Всего на сайте:
282 тыс. 988 статей

Главная | Химия

Строение золей  Просмотрен 17

 

 

Строение частиц дисперсной фазы лиофобной коллоидной системы (золей) − мицелл можно рассмотреть на примере получения золя иодида серебра (AgI) методом химической конденсации. Добавление раствора иодида калия (KI) к избытку раствора нитрата серебра (AgNO3) по реакции (Ag+ + NO3)избыток + (K+ + I) → → Ag I↓ + Ag+ + NO3 + K+ приводит к образованию коллоидного раствора.

В центре мицеллы находится частица нерастворимого в дисперсионной среде вещества − агрегат кристаллического иодида серебра (AgI)m (рис. 3.1). На поверхности кристалла из раствора электролита специфически адсорбируется ион, который способен достраивать его кристаллическую решетку (правило Фаянса–Па-нетта).

Вследствие избытка нитрата серебра происходит адсорбция ионов Ag+ (n – ионов), приводящая к тому, что агрегат приобретает положительный заряд (Ag+ − потенциалопределяющий ион). Агрегат с сорбированными потенциалопределяющими ионами называется ядром мицеллы. Ядро притягивает к поверхности противоионы, в данном случае это анионы NO3. Часть из них, (n–x), вместе с ионами серебра образуют плотный адсорбционный слой, оставшиеся противоионы образуют относительно слабо связанный с частицей диффузионный слой (x – ионов NO3).

 

  
 

Рис. 3.1. Строение мицеллы иодида серебра, стабилизированного
нитратом серебра

 

Таким образом, мицелла состоит из гранулы – агрегат (AgI)m с сорбированными ионами Ag+ и плотного слоя противоионов NO3, которая окружена диффузионным слоем этих же противоионов. Структурная формула мицеллы иодида серебра, стабилизированного нитратом серебра:

 

{(AgI)m nAg+, (n–x)NO3}x+ xNO3.

 

Если получают золь иодида серебра при добавлении раствора нитрата серебра к избытку раствора иодида калия:

 

(Ag+ + NO3) + (K+ + I)избыток → Ag I↓ + K+ + NO3 + I,

 

то потенциалопределяющим ионом будет анион I. В этом случае структурная формула золя иодида серебра, стабилизированного иодидом калия:

 

{(AgI)m nI, (n–x) K+}x+ xK+.

Если нерастворимое вещество, образующее агрегат, обладает кислотно-основными свойствами (оксиды или гидроксиды), то в водных растворах в зависимости от кислотности среды (рН) потенциалопределяющими ионами выступают ионы H+ или OH.

Таким образом, электрически нейтральная мицелла включает в себя заряженную частицу (гранула) и противоионы диффузионного слоя. Гранула состоит из ядра (агрегат с адсорбированными потенциалопределяющими ионами) и относительно прочно связанных с ним противоионов (плотный адсорбционный слой). Те электролиты, ионы которых являются потенциалопределяющими, следует считать стабилизаторами, а ионы, которые адсорбируются поверхностью ядер, − стабилизирующими ионами. Заряд гранул препятствует слипанию коллоидных частиц и, соответственно, их укрупнению − коагуляции. Таким образом, устойчивость системы связана с тем, что на поверхности частиц адсорбируются определенные ионы.

Количественной характеристикой заряда коллоидной частицы и диффузионного слоя служит электрокинетический потенциал − электрический потенциал поверхности, разделяющей неподвижную и подвижную части двойного электрического слоя. Его называют ζ-потенциалом (дзетта-потенциалом). Неподвижная часть включает в себя адсорбционный и часть диффузионного слоя, в которой противоионы относительно прочно связаны с ядром. Поэтому при относительном перемещении частиц и дисперсионной среды слабосвязанная часть диффузионного слоя и коллоидная частица двигаются независимо. При увеличении концентрации электролита в дисперсионной среде величина ζ-потенциала умень-шается в результате сжатия диффузионного слоя (рис. 3.2).

  
 

П р и м е ч а н и е. При определенной концентрации электролита вследствие равенства числа положительных и отрицательных зарядов в адсорбционном слое электрокинетический потенциал становится равным нулю. Такое состояние системы называется изоэлектрической точкой. Лиофобные золи в этом состоянии неустойчивы и разрушаются вследствие слипания частиц (коагуляция).

 

Предыдущая статья:Лиофобные коллоидные системы Следующая статья:Устойчивость коллоидных систем
page speed (0.0182 sec, direct)