO₃.

Якщо речовини беруться в еквівалентних кількостях, то випадає кристалічний осад AgI. Але, якщо одна з вихідних речовин буде у надлишку , наприклад КІ, процес кристалізації AgI веде до утворення колоїдного розчину – міцели AgI.

Будова міцели гідрозолю AgI схематично зображена на рис.3. Агрегат молекул [nAgI] кількістю 100-1000 (мікрокристал, ядро) є зародком нової фази, на поверхні якого відбувається адсорбція іонів електроліту, які знаходяться в дисперсійному середовищі.

Згідно з правилом Панета-Фаянса краще адсорбуються іони, однакові з іонами, які входять до кристалічної решітки ядра і добудовують цю решітку. Іони, адсорбо-вані безпосередньо на ядрі, яке не розчиняється в даному дисперсійному середовищі, називаються потенціалвизна-чаючими, тому що вони визначають величину потенціалу та знак заряду поверхні, а також і знак заряду всієї частинки.

Потенціалвизначаючими іонами в даній системі є іони І^-, які знаходяться в надлишку, входять до складу кристалічної решітки ядра AgI, виконують роль стабілі-заторів і складають внутрішню оболонку у жорсткій частині подвійного електричного шару (ПЕШ) міцели.

Агрегат з адсорбованими на ньому іонами І^- утворює ядро міцели.

До негативно зарядженої поверхні часток AgI на відстані, близькому до радіуса гідратованого іона, з розчину притягуються іони протилежного знаку (протиіони) – позитивно заряджені іони К⁺. Шар протиіонів – зовнішня обгортка подвійного електричного шару (ПЕШ), утримується як електростатичними силами, так і силами адсорбційного притягання.

Агрегат молекул разом з твердим подвійним шаром називається колоїдною частинкою.

Частина протиіонів внаслідок теплового руху розміщується дифузно углиб розчину, і притягання їх здійснюється тільки за рахунок електростатичних сил. Колоїдні частинки разом з оточуючим її дифузним шаром називається міцелою. Міцела електронейтральна, тому що заряд ядра дорівнює зарядові всіх проти іонів, а частинка звичайно має заряд, який називається електрокінетичним, або x-дзета-потенціалом.

AgNO₃ + KI = AgI¯ + KNO₃

{[nAgI]mI^- (m-x)K⁺}^-^x xK⁺

Ядро Адсорбцій-

ний шар Дифуз-

ний шар

Гранула

Міцела

Рисунок 3 – Будова міцели AgI

Будову міцели можна подати такою формулою:

{[nAgI]mI^- (m-x)K⁺}^-x xK⁺

Ядро Тверда Дифуз-

частина ПЕШ

на час-

тина ПЕШ

Частинка

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Класифікація колоїдно-дисперсних систем за агрегатним станом	\|	Методические указания

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.005 сек.