Коагулация на lyophobic колоиди

Както е показано по-горе, lyophobic колоиди са термодинамично нестабилни системи, които съществуват поради стабилизиране поради образуването на електрическата двоен слой. Промяна на състоянието на DES следователно може да доведе до загуба на общата стабилност - слепващи частици по-големи единици, т.е. Сол коагулация. Коагулацията золове могат да бъдат причинени от различни фактори: прибавяне на електролити, чрез нагряване или замразяване, чрез механично действие и т.н. Най-важният фактор в коагулацията и изследвани хидрофобни колоиди е влиянието върху тях на електролитни разтвори.

Коагулация на золи електролити установени редица емпирични закономерности.

1. За да започнете коагулация на зола се изисква определена минимална концентрация на електролита, наречена праг коагулация # 947;.

2. коагулиращ ефект е, че на електролитни йони с такса обратна на заряд на колоидни частици, където действието на йон коагулация е по-силен, по-голямата си заряд (обикновено Schulze - Hardy правило или валентна). Прагове коагулация двойно заредени йони около един порядък, и тройно - два порядъка по-малко от тези за индивидуално заредени йони. Valence правило има приблизителен характер и е валидна само за неорганични йони; Някои единично заредени органични йони имат по-мощен коагулиращ ефект от двойно заредени неорганични йони, поради тяхната силна специфична адсорбционност.

3. редовете на неорганични йони, които имат същите увеличава заряд коагулация действие с намаляване хидратни йони; например, в серия от единични заредена катиони на алкални метали се увеличава коагулация действие от литиев до рубидий:

# 947; (Li +)> # 947; (Na +)> # 947; (К +)> # 947; (Rb +)

Series, в които са групирани в възходящ или низходящ коагулиращият действие на йоните с една и съща такса, наречена лиотропни серия.

4. утайките, получени след коагулацията золове електролити, винаги има йони причина коагулация.

5. Когато коагулация на золове от смеси на електролити възниква независимо от тяхната относително редки (добавка) действие; обикновено се осъществява взаимно засилване или отслабване на действието на коагулиращ (синергизъм или антагонизъм на йони).

Механизмът и кинетиката на коагулация на золи от електролити

Необходимо за коагулацията на частиците на дисперсната фаза пречи на сближаване, както е показано по-горе, имаща електростатично отблъскване на подобни такси на колоидни частици и противойони и взаимодействие солватни черупки дифузен слой противойон. При добавяне към адсорбцията на разположение равновесие зол електролитен разтвор - десорбция противойони между адсорбция и дифузионни слоеве се измества към адсорбцията поради увеличаване на дисперсионна среда концентрация на йони, които имат заряд обратна на заряд на ядрото (йони от същия заряд в равновесие на адсорбция - десорбция не са включени). Адсорбция на допълнителни противойони намалява заряд на колоидни частици, намаляване на броя на противойони дифузия слой (дебелина намаляване DES), и следователно да се намали агрегатно стабилност на зола. При достигане на определена граница отговаря на колоидни частици са в състояние да се обърне и комбиниране в по-големи агрегати поради ван дер Ваалс сили; С други думи, има коагулация на Сол.

Очевидно е, че тъй като адсорбцията на многократно зарежда противойони колоидни частици намалява по-бързо от адсорбцията на същия брой единични заредена противойони; адсорбционност на неорганични йони с увеличаване на такса също се увеличава. Последицата от това е фактът, че праговата стойност за коагулация на неорганични йони ще бъде по-малък повече заряд йон - коагулант (коагулация прагова стойност # 947; е обратно пропорционална на заряд йон - коагулант в шестата степен на Z 6).

зол на процеса на коагулация характеризира с определен размер на скоростта на коагулация, която може да се дефинира като промяна в броя на колоидни частици за единица обем за единица време. Скоростта на коагулация на електролита зол зависи от концентрацията на зола, и концентрацията на електролити. Типичната форма на кривата на коагулация (концентрация зависимост от съотношението на колоидни частици п първоначалната си концентрация на NO от време т) и кривата на скоростта коагулация V на концентрация от електролит С е показана на фигури 4.10-4.11. На крива OABV (фиг. 4.11) OA интервал съответства на период латентна коагулацията. при което золът запазва своята стабилност. В точка А, когато С1 започва концентрация електролит очевидно коагулация; за увеличаване на скоростта на коагулация сайт АВ бързо с увеличаване на концентрацията на електролита. В BV скорост част коагулация остава постоянно; това се дължи на факта, че когато стойността на концентрацията на електролита C2 # 950; -potential става нула; където скоростта на коагулация достига максималната скорост.

Фиг. 4.11 Зависимост на скоростта на коагулация на концентрацията.

Фиг. 4.10 коагулация крива.

Взаимно коагулация на золове

Коагулацията зол може да бъде причинено от неговото взаимодействие с друга зол чиито частици имат противоположен заряд. По този начин, смесване на сол на желязо хидроксид, който частиците имат положителен заряд, отрицателно зареден зол арсен сулфид причинява тяхното взаимно коагулация:

В този случай, коагулацията се дължи на факта, че колоидни частици от един вид са обаче много големи размножават заредени йони - коагуланти за частици от друг вид. Взаимното коагулация на колоидни системи може да се наблюдава, когато золни частици имат подобни такси; в този случай причина за загубата на стабилност на золове е силно специфичен адсорбция йон - система стабилизатор повърхността на колоидни частици от друга система.

Стареене золи и peptization

Термодинамична нестабилност lyophobic колоидни системи е причина за стареенето золове - спонтанно коагулация (avtokoagulyatsii) золове. Avtokoagulyatsiya золи е много по-бавно, отколкото коагулация на електролити; така златни золи могат да се съхраняват в продължение на десетилетия, без никакви видими промени. Една от основните причини за стареенето е бавно золи ангажира ядро ​​процес материал рекристализация.

Peptization (разбивка) е процес на разделяне на зол да коагулира (коагулат) в първични частици - процес срещу коагулация. Peptization е възможно само, когато структурата на частици в коагулата не се променя в сравнение с оригинала (т.е., когато се наблюдава пълните частици снаждане и са свободно свързани един с друг). Разграничаване между преки и косвени peptization. Директното peptization се осъществява чрез прибавяне на електролит коагулира съдържащ потенциал йон; в резултат на неговата специфична адсорбция върху повърхността на частиците на дисперсната фаза на зареждане се увеличава отново, дебелината на електрически двуслойни увеличава. Това води до факта, че между частиците отблъскващи сили започват да имат предимство пред силите на привличане; Това се случва, разделянето - разпадане преди това образувания единица на агломерирани частици. Медиирано добавяне на peptization причинени по същество химично взаимодействие, което води до освобождаването на потенциални Определящи йони с коагулат повърхност. Например, коагулиран зол на железен хидроксид (III) може да бъде peptized чрез добавяне на или сол на желязо (директно peptization) или солна киселина (медиирана peptization).