Химия. Сборник задач и упражнений. Часть I. Лямина Г.В - 67 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

133
7.2.4. Устойчивость и коагуляция
лиофобных коллоидов
Лиофобные коллоиды являются термодинамически неус-
тойчивыми системами, существующими благодаря стабилиза-
ции за счет возникновения двойного электрического слоя. Из-
менение состояния ДЭС может, следовательно, привести к по-
тере агрегативной устойчивости – слипанию частиц в более
крупные агрегаты, т. е. коагуляции золя. Коагуляция золей мо-
жет быть вызвана различными факторами: прибавлением элек-
тролитов, нагреванием или замораживанием, механическим
воздействием и т. д. Наиболее важным и изу
ченным фактором
коагуляции гидрофобных коллоидов является воздействие на
них растворов электролитов.
Для коагуляции золей электролитами установлен ряд эм-
пирических закономерностей.
1. Для начала коагуляции золя за определенный промежу-
ток времени необходима некоторая минимальная концентрация
электролита, называемая порогом коагуляции γ или Ск. Величи-
ну, обратн
ую порогу коагуляции, называют коагулирующей
способностью
р = 1/С
К
.
2. Коагулирующим действием обладает тот из ионов элек-
тролита, заряд которого противоположен заряду коллоидных
частиц. Согласно эмпирическому правилу Шульце–Гарди ионы
с высшей валентностью характеризуются меньшим порогом
коагуляции и обладают большим коагулирующим действием.
Величины порогов коагуляции двухзарядных ионов примерно
на порядок, а трехзарядных – на два порядка меньше, чем для
однозарядных ионов. Отношение порогов коагу
ляции одно-,
двух- и трехвалентных противоионов приближенно равно
1:0,016:0,0013 (соответственно отношение обратных величин –
коагулирующих способностей равно 1:60:700).
134
3. В осадках, получаемых при коагуляции золей электролита-
ми, всегда присутствуют ионы, вызвавшие коагуляцию.
Необходимому для коагуляции сближению частиц дисперс-
ной фазы препятствует, как было показано выше, электростатиче-
ское отталкивание имеющих одноименный заряд коллоидных час-
тиц и противоионов и взаимодействие сольватных оболочек проти-
воионов диффузного слоя.
При добавлении к золю раствора электролита имеющееся
равновесие адсорбции – десорбции межд
у противоионами адсорб-
ционного и диффузного слоев смещается в сторону адсорбции
вследствие увеличения в дисперсионной среде концентрации ио-
нов, имеющих заряд, противоположный заряду ядра (ионы с одно-
именным зарядом в равновесии адсорбции – десорбции не участ-
вуют). Адсорбция дополнительного числа противоионов приводит
к уменьшению заряда коллоидных частиц, у
меньшению числа про-
тивоионов диффузного слоя (уменьшению толщины ДЭС) и, сле-
довательно, к снижению агрегативной устойчивости золя. При дос-
тижении некоторого предельного значения заряда коллоидные час-
тицы получают возможность сближения и объединения в более
крупные агрегаты за счет ван-дер-ваальсовых сил; иными словами,
происходит коагуляция золя.
Термодинамическая неустойчивость лиофобных коллоидных
систем явля
ется причиной
старения золей – самопроизвольной
коагуляции (автокоагуляции) золей. Автокоагуляция происходит
значительно медленнее, чем коагуляция электролитами; так, золи
золота могут сохраняться без видимых изменений десятилетиями.
Одной из основных причин старения золей является медленно со-
вершающийся процесс перекристаллизации вещества ядра.
Пептизацией (дезагрегацией) называется процесс расщепле-
ния коагулировавшего золя на первичные частицы – процесс, про-
тивоположный коагуляции. Пептизация возможна лишь тогда, ко-
гда структура частиц в коагуляте не изменена по сравнению с пер-
воначальной (т. е. когда еще не произошло полного сращивания
частиц и они слабо связаны друг с другом).

Страницы