КОАГУЛЯЦИЯ ЛИОФОБНЫХ ЗОЛЕЙ
КОАГУЛЯЦИЯ – процесс укрупнения коллоидных частиц за счет слипания под влиянием молекулярных сил притяжения.
Этому процессу препятствует наличие у коллоидных частиц одноименного заряда. Чтобы вызвать коагуляцию золя, необходимо нейтрализовать заряд коллоидной частицы, тогда частицы будут сталкиваться и слипаться. Коагуляцию золя можно вызвать различными способами, легче всего при помощи электролитов.
При коагуляции золей электролитами происходит сжатие диффузного слоя, что позволяет коллоидным частицам подходить друг к другу на расстояние, на котором уже действуют силы межмолекулярного притяжения.
Различают 2 стадии коагуляции: скрытую и явную. При явно коагуляции изменяется окраска золя за счет укрупнения частиц, появляется муть, а дальше происходит седиментация – свободное оседание агрегатов коллоидных частиц под действием силы тяжести.
Для наступления явной коагуляции концентрация электролита должна быть равна или больше порога коагуляции золя.
Коагулирующая способность электролитов характеризуетсяПОРОГОМ КОАГУЛЯЦИИ (γс), т.е. минимальной концентрацией электролита в милимолях на 1 л золя, при которой начинается явная коагуляция. Обратная величина порога коагуляции называетсяКОАГУЛИРУЮЩИМ ДЕЙСТВИЕМ (1/γс).
Коагулирующим действием обладает только тот ион электролита, который имеет заряд, противоположный заряду коллоидной частицы.
Например, на положительно заряженный золь железа гидроксида коагулирующее действие оказывают анионы, а на отрицательно заряженный золь Fe4[Fe(CN)6]3 (берлинской лазури) – катионы.
Коагулирующая способность иона тем больше, чем выше его валентность.
ПРАВИЛО ШУЛЬЦЕ-ГАРДИ (правило значности) гласит:
из 2-х ионов электролита коагулирующим действием обладает тот, знак которого противоположен знаку заряда коллоидных частиц, причем это действие тем сильнее, чем выше валентность коагулирующего иона.
Зависимость между порогом коагуляции (γс) и валентностью (Z) коагулирующего иона выражается уравнением:
где γс – порог коагуляции
Z – валентность
а – коэффициент пропорциональности.
По теории Дерягина, порог коагуляции изменяется обратно пропорционально валентности коагулирующего иона в шестой степени:
6. вопросы ДЛЯ САМОконтроля знаний:
1) Запишите формулы мицелл золей, полученных по реакции обмена:
CaCl2 + Na2CO3 → CaCO3 + 2 NaCl
а) при избытке CaCl2;
б) при избытке Na2CO3.
2) Выберите, какие ионы будут коагулировать данный золь в случаях (а) и (б): K+, Na+, Ca2+, Cl‾, Al3+, [Fe(CN)6]3‾, [Fe(CN)6]4‾. Расположите выбранные ионы в лиотропные ряды.
3) Определите, к какому электроду должны перемещаться частицы золя, полученного по реакции при небольшом избытке H2S:
2 H3AsO3 + 3 H2S → As2S3 + 6 H2O
4) Золь AgBr получен смешением 25 мл 0,008 н. раствора KBr и 18 мл 0,0096 н. раствора AgNO3. Определите знак заряда частиц и напишите формулу мицеллы полученного золя. Назовите составные части мицеллы.
7. ЛИТЕРАТУРА
основная:
1. Конспект лекций.
2. Ершов, Ю.А. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов: Учеб. для мед. спец. вузов /Ю.А. Ершов, В.А. Попков, А.С. Берлянд и др.; под ред. Ю.А. Ершова. – М.: Высш. шк., 2005. – с. 491-526;
3. Захарченко, В.Н. Коллоидная химия./ В.Н Захарченко. – М.: Высшая школа, 1989. – с. 81-158;
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ:
1. Равич-Щербо, М.И. Физическая и коллоидная химия / М.И. Равич-Щербо, В.В. Новиков. – М.: Высшая школа, 1975. – с.175-187;
2. Захарченко, В.Н. Коллоидная химия./ В.Н Захарченко. – М.: Высшая школа, 1989. – с. 4-17, 102-106;
3. К.И. Евстратова Практикум по физической и коллоидной химии. – М. 1990. – стр. 187-190, 199-200;
4. Евстратова, К.И. Физическая и коллоидная химия / К.И. Евстратова и др. – М., 1990. – с. 366-370, 396-440.
Авторы: Зав. кафедрой, доцент, к.х.н. Лысенкова А.В., доцент, к.х.н. Филиппова В.А., ст. преподаватели Прищепова Л.В., Чернышева Л.В., Одинцова М.В., ассистенты Короткова К.И., Перминова Е.А.
05.10.2010