Коагуляция золей электролитами

Коагуляцией называется процесс укрупнения коллоидных частиц, т.е. процесс уменьшения степени дисперсности системы вследствие слипания частиц. При этом наблюдается выпадение ве­щества дисперсной фазы в осадок.

Коагуляция коллоидных систем может происходить под влия­нием ряда факторов: изменение концентрации, температуры, меха­ническое воздействие, добавление электролита и т.д.

Уменьшение степени дисперсности в коллоидной системе мо­жет происходить самопроизвольно (в зависимости от условий, в которых система находится). Этот процесс называется старением.

Пока уменьшение степени дисперсности невелико, оно слабо отражается на свойствах коллоидной системы и иногда даже не может быть замечено по внешним признакам. В этих случаях гово­рят о скрытой коагуляции. При значительном снижении устойчи­вости в коллоидной системе наблюдается явная коагуляция, когда уменьшение степени дисперсности становится заметным по внешним признакам и завершается разрушением системы, т.е. выпадением дисперсной фазы в осадок.

Важнейшим методом коагуляции лиофобных золей является прибавление электролита. Для начала явной (видимой) коагуляции необходимо, чтобы концентрация электролита, вызывающего коагу­ляцию, достигла некоторой минимальной величины.

Минимальная концентрация электролита, вызывающая быструю коагуляцию, называется порогом коагуляции и выражается в ммоль экв /л.

Порог коагуляции вычисляют по формуле

^,

где С_ЭК – молярная концентрация эквивалента добавляемого

раствора электролита (С_эк – эквивалентное количество

растворенного вещества, содержащееся в 1 л раст-

вора), моль экв/л;

V_ЭЛ - минимальный объем раствора электролита, при добав-

нии которого началась коагуляция золя, л;

V_З - объем золя, л.

Величина порога коагуляции зависит от заряда коагулирующего иона. При переходе от однозарядных к двух - и трехзарядным ионам величина порога коагуляции уменьшается в десятки и сотни раз.

Согласно правилу Шульце-Гарди порог коагуляции обратно пропорционален шестой степени заряда иона электролита:

₁ : ₂ : ₃ = 1^-6 : 2^-6 : 3^-6 = 1 : 0,0156 : 0,0014

или ₁ : ₂ : ₃ = 729 : 11 : 1.

Такая зависимость объясняется тем, что для коагуляции необходимо снизить или нейтрализовать заряд частиц. В этом процессе участвуют не все прибавленные в раствор ионы, а только адсорбирующиеся на их поверхности; адсорбционная же способность ионов резко возрастает с увеличением их заряда.

Коагуляция происходит также при сливании золей, частицы которых имеют противоположные заряды. Наиболее полная коагуляция происходит при полной взаимной нейтрализации зарядов.

При коагуляции лиофильных золей основные изменения про­исходят в сольватной оболочке частиц, а роль заряда частиц становится второстепенной.

Если к лиофильным золям добавлять электролит в тех не­больших количествах, которые соответствуют порогу коагуляции у лиофобных золей, то видимых изменений не произойдет.

Для коагуляции лиофильных систем нужны высокие концентрации электролитов, близкие к насыщенным растворам. Применитель­но к лиофильным системам термин “коагуляция” часто заменяется термином “высаливание”. Высаливающее действие электролита объ­ясняется тем, что происходит связывание молекул дисперсионной среды ионами электролита и тем самым изменяется ее растворяю­щая способность.

Вопросы для самоконтроля

Поиск по сайту: