22.Агрегативная устойчивость золей. Коагуляция. Правило Шульце-Гарди.

Агрегативная устойчивость золей- способность золя сохранить дисперсность.

Агрегативная устойчивость золей обусловлена, таким образом, рядом факторов: во-первых, снижением поверхностной энергии дисперсной фазы (т.е. уменьшения движущей силы коагуляции) в результате образования двойного электрического слоя и, во-вторых, наличием кинетических препятствий для коагуляции в виде электростатического отталкивания имеющих одноименный заряд коллоидных частиц и противоионов. Еще одна причина устойчивости коллоидов связана с процессом гидратации (сольватации) ионов. Противоионы диффузного слоя сольватированы; эта оболочка из сольватированных противоионов также препятствует слипанию частиц

В золях существует 2 процесса:

1.Укрупнение частиц за счет изотермической перегонки

2.Коагуляция

Изотермическая перегонка – переход в-ва от мелких частиц к более крупным, вследствие того, что хим. Потенциал мелких частиц выше, чем крупных. Процесс переноса происходит самопроизвольно с уменьшением хим. потенциала.

3 Стадии изотермической перегонки:

2. Растворение или испарение

3. Перенос в-ва

4. Рост крупн. частиц

Коагуляция- самопроизвольный процесс слипания частиц с образованием крупных агрегатов. После этого золь теряет кинетич. устойчивость.

Причины:

-Резкое изменение температуры.

-Включение/выключение электромагнитного поля.

-Облучение светом.

- Радиация.

-Механич. удар.

-Добавление электролитов.

Лиофобный золь – это квазиустойчивая система и она стремится перейти в более устойчивое состояние. Любое резкое воздействие приводит к потере устойчивости.

Влияние электролитов на устойчивость- все сильные электролиты добавленные в достаточном кол-ве вызывают коагуляцию. Минимальная конц. эл-та, вызывающая коагуляцию, называется порогом коагуляции.

Коагуляцию вызывает ион, заряд, которого совпадает по знаку с противоионом частицы, называется он ион-коагулянт.

Коагуляционная способность растет с ростом заряда, а при одинаковом заряде, она тем больше, чем больше кристаллический радиус иона.

Правило Шульце-Гарди

Коагуляционный ион имеет заряд противоположный заряду коллоидной частицы и чем его заряд больше, тем сильнее коагулирующее действие.

Коллоидная защита – повышение агрегативной устойчивости за счет добавок. Добавки – это некоторые ВМС – белки, углеводы, пептиды. На поверхности частиц образуется оболочка. Некоторые ВМС – снижают устойчивость, она называются сенсибилизаторами.

23.Строение мицеллы йодистого серебра. Двойной электрический слой. Дзета-потенциал.(рассматривать 2 случая: 1.Избыток AgNo3; 2. Избыток ki)

Есть 2 пути возникновения ДЭС:

1) Избирательная адсорбция поверхностью твёрдой частицы ионов из дисперсионной среды.

2) Ионизация поверхностных молекул твёрдой частицей.

Рассмотрим 1ый способ.

AgNO₃ + KI_{избыток} = AgI + KNO₃.

Несколько молекул AgI объединяются в агрегат [AgI]_m (микрокристаллик). На его поверхности адсорбируется n ионов I. По правилу Панета-Фаенса:

1) – адсорбционный слой

2) – диффузионный слой

3) – гранула

4) – мицелла.

Адсорбционный и диффузионный – 2 слоя противоионов (частицы могут быть частично фиксированы, частично размыты). Ионы адсорбционного слоя взаимодействуют с ядром посредством адсорбционных и электростатическим сил, они прочно связаны и перемещаются вместе с частицей. Диффузионный слой более размытый, взаимодействие происходит только за счёт электростатических сил и при движении гранулы отрываются от неё. Место разрыва называется границей скольжения.

ζ- дзета-потенциал (играет большую роль в стабильноси коллоидных систем)

Потенциал на границе скольжения (между адсорбционным и диффузными слоями) называется электрокинетическим или дзета-потенциалом. Дзета-потенциал тем больше, чем больше заряд частицы и чем больше диффузионный слой. Он зависит от температуры и ионной силы раствора. При увеличении температуры ζ сначала увеличивается за счёт расширения диффузионного слоя от теплового движения, но при дальнейшем увеличении температуры (уменьшается ζ) происходит десорбция потенциалопределённых ионов.

Влияние концентрации. При разбавлении ζ сначала увеличивается за счёт уменьшения ионной силы раствора и усиления десорбции противоионов, но затем десорбция потенциалопределённых ионов приводит в уменьшению ζ.

Влияние электролитов. Если добавленный электролит не содержит родственных ядру ионов, то с увеличением ионной силы уменьшается величина диффузионного слоя и противоионы переходят в адсорбционный слоя, это уменьшает ζ. Если диффузионный слой исчезает, то происходит полная нейтрализация и ζ=0 (изоэлектрическое состояние). Если адсорбционная способность конкурирующих ионов больше, чем противоионов диффузионного слоя, то может произойти перезарядка гранулы, т.е. ζ может поменять знак. Если добавленный электролит содержит ионы, совпадающие с ионами, образующими ДЭС, то при малых концентрациях ζ увеличивается, а при больших ζ уменьшается.

AgNO_{3 избыток} + KI = AgI + KNO₃

1) - ядро

2) – адсорбционный слой

3) – диффузионный слой

4) – гранула

ДЭС зависит от рН, потому что ионы Н и ОН маленькие и могут прочно адсорбироваться. Сильно влияет на ζ.

Зависит от диэлектрической константы, чем она больше, тем больше ζ.

Зависит от вязкости. Чем больше вязкость, тем больше диффузионный слой, тем меньше ζ.

(Не обязательно). Рассмотрим 2ой способ.

В результате взаимодействия кремнезема с водой на его поверхности образуются силонольные группы. Эти группы в растворе диссоциируют.