СТРОЕНИЕ ЛИОФОБНЫХ ЗОЛЕЙ
Коллоидные системы, в которых дисперсной фазой является нерастворимое вещество, а дисперсионной средой − жидкость, называют золями. Структурной единицей дисперсной фазы является мицелла, − частица, состав которой зависит от условий получения золя. В качестве примера рассмотрим строение коллоидных частиц (мицелл) сульфата бария, полученного в реакции обмена между сульфатом калия и хлоридом бария: Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2 NaCl Для получения устойчивого золя необходимо, чтобы один из электролитов (Na2SO4 или BaCl2) присутствовал в избытке в качестве стабилизатора. В этих условиях нерастворимое вещество не выпадает в осадок, а переходит в коллоидное состояние – образуется золь. Нерастворимое вещество, образовавшееся в результате реакции, называют зародышем или агрегатом иобозначают m BaSO4. Коэффициент m указывает число частиц вещества. Написав уравнение диссоциации вещества, взятого в избытке, определяют природу потенциалопределяющих ионов (ПОИ), которые адсорбируются непосредственно на зародыше согласно правилу Пескова – Фаянса: на твердой поверхности преимущественно адсорбируются ионы, имеющие общую с данной поверхностью атомную группировку. Другой ион электролита называют противоионом (ПИ). Например, Na2SO4 = 2 Na+ + SO42- ПИ ПОИ Потенциалопределяющие ионы, которые адсорбируются на зародыше, обозначаются n SO42-. Зародыш с потенциалопределяющими ионами образуют ядро мицеллы. Часть противоионов адсорбируется непосредственно на ядре и составляет адсорбционный слой противоионов, его обозначают 2 (n-х) Na+. Ядро с адсорбционным слоем противоионов составляет гранулу мицеллы, или коллоидную частицу. Гранула имеет заряд, знак которого определяется знаком заряда потенциалопределяющих ионов, в данном случае его обозначают –2 х. Заряд гранулы нейтрализуется противоионами диффузного слоя, число которых составит 2 х Na+. Гранула вместе с диффузным слоем составляет мицеллу золя, которая не имеет заряда. Таким образом, схема строения мицеллы золя BaSO4, полученного в избытке Na2SO4, имеет вид: {[ m BaSO4] n SO42- 2 (n-х) Na+ }-2 х 2 х Na+ агрегат ПОИ адсорбционный диффузный слой ПИ слой ПИ { ← ядро → } { ← гранула → } { ← мицелла → }
Как следует из строения мицеллы BaSO4, на поверхности кристалла BaSO4 образовался двойной электрический слой (ДЭС). Потенциалопределяющие ионы адсорбционного слоя (n SO42-) образуют первый слой двойного электрического слоя, а все противоионы – его второй слой, ионы которого делятся на плотный адсорбционный слой Рассуждая подобным образом, можно записать формулу мицеллы в избытке BaCl2. Диссоциация BaCl2 = Ba2+ + 2 Cl- {[ m BaSO4 ] n Ba2+ 2 (n-х) Cl-}+2 х 2 х Cl- { ← гранула → } { ← мицелла → }
Мицеллы золей электронейтральны. Числа m, n, x изменяются в широких пределах в зависимости от условий получения золя. Ядро вместе с противоионами адсорбционного слоя образуют коллоидную частицу, или гранулу. В отличие от электронейтральной мицеллы коллоидная частица имеет заряд.
|