Главная | Обратная связь

Коллоидные растворы

Коллоидные растворы – дисперсные системы, где одно вещество в виде частиц различной величины распределено в другом.

Грубодисперсные системы – системы, размер частиц дисперсной фазы в которых превышает 10^–7 м.

Коллоидные системы – системы, размер частиц дисперсной фазы в которых составляет 10^–7 – 10^–9 м.

Коллоидные системы характеризуются гетерогенностью, т.е. наличием поверхностей раздела фаз и очень большим значением удельной поверхности дисперсной фазы.

Мицелла – структурная единица коллоидных растворов, состоящая из ядра (микрокристаллы нерастворимого химического соединения) с адсорбированными на нем потенциалопределяющими ионами (гранула), окруженная адсорбционным и диффузным слоем противоионов. Противоионы адсорбционного и диффузного слоев находятся в состоянии динамического равновесия адсорбции-десорбции.

Пример: получение гидрозоля иодида серебра взаимодействием разбавленных растворов нитрата серебра и иодида калия:

AgNO₃ + KI → AgI + KNO₃

Схематически мицелла золя иодида серебра, полученного в избытке нитрата серебра (потенциалопределяющие ионы – катионы Ag⁺, противоионы – анионы NO₃^–) может быть изображена следующим образом:

{[AgI]_m ∙ nAg⁺ ∙ (n-x)NO₃^–}^x+ ∙ NO₃^–

На рисунке представлена схема данной мицеллы иодида серебра:

Причина агрегативной устойчивости коллоидных систем – наличие на поверхности частиц дисперсной фазы двойного электрического слоя (ДЭС), препятствующего коагуляции (слипание частиц и выпадение их в осадок) вследствие электростатического отталкивания частиц дисперсной фазы, имеющих одноименный электрический заряд.

Коагуляцию коллоидных систем может вызывать воздействие на них растворов электролитов вследствие изменения состояния ДЭС. Коагулирующим действием обладает тот из ионов электролита, заряд которого противоположен заряду коллоидных частиц, причем коагулирующее действие иона тем сильнее, чем больше его заряд (правило Шульце-Гарди илиправило значности). Для начала коагуляции золя необходима некоторая минимальная концентрация электролита (в моль/л золя), называемая порогом коагуляции γ.

Пример: для приведенной выше коллоидной системы коагулирующим действием обладает любой отрицательно заряженный ион (анион), например, NO₃^–, PO₄^3–, SO₄^2– ; причем наибольшим коагулирующим эффектом обладает ион PO₄^3–, так как больше его заряд.

Пептизация– процесс, противоположный коагуляции – расщепление коагулировавшего золя (коагулята) на первичные частицы в результате добавления к коагуляту электролита, содержащего потенциалопределяющий ион.

Седиментация – процесс оседания либо всплытия коллоидных частиц в золе. Ей всегда противодействует другой процесс, стремящийся к равномерному распределению коллоидных частиц по всему объему раствора – диффузия, осуществляемая под действием броуновского движения частиц. Соотношение между этими двумя процессами определяет кинетическую устойчивость золей – способность коллоидных частиц удерживаться во взвешенном состоянии, не подвергаясь седиментации.