Наибольший теоретический и практический интерес представляет коагуляция гидрофобных золей электролитами. Какие процессы лежат в основе электролитной коагуляции?

Укажите примеры воздействий на дисперсные системы, которые могут снизить их агрегативную и седиментационную устойчивости, а также вызвать протекание структурных и химических превращений с участием веществ, образующих дисперсную фазу и дисперсионную среду.

Как отмечалось ранее, изучение устойчивости дисперсных систем – это одна из самых важных и сложных проблем коллоидной химии. Выше были рассмотрены факторы, обеспечивающие стабильность во времени основных параметров дисперсных систем – дисперсности и равновесного распределения дисперсной фазы в дисперсионной среде. Приведите примеры, в которых стабилизация дисперсных систем является нежелательным явлением.

Зачастую образование коллоидных систем является нежелательным явлением, с которым приходится бороться. Так, при проведении многих технологических процессов имеет место пенообразование, которого стремятся избежать, например, в процессе очистки воды, при производстве лекарственных препаратов и т. п. Пенообразование чаще всего является результатом присутствия в системе примесей различных ПАВ; следовательно, образуется лиофильная коллоидная система, которая трудно поддается разрушению. (Вспомните, что понимают под терминами лиофильные и лиофобные системы. Приведите критерий лиофильности, который предложил Ребиндер.) Широко распространено также явление нежелательного образования устойчивых дисперсных систем типа Т-Ж. Самопроизвольное диспергирование глин в воде является примером образования стабильного лиофильного коллоида. Лиофобная высокодисперсная суспензия гидроксида железа, которая подлежит коагуляции, формируется при электроочистке воды. Процессы коагуляция широко используется в современной медицине для остановки кровотечения, удаления опухолей, соединения тканей и др.

Среди таких воздействий можно выделить:

- ^ Изменение состава дисперсной системы (разбавление, концентрирование, введение электролитов и иных веществ).

- Механическое воздействие (интенсивное встряхивание, растирание, перемешивание, ультразвуковое воздействие, центрифугирование, действие магнитного поля и др.).

- Тепловое воздействие (нагревание или охлаждение).

- ^ Действие излучений (рентгеновское, видимое, ультрафиолет, радиочастотное).

Указанные воздействия обычно одновременно нивелируют несколько факторов устойчивости дисперсных систем. (Подумайте, на какой фактор устойчивости будет в наибольшей степени влиять каждое из воздействий в случае а) мыльной пены, б) геля желатина, в) крови человека, г) золя оксогидроксида железа?)

Как Вы помните, для большинства гидрофобных золей основным фактором, обеспечивающим их стабильность (наряду с гидратной оболочкой), является наличие одноименного заряда у частиц дисперсной фазы. Введение электролитов в гидрозоли может приводить к уменьшению или полной нейтрализации заряда коллоидных частиц, что ослабляет их электростатическое отталкивание, способствует сближению и агрегации. Однако механизм электролитной коагуляции может быть различен. Было обнаружено, что электролиты существенно различаются по способности вызывать коагуляцию золей. По механизму изменения заряда коллоидных частиц электролиты делятся на индифферентные и неиндифферентные.

Индифферентными (от лат. indifferens – безразличный) являются электролиты, которые не способны прочно адсорбироваться на поверхности агрегата. Они вызывают концентрационную коагуляцию. Такая ситуация обычно реализуется, когда коллоидная частица имеет значительный заряд, а ионы, входящие в состав электролита, не являются идентичными с ионами, образующими адсорбционные слои. В этом случае основное действие вводимого электролита заключается, главным образом, в увеличении ионной силы дисперсионной среды. Согласно теории Дебая-Хюккеля это приводит к сжатию ионной атмосферы коллоидной частицы, что вызывает увеличение вероятности проникновения противоионов из диффузного слоя в адсорбционный. В результате данного процесса заряд коллоидной частицы, и, следовательно, z -потенциал уменьшается. (Что произойдет при этом с термодинамическим потенциалом (j-потенциалом)?)

Электролиты являются неиндифферентными по отношению к данному гидрозолю, если они способны прочно адсорбироваться на поверхности агрегата, либо за счет достройки кристаллической решетки (Сформулируйте правило Панета-Фаянса!), либо за счет замещения потенциалопределяющих ионов. Очевидно, что это приведет к изменению как z -, так и j -потенциалов. Данный механизм реализуется лишь тогда, когда заряд коллоидной частицы невелик. При этом может происходить нейтрализация заряда коллоидной частицы, поэтому коагуляцию называют нейтрализационной или адсорбционной. (В каких случаях введение неиндифферентного электролита может привести к повышению устойчивости золя?)

Дата добавления: 2014-01-04