- •Министерство образования и науки рф
- •Предмет коллоидной химии
- •Глава I.Дисперсные системы:
- •1.1 Основные свойства дисперсных систем
- •1.2 Классификация дисперсных систем
- •Классификация по степени дисперсности
- •Классификация по агрегатному состоянию
- •Классификация по структурно-механическим свойствам
- •Раздел II. Поверхностные явления. Адсорбция
- •2.1 Классификация поверхностных явлений
- •Классификация поверхностных явлений
- •2.2 Поверхностное явление – адсорбция
- •2.2.1 Основные понятия и определения
- •2.2.2 Адсорбция на границе жидкость-газ
- •2.2.3. Адсорбция на твердом адсорбенте
- •2.3 Адгезия и смачивание
- •Раздел III. Электрические свойства дисперсных
- •3.1 Возникновение электрического заряда
- •3.2 Современные представления о строении
- •3.3Строение мицеллы гидрофобного золя
- •3.4. Факторы, влияющие на электрокинетический потенциал
- •3.4.1 Влияние температуры
- •3.4.2 Влияние электролитов
- •3.4.3 Влияние рН среды
- •3.4.4 Влияние природы дисперсионной среды
- •3.5 Электрокинетические явления
- •3.5.1 Электрофорез
- •3.5.2 Потенциал седиментации
- •3.5.3 Электроосмос
- •3.5.4 Потенциал течения
- •Раздел IV. Устойчивость и нарушение устойчивости лиофобных золей
- •4.1. Седиментационная устойчивость
- •4.2 Агрегативная устойчивость и коагуляция
- •4.2.1 Теория устойчивости гидрофобных золей длфо
- •4.2.2 Факторы, определяющие агрегативную устойчивость
- •4.3. Коагуляция гидрофобных дисперсных систем
- •4.3.1 Коагуляция золей электролитами
- •Явление неправильных рядов
- •4.3.2 Кинетика коагуляции
- •Теория быстрой коагуляции Смолуховского
- •Константа скорости медленной коагуляции
- •Раздел V. Оптические свойства дисперсных систем
- •5.1. Рассеяние света
- •Теория светорассеяния Рэлея
- •5.2. Поглощение света и окраска золей
- •5.3. Оптические методы исследования коллоидных растворов
- •Раздел VI. Молекулярно-кинетические свойства
- •6.1. Броуновское движение
- •6.2. Диффузия
- •6.3. Осмос
- •Раздел VII. Виды дисперсных систем
- •7.1. Растворы высокомолекулярных соединений (вмс)
- •7.1.1. Классификация вмс
- •7.1.2. Особенности строения полимеров
- •7.1.3. Набухание вмс
- •Термодинамика набухания
- •Кинетика набухания
- •Факторы, влияющие на набухание
- •7.1.4. Свойства растворов вмс
- •7.2. Коллоидные пав. Мицеллообразование в растворах пав
- •Применение коллоидных пав
- •7.3. Эмульсии
- •7.3.1. Классификация эмульсий
- •7.3.2. Методы получения эмульсий
- •7.3.3. Устойчивость эмульсий
- •Типы эмульгаторов
- •7.3.4. Применение эмульсий
- •7.4. Пены
- •7.4.1. Основные характеристики и классификация пен
- •7.4.2. Устойчивость пен
- •7.4.3. Методы разрушения пен
- •7.4.4. Практическое применение пен
- •7.5. Золи и суспензии
- •7.6. Порошки
- •7.6.1. Основные свойства и устойчивость порошков
- •7.6.2. Практическое применение порошков
- •Раздел VIII. Структурообразование в дисперсных системах
- •8.1. Типы структур в дисперсных системах
- •8.2. Особенности структурообразования в растворах вмс. Студни и студнеобразование
3.3Строение мицеллы гидрофобного золя
Дисперсная фаза и прилегающий двойной электрический слой составляют мицеллу гидрофобного золя (micella – уменьшительное от лат. mica – крошка, крупица).
Основу мицеллы составляет агрегат, состоящий из большого числа частиц нерастворимого в воде вещества и имеющий кристаллическое строение. Комбинация агрегата с потенциалопределяющими ионами –ядромицеллы. Ядро имеет заряд, знак и величина которого определяются природой и количеством потенциалопределяющих ионов. Вокруг ядра концентрируются противоионы. Ядро совместно с адсорбционным слоем противоионов образуетчастицу, которая окружена диффузным слоем.
Рассмотрим строение мицеллы на примере гидрофобного золя иодида серебра, полученного в результате реакции
AgNO3+KI=AgI+KNO3.
При смешении AgNO3иKIв эквимолярном соотношенииAgIвыпадает в осадок. Устойчивый золь можно получить при соблюдении двух условий:
растворы реагентов должны быть разбавленными;
одно из реагирующих веществ берется в избытке; вещество, взятое в избытке, является стабилизатором золя.
На рис. 28 представлена схема мицеллы отрицательного золя иодида серебра, стабилизированного KI.
Агрегат мицеллы образуют кристалликиAgIразмером 10-9-10-7м. Потенциалопределяющими ионами являются ионыI–, противоионами – ионыK+. Если в избытке беретсяAgNO3, получается положительный золь, в котором потенциалопределяющими ионами являются ионыAg+, противоионами –NO3-.
Разумеется, мицелла не имеет строго определенного состава. Тем не менее, ее состав можно представить условной формулой. Для положительного золя иодида серебра формула мицеллы имеет вид
Рис.28. Строение
мицеллы
отрицательного золя иодида серебра
где m– количество частиц, входящих в состав агрегата,n– количество потенциалопределяющих ионов,
x– количество противоионов в диффузионном слое.
Число противоионов, входящих в адсорбционный слой, определяется из условия электронейтральности мицеллы.
3.4. Факторы, влияющие на электрокинетический потенциал
Электрокинетический потенциал – важнейшая характеристика ДЭС: он определяет возможность и скорость относительного перемещения дисперсной фазы и дисперсионной среды, интенсивность электрокинетических явлений, устойчивость золей. Поэтому весьма важно рассмотреть влияние на него различных факторов.
Величина -потенциала зависит от величины0-потенциала (поскольку-потенциал – часть поверхностного потенциала) и толщины ДЭС: чем выше0-потенциал и шире ДЭС (чем больше противоионов сконцентрировано в диффузионной части), тем больше-потенциал.
На величину -потенциала влияют:
температура;
добавки электролитов;
рН среды;
природа дисперсионной среды.
3.4.1 Влияние температуры
С ростом температуры, с одной стороны, усиливается диффузия противоионов, ДЭС расширяется, -потенциал по абсолютному значению возрастает; с другой стороны – усиливается десорбция потенциалопределяющих ионов,0-потенциал уменьшается, а, следовательно, уменьшается и-потенциал. В зависимости от того, какая составляющая преобладает,-потенциал может либо возрастать, либо убывать. Вопрос о том, как будет изменяться-потенциал с изменением температуры, должен решаться отдельно для каждой коллоидной системы с учетом ее индивидуальных особенностей. Как правило, доминирует первая составляющая.