Коагуляція та седиментація

Стійкість золя можна порушити, усунувши однойменний заряд колоїдних частинок і захисну гідратну оболонку. На межі поділу колоїдна частинка – середовище встановлюється дві рівноваги:

протийони в колоїдній частинці L протийони в середовищі (1)

вода в колоїдній частинці L вода в середовищі (2)

Якщо змістити рівновагу (1) вліво, то збільшиться число протийонів в колоїдній частинці і зменшиться її заряд. Зменшення заряду частинки призведе, в свою чергу, до зменшення числа молекул води в гідратній оболонці колоїдної частинки, тобто до зміщення рівноваги (2) в праву сторону. Стійкість колоїдної системи порушиться. За деяких умов число протийонів в колоїдній частинці може стати таким, що їх заряд повністю нейтралізує заряд потенціалвизначаючих йонів, тобто колоїдна частинка стане незарядженою. При цьому -потенціал дорівнює нулю. Такий стан колоїдної частинки називається ізоелектричним. Гідратна оболонка частинки в ізоелектричному стані значною мірою зруйнована. Колоїдні частинки не захищені і при зіткненнях злипаються, укрупнюються.

Процес укрупнення частинок – втрату агрегативної стійкості золю називають коагуляцією. Коагуляція золю призводить до втрати його кінетичної стійкості, яка виражається в утворенні осаду. Цей процес називається седиментацією.

Оскільки головною умовою стійкості колоїдних розчинів є електричний заряд, остільки і основним методом їх коагулювання є різні прийоми зняття їх зарядів. Найчастіше з цією метою користуються дією на колоїдний розчин електролітів.

Додавання до колоїдного розчину електроліту призводить до збільшення концентрації протийонів в усіх шарах, в тому числі і в шарі адсорбційних протийонів, що веде до зменшення ξ (дзета) – потенціалу. Коагулюючою частиною електроліту є той йон, який несе заряд, обернений заряду колоїдної частинки. Наприклад, для коагуляції гідрозоля ферум(ІІІ) гідроксиду, частинки якого мають позитивний заряд, коагулюючим йоном електроліту є його аніон.

Найменша концентрація електроліту, що спричиняє коагуляцію за певний проміжок часу і виражена в мілімоль на 1 л (ммоль/л), називається порогом коагуляції.

Величина заряду коагулюючого йона обумовлює поріг коагуляції.

Коагулююча дія електроліту зростає із збільшенням заряду йона, знак заряду якого обернений знаку заряду колоїдної частинки (правило Шульце-Гарді).

Спричинити коагуляцію золю може також додавання до нього іншого золю з протилежним зарядом колоїдних частинок. В цьому випадку коагуляцію називають обопільною, оскільки коагулюють обидва золі.

Дата добавления: 2015-05-24