5. Изобразите формулы двух мицелл гидрозоля с, полученного из растворов веществ а и в в случае избытка вещества а или в. А (NaCl), в (kh2SbO4), с (NaH2SbO4).

NaCl+ KH₂SbO₄= NaH₂SbO₄+KCl

Избыток NaCl: {m[NaH₂SbO₄]*nNa⁺*(n-x)Cl^-}^x+*xCl^-

Избыток KH₂SbO₄: {m[NaH₂SbO₄]*nH₂SbO₄*(n-x)K⁺}^x-*xK⁺

6. Назовите среди следующих электролитов K₂SO₄, Mg(NO₃)₂, AlCl₃, Na₃PO₄ те, которым соответствует наибольший и наименьший пороги коагуляции золя ZnS, стабилизированного Na₂S. Изобразите графически, как эти элетролиты влияют на ζ-потенциал.

Наименьшая концентрация электролита, вызывающая коагуляцию за определённый короткий промежуток времени - порог коагуляции. Коагулирующая способность солей определяется ионом, имеющим знак заряда, противоположный знаку заряда коллоидной частицы и порог коагуляции очень быстро падает с увеличением валентности иона (правило Шульце-Гарди): C_k=const/z⁶, где С_к - концентрация электролита, вызывающая порог коагуляции; z – заряд противоиона. У ионов одинаковой валентности порог коагуляции снижается с увеличением объёма ионов. Ионы трёхвалентных металлов при добавлении их к золю во все возрастающих концентрациях ведут себя особым образом: видно из рис. 2, по мере возрастания концентрации электролита вначале имеет место резкое падение отрицательного значения ζ-потенциала, исчезновение потенциала в 0 точке, а затем изменение знака заряда, сопровождающееся сначала повышением положительного значения ζ-потенциала, а затем его понижением при дальнейшем увеличении концентрации электролита. Такое чередование коагуляции с её отсутствием и получило наименование «неправильных рядов».

{m[ZnS]*nS^2-*2(n-x)Na⁺}^2x-*2xNa⁺ - отрицательно заряженная колл частица.

По мере уменьшения порога коагуляции: Na⁺>K⁺>Mg²⁺. Al³⁺ - неправильный ряд.

Билет 5

1. Седиментационный анализ в центробежном поле как метод оценки размеров коллоидных частиц и макромолекул полимеров.

Седиментация в центробежном поле используется для изучения коллоидных систем и растворов полимеров; центробежные ускорения достигают до 10⁵-10⁶ g и реализуются в ультрацентрифугах с частотой вращения ротора до нескольких десятков тысяч об/мин.

Отношение скорости седиментации к центробежному ускорению (константа седиментации) — важная молекулярно-кинетическая характеристика системы. Она зависит от массы и формы частиц фазы или молекулярной массы макромолекул. Единицей константы седиментации является сведберг, обозначаемый в литературе как большое латинское S. (10^-13 секунд =1 S (1 Сб).)

Скорость седиментации: ,где – относительная масса, х – расстояние от частицы до оси вращения центрифуги; ω – угловая скорость вращения центрифуги: ; n – число оборотов в минуту, В – коэффициент Стокса: .

Разделим переменные и проинтегрируем:

, , .Получим:

где х_о и х – расстояние от оси вращения до уровня коллоидной системы в пробирке в начальный момент времени и момент времени τ.

Это уравнение позволяет определить радиус частицы:

Диапазон размеров частиц, при котором можно использовать центрифугальный метод определения дисперсного состава, составляет 0,05-1 мкм.

В современных ультрацентрифугах обеспечивается скорость вращения ротора до 75000 об/мин. За оседанием частиц наблюдают с помощью специальных оптических устройств.

Существует два метода контроля системы на разных расстояниях от оси вращения:

1. Скорость седиментации оценивают по изменению со временем градиента показателя преломления, пропорционального концентрации вдоль вращающейся кюветы («шлирен-метод»)

2. По оптической плотности растворов.

В качестве регистрирующих устройств в некоторых центрифугах используются фотопластинки.