Строение коллоидной частицы

В основе мицеллы лежит нерастворимое в данной дисперсионной среде ядро. Поверхность ядра адсорбирует из окружающей среды ионы. Эти ионы называются потенциалообразующими, так как сообщают частице определённый заряд. Например для золя гидроокиси железа потенциалообразующим ионом будет хлорокись железа FeOCl образующая по уравнению

Fe(OH)₃ + HCl = FeOCl + 2H₂O

FeOCl = FeO⁺ + Cl^-

Катионы FeO⁺ адсорбируются на поверхности ядра, заряжая его положительно.

Катион FeO⁺ сообщает частице положительный заряд, а в растворе находятся ионы Cl^- -противоионы. Они испытывают действие двух сил:

- электростатическую, притягивающую их к ядру (адсорбционную);

- диффузионную, стремящуюся их рассеять.

В соответствии с этим ионы Cl^- образуют плотный адсорбционный слой на ядре и диффузионный слой – ионную атмосферу частицы. Совокупность адсорбционного и диффузионного слоёв представляет собой двойной электрический слой. Ядро с адсорбционным слоем образует гранулу, а система, состоящая из гранулы и диффузионного слоя, называется мицеллой.

Рис. 10. Строение коллоидной частицы гидроксида железа.

Рассмотрим двойной электрический слой:

При диффузионном строении слоя потенциал твердой частицы компенсируется частично, так как около неё удерживается неподвижным слоем жидкости только часть противоионов. На границе подвижного и неподвижного слоёв возникает разность потенциалов – это, так называемый, электрокинетический потенциал. Следовательно, электрокинетический потенциал есть разность потенциалов на границе неподвижного (адсорбционного) слоя жидкости и подвижного (диффузионного).

Рис.11. Структура двойного электрического слоя:

а – адсорбционный слой; б –диффузное строение слоя.

Полное падение потенциала на границе, твёрдое вещество – растворённое до нулевого значения соответствует максимальной разности потенциалов твёрдого вещества и всех противоионов вместе взятых. Это термодинамический потенциал.

В вопросах очистки воды дзета-потенциал имеет большое значение. При разрушении дисперсных систем с помощью коагулянта происходит снижение дзета-потенциала до критической величины, то есть до изоэлектрического состояния коллоидной частицы.

Коагуляция электролитами наступает в результате сжатия диффузионного слоя, за счёт увеличения концентрации противоионов в диффузионном слое.

Таким образом, дзета-потенциал является мерой устойчивости коллоидных систем.

Если граница диффузионного слоя совпадает с границей адсорбционного, электрокинетический дзета-потенциал равен нулю. Это изоэлектрическая точка золя.