Методические указания (с программой) и контрольные задания по коллоидной химии. Часть 1. Цыренова С.Б - 20 стр.

UptoLike

Рубрика: 

тангенс угла наклона полученной прямой к оси абсцисс. По
п определяют средний диаметр частиц золя, используя дан-
ные калибровочной кривой Геллера [n=f(d)] или расчетные
таблицы Слонима.
При изучении материала данного раздела следует об-
ратить особое внимание на электрокинетические свойства
дисперсных систем. Надо знать, что дисперсные частицы
различных материалов, находясь в ионогенных полярных
средах (вода, спирты, водно-органические растворы), при-
обретают поверхностный заряд благодаря селективной ад-
сорбции ионов электролита из раствора. Причинами воз-
никновения поверхностного заряда могут быть также обра-
зование поверхностных ионогенных соединений, ориента-
ция поверхностно-активных молекул на границе раздела. В
углеводородных средах дисперсные частицы также часто
приобретают заряд вследствие ориентации полярных моле-
кул воды (диполей) на границе частица - углеводородная
среда. Вблизи заряженной поверхности формируется двой-
ной электрический слой ионов (ДЭС). При подготовке обра-
тите внимание на современную теорию строения ДЭС, на
теоретические понятия - потенциал поверхности ϕ
0
и по-
тенциал адсорбционного слоя (потенциал Штерна ϕ
δ
).
Коллоидным системам свойственны явления, назы-
ваемые злектрокинетическими: электрофорез, электроос-
мос, потенциал течения и потенциал осаждения. Электро-
кинетические явления объясняются наличием двойного
электрического слоя на поверхности ядра мицеллы.
Измерив экспериментально скорость электрофореза
или электроосмоса, можно рассчитать потенциал на границе
скольжения между движущейся коллоидной частицей и ок-
ружающей средой. Этот потенциал называется электроки-
нетическим или ξ-потенциалом (дзета - потенциал). Он все-
гда меньше ϕ
о
- потенциала на границе твердая частица -
дисперсионная среда, обусловленного поверхностным заря-
дом. Слой ионов, ближайший к твердой поверхности (ад-
сорбционный), настолько прочно с ней связан, что при на-
ложении электрического поля передвигается вместе с
ядром, и ξ-потенциал, рассчитанный по скорости электро-
фореза (электроосмоса), приблизительно соответствует гра-
нице адсорбционного и диффузного слоев.
В отличие от ϕ
о
-потенциала, который практически не
изменяется от введения посторонних электролитов в дис-
персионную среду, ξ-потенциал чрезвычайно чувствителен
даже к небольшим количествам электролита. При введении
электролита в коллоидную систему могут наблюдаться два
явленияионообменная адсорбция в двойном слое и из-
менение ширины двойного слоя как следствие изменения
ионной силы раствора.
Расчет ξ-потенциала частиц осуществляют по уравне-
нию Смолуховского.
H
U
0
εε
η
ξ
= .
Гюккель впервые указал на существование электрофо-
ретического торможения: под действием внешнего электри-
ческого поля диффузный ионный слой перемещается в на-
правлении, противоположном движению частиц. Происхо-
дит поляризация двойного слоя, возникают диполи, элек-
трическое поле которых направлено противоположно на-
правлению внешнего поля, в результате элект-
рофоретическая скорость уменьшается и ξ-потенциал час-
тиц будет меньше, чем рассчитанный по уравнению Смолу-
ховского.
При наложении электрического поля происходит
электрическая релаксация частиц, что приводит к уменьше-
нию электрофоретической скорости. При расчете ξ-
потенциала по данным электроосмоса надо считаться с не-
которыми особенностями этого процесса. Для мелкопорис-
тых порошков и диафрагм ξ-потенциал оказывается зави-
тангенс угла наклона полученной прямой к оси абсцисс. По    дом. Слой ионов, ближайший к твердой поверхности (ад-
п определяют средний диаметр частиц золя, используя дан-    сорбционный), настолько прочно с ней связан, что при на-
ные калибровочной кривой Геллера [n=f(d)] или расчетные     ложении электрического поля передвигается вместе с
таблицы Слонима.                                            ядром, и ξ-потенциал, рассчитанный по скорости электро-
     При изучении материала данного раздела следует об-     фореза (электроосмоса), приблизительно соответствует гра-
ратить особое внимание на электрокинетические свойства      нице адсорбционного и диффузного слоев.
дисперсных систем. Надо знать, что дисперсные частицы            В отличие от ϕо-потенциала, который практически не
различных материалов, находясь в ионогенных полярных        изменяется от введения посторонних электролитов в дис-
средах (вода, спирты, водно-органические растворы), при-    персионную среду, ξ-потенциал чрезвычайно чувствителен
обретают поверхностный заряд благодаря селективной ад-      даже к небольшим количествам электролита. При введении
сорбции ионов электролита из раствора. Причинами воз-       электролита в коллоидную систему могут наблюдаться два
никновения поверхностного заряда могут быть также обра-     явления — ионообменная адсорбция в двойном слое и из-
зование поверхностных ионогенных соединений, ориента-       менение ширины двойного слоя как следствие изменения
ция поверхностно-активных молекул на границе раздела. В     ионной силы раствора.
углеводородных средах дисперсные частицы также часто             Расчет ξ-потенциала частиц осуществляют по уравне-
приобретают заряд вследствие ориентации полярных моле-      нию Смолуховского.
кул воды (диполей) на границе частица - углеводородная                                     Uη
среда. Вблизи заряженной поверхности формируется двой-                                ξ=         .
                                                                                          εε 0 H
ной электрический слой ионов (ДЭС). При подготовке обра-
тите внимание на современную теорию строения ДЭС, на             Гюккель впервые указал на существование электрофо-
теоретические понятия - потенциал поверхности ϕ0 и по-      ретического торможения: под действием внешнего электри-
тенциал адсорбционного слоя (потенциал Штерна ϕδ).          ческого поля диффузный ионный слой перемещается в на-
     Коллоидным системам свойственны явления, назы-         правлении, противоположном движению частиц. Происхо-
ваемые злектрокинетическими: электрофорез, электроос-       дит поляризация двойного слоя, возникают диполи, элек-
мос, потенциал течения и потенциал осаждения. Электро-      трическое поле которых направлено противоположно на-
кинетические явления объясняются наличием двойного          правлению внешнего поля, в результате элект-
электрического слоя на поверхности ядра мицеллы.            рофоретическая скорость уменьшается и ξ-потенциал час-
     Измерив экспериментально скорость электрофореза        тиц будет меньше, чем рассчитанный по уравнению Смолу-
или электроосмоса, можно рассчитать потенциал на границе    ховского.
скольжения между движущейся коллоидной частицей и ок-            При наложении электрического поля происходит
ружающей средой. Этот потенциал называется электроки-       электрическая релаксация частиц, что приводит к уменьше-
нетическим или ξ-потенциалом (дзета - потенциал). Он все-   нию электрофоретической скорости. При расчете ξ-
гда меньше ϕо - потенциала на границе твердая частица -     потенциала по данным электроосмоса надо считаться с не-
дисперсионная среда, обусловленного поверхностным заря-     которыми особенностями этого процесса. Для мелкопорис-
                                                            тых порошков и диафрагм ξ-потенциал оказывается зави-