Влияние индифферентных и неиндифферентных электролитов на электрокинетический потенциал и заряд коллоидных частиц. Перезарядка частиц

По действию элементы делятся на 2 группы:

1. Индифферентные электролиты – это электролиты, которые не содержат ионы, входящие в состав твердой частицы, или изоморфные ионы (не могут достроить решетку). Ионы этих элементов не влияют на скачок потенциала на границе раздела фаз и на плотность поверхностного заряда. Такие элементы оказывают влияние на эффективную толщину ДЭС. Если в состав элемента входят противоионы, то добавление элемента вызывает сжатие ДЭС и изменение его толщины. При вводе дополнительных ионов одного знака с противоионами значительную роль играет их адсорбционная способность, которая повышается с увеличением размеров и валентности ионов.

При ионной адсорбции выполняется ряд закономерностей:

1) При одинаковом заряде ионов их адсорбционная способность увеличивается по мере увеличения их ионного радиуса. Эта закономерность объясняется тем, что, чем больше размер иона, тем слабее он гидратируется водой.

Гидратная оболочка иона уменьшает его притяжение к противоположному иону на твердой поверхности. По способности к адсорбции катионы одно- и двухвалентных металлов располагаются так (лиотропный ряд):

Li< Na< K< Rb< Cs;

Mg< Ca< Sr< Ba.

Для однозарядных анионов возрастание адсорбции происходит в следующем порядке:

Clֿ < Brֿ < NO3ֿ < Iֿ < NCSֿ.

2) Адсорбционная способность ионов повышается при увеличении их заряда, т.к. при этом увеличивается их электростатическое притяжение к соответствующим ионам на твердой поверхности:

K<< Ca<< Al<< Th.

Крупные многовалентные ионы могут вызывать сжатие ДЭС и, кроме того, проникать в слой потенциалопределяющих ионов и применять знак ζ-потенциала. Этот эффект называют перезарядкой. Перезарядка вследствие адсорбции многовалентных ионов ведет к изменению знака электрокинетического потенциала, однако скачок потенциала на границе раздела фаз сохраняет свою величину и знак.

Рис.

Подпись к рис.:

Изменение потенциала ДЭС в зависимости от расстояния от заряженной поверхности. В исходной системе (кривая 1) и при перезарядке дисперсных частиц в результате адсорбции многовалентных ионов (кривая 2).

2. Неиндифферентные электролиты – электролиты, содержащие ионы, способные достраивать кристаллическую решетку твердой фазы. Здесь возможны 2 варианта:

1) вводимые дополнительно ионы имеют одинаковый знак с потенциалопределяющими ионами. Тогда при небольшой концентрации элемента происходит повышение потенциала φо. Дальнейший рост концентрации приведет к сжатию диффузной части, вплоть до полного отсутствия диффузной части.

2) вводимые дополнительно ионы имеют знак противоионов. Тогда они вначале вызывают сжатие ДЭС, а при достаточно большой концентрации ведут к перезарядке поверхности.

Таким образом, подбирая соответствующие элементы, можно весьма эффективно регулировать электроповерхностные свойства дисперсных частиц.

Дата добавления: 2013-12-13