Частные случаи электролитной коагуляции
Гетерокоагуляциянаблюдается при смешивании золей с разноименно заряженными частицами.
Механизм: при перекрывании двойных слоев коллоидных частиц с разными знаками происходит электростатическое притяжение и быстрая агрегация золя.
Наиболее полно взаимная коагуляция происходит тогда, когда заряды коллоидов, противоположные по знаку, равны между собой. Явление взаимной коагуляции играет важную роль в процессах образования почв, очистки воды и т.п.
Так, взаимная коагуляция применяется при осветлении плодово-ягодных экстрактов. Осветление, как полагают, происходит вследствие взаимодействия положительно заряженных коллоидных частичек сока с коллоидными отрицательно заряженными частицами бентонита, вводимого в систему.
Коагуляция смесью электролитовимеет большое практическое значение, т.к. в любых растворах всегда есть смесь электролитов.
С2,%
100 2
50 100 С1, %
1. аддитивность коагулирующего действия
2. антогонизм (для начала быстрой коагуляции требуется смеси больше, чем для каждого электролита в отдельности) это может быть при взаимодействии электролитов между собой.
3. синергизм электролитов – при более эффективном действии смеси.
Коллоидная защита
Коллоидная защита – повышение агрегативной устойчивости лиофобных золей (увеличение γ и неподчинение правилу Шульце-Гарди).
Обычно проявляется в присутствии белков, углеводов и т.д.
Количественно выражается защитным числом – мг сухого вещества (ВМВ), защищающего 10 мл золя от коагуляции при добавлении к нему 1 мл 10% раствора NaCl.
Оно может быть «золотым» (золь золота), «железным», «оловянным» и т.д.
Наиболее сильное действие наблюдается у желатина, казеина (0,01 – 0,1 г), более слабый – крахмал, декстрин (20-45).
Механизм:
Макромолекулы ВМС адсорбируются на поверхности частиц, создавая адсорбционно-сольватные слои, которые повышают лиофильность коллоидных частиц, они обеспечивают большое расклинивающее давление при сближении двух частиц.
Защитное действие усиливается, если в адсорбционном слое образуется гелеобразная структура.
Этот принцип коллоидной защиты используется при получении колларгола, золей серебра, золота. Белки крови защищают капельки жиров холестерина от коагуляции. Ослабление защитной функции ведет к отложению холестерина на стенках сосудов, образованию камней в почках.
К лаб.практикуму:
Обычно в лабораторном практикуме для изучения закономерностей электролитной коагуляции используют гидрозоль Fe(OH)3. Золь синтезируют методом химической конденсации - гидролизом хлорида железа при длительном его кипячении. При этом происходит изменение окраски раствора: жёлтый цвет истинного раствора FeCl3 переходит в оранжевый – цвет коллоидного раствора (золя) Fe(OH)3:
FeCl3 + 3H2O = Fe(OH)3¯ + 3HCl
Реакция гидролиза FeCl3 идет интенсивно с образованием высокодисперсных практически нерастворимых в воде частиц Fe(OH)3.
Агрегативная устойчивость такого золя обеспечивается ионным фактором устойчивости. Потенциалопределяющими (неиндифферентными) ионами при данном методе получения золя являются ионы Fe(ОН)2+, противоионами - ионы Cl- и формула мицеллы золя имеет вид:
{m[Fe(OH)3] nFe(ОН)2+ (2n-x)Cl-}х+ xCl-
1агрегат3
1ядро мицеллы3
1коллоидная частица43
14444 мицелла44443
Здесь m обозначает число ионных пар Fe(OH)3, образовавших твердую фазу (агрегат); n – число адсорбированных потенциалопределяющих ионов железа (III); 2n – общее число противоионов, необходимое для компенсации заряда потенциалопределяющих ионов; х – число противоионов, перешедшее из адсорбционного слоя противоионов в диффузионный слой. Таким образом, электростатический заряд, обеспечивающий j0-потенциал, в данном случае равен «2n+», а электрокинетический потенциал – «+х».
В процессе коагуляции золя Fe(OH)3 образуются сравнительно небольшие по размерам седиментационно - устойчивые агрегаты. Что приводит к повышению светорассеяния системы и, соответственно, - к увеличению её оптической плотности. Поэтому исследование коагуляции в данном случае удобнее всего проводить с помощью турбидиметрического метода, измеряя оптическую плотность растворов золя (см. раздел 6.2).
Большой адсорбционной способностью обладают молекулы поверхностно-активных веществ. Адсорбируясь на поверхности агрегата, эти вещества образуют адсорбционный слой, состоящий из ориентированных молекул. Если молекулы ПАВ диссоциируют при этом на ионы, то у поверхности частицы возникает двойной электрический слой. Строение мицеллы рассмотренного выше полистирольного латекса может быть изображено следующей формулой:
{m[полистирол] nRCOO- (n-x)Na+}x- xNa+
Лекция 12
Дата добавления: 2016-07-27; просмотров: 2039;