Классификация дисперсных систем

КЛАССИФИКАЦИЯ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ. ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И УСТОЙЧИВОСТЬ КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ

Лекция №8

Лектор: к.х.н.,

Коллоидная химия ‒ …

… наука о поверхностных явлениях и дисперсных системах.
…

Основные понятия:

Дисперсность ‒ мерой её служит удельная поверхность (Sуд). Sуд ‒

Дисперсная система ‒ совокупность диспергированных частиц вместе со средой, в которой

Дисперсная фаза (ДФ) ‒ совокупность диспергированных частиц, размеры которых больше молекулярных.
Дисперсионная

По размеру частиц ДФ

По характеру взаимодействия ДФ с ДС

По агрегатному

По размеру частиц ДФ

Электрокинетические явления

I рода

II рода

Электрофорез

Электроосмос

Эффект Дорна

Эффект Квинке

Движение частиц ДФ в неподвижной ДС

Движение

Мицеллярная теория лиофобных золей

Мицелла ‒ гетерогенная микросистема, состоящая из микрокристалла ДФ,

Мицеллярная теория лиофобных золей

– агрегат с адсорбированными на нём потенциалопределяющими

Мицеллярная теория лиофобных золей

– ядро с адсорбционным слоем противоионов, являющаяся гигантским

Получение золя конденсационным методом по реакции обмена

BaCl2 + H2SO4 ? BaSO4↓

Мицелла

{m[BaSO4] • nBa2+ (2n – x)Cl–}x+ • xCl–

агрегат

адсорбционный слой

ядро

гранула

диффузионный слой

МИЦЕЛЛА

Факторы агрегативной устойчивости золя

Одноимённый заряд коллоидных частиц;
Гидратная (сольватная) оболочка, окружающая ионы

Возникновение ДЭС и потенциалов в мицелле

{m[BaSO4] • nBa2+ (2n – x)Cl–}x+

Возникновение ДЭС и потенциалов в мицелле

По величине 0 ≤ ζ <

Факторы, влияющие на ζ

Концентрация стабилизатора.
Состояние ИЭТ золя, ζ = 0. Золь

Электрофорез и электроосмос

Расчёт ζ

Поскольку ζ обнаруживает себя при попадании мицеллы в электрическое поле,

Виды устойчивости растворов (по Пескову)

… устойчивость ДФ к агрегации (укрупнению) частиц

Коагуляция ‒ …

… процесс слипания частиц, образование крупных агрегатов с потерей

Факторы, вызывающие коагуляцию

Увеличение концентрации золя приводит к уменьшению расстояния между частицами,

Факторы, вызывающие коагуляцию

Добавление электролитов наиболее сильное по 2-м причинам:
из-за адсорбции ионов

При изучении влияния электролитов на коагуляцию следует учитывать:
коагуляция начинается при достижении

чем выше заряд коагулирующего иона, тем меньше сп и выше γ

Правило Дерягина ‒ Ландау …

… устанавливает связь между сп и зарядом

Способность ионов одного заряда к гидратации (лиотропные ряды)

Факторы, вызывающие коагуляцию

Коагулирующая способность

Степень

Факторы, вызывающие коагуляцию

«Ионы-партнёры», идущие в паре с коагулирующими ионами, уменьшают их

Смесями электролитов;
Многозарядными ионами‒коагуляторами (чередование зон коагуляции);
При смешивании коллоидов с гранулами разного

Аддитивность
(суммирование γ ионов одинакового q и близких по свойствам: Na+, K+)

Антагонизм
(уменьшение

2. Чередование зон коагуляции

‒

+

+

+

‒

‒

‒

‒ ζ

+ ζ

0

‒ 30 мВ

+ 30 мВ

сэл

I

II

III

IV

V

VI

VII

Причина явления

3. Гетерокоагуляция

+

‒

0

Причина явления ‒ электростатическое притяжение частиц золя противоположного q. Наиболее

… вызвана добавлением очень малых количеств ВМС и понижает устойчивость коллоидов.
…

Вывод: адсорбционный слой является механическим препятствием для иона ‒ коагулянта.

…повышение устойчивости

Защитное число …

… min масса ВМС (мг), достаточная для предотвращения 10

Процесс перехода свежевыпавшего при коагуляции осадка во взвешенное состояние (золь) под

-

-

-

Теории коагуляции

Адсорбционная
(Фрейндлих)
Адсорбция ионов – коагулянтов на агрегате и грануле, снижение величины