Строение коллоидных частиц и правила их записи

Согласно общепринятой мицеллярной теории строения коллоидных растворов, золь состоит из двух частей: мицелл и интермицеллярной жидкости. Мицелла – это структурная коллоидная единица, т.е. частица дисперсной фазы, окруженная двойным электрическим слоем. Интермицеллярной (т.е. межмиццелярной) жидкостью называют дисперсионную среду, разделяющую мицеллы, в которой растворены электролиты, неэлектролиты и ПАВ, являющиеся стабилизаторами коллоидной системы. Частицы дисперсной фазы лиофобных золей имеют сложную структуру, которая зависит от условий получения золей.

Предположим, что золь иодида серебра в ходе химической реакции между KNO₃ и KI. При этом основу коллоидных частиц составят микрокристаллы труднорастворимого AgI, включающие в себя m молекул AgI (а точнее, m пар ионов Ag⁺ и I^-). Эти микрокристаллы называются агрегатами. Если реакция протекает в присутствии избытка иодида калия, то на поверхности агрегата возникает отрицательно заряженный слой в результате избирательной адсорбции n ионов I^–. Ионы иодида в таком случае являются потенциалобразующими (сокращенно ПОИ). Агрегат вместе с потенциалобразующими ионами является частицей твердой фазы и его называют ядром. Под действием электростатических сил к ядру притягивается число n ионов противоположного знака – противоионов, компенсирующих заряд ядра. В данном случае эту роль выполняют ионы K⁺. Часть противоионов (n–x), наиболее близко расположенных к ядру, находится в слое жидкости, смачивающем поверхность твердого ядра. Эти ионы испытают действие не только электростатических, но и Ван-дер-ваальсовых сил ядра, поэтому прочно удерживаются около него и образуют так называемый адсорбционный слой противоионов. Остальные х противоионов, слабее связанных с ядром (только электростатически), под влиянием теплового движения располагаются в жидкой фазе диффузно (т.е. размыто), почему и носят название диффузного слоя. Всё это образование вместе и является мицеллой. Мицеллы золей электронейтральны.

Структуру мицеллы можно изобразить схемой (рис.6) и записать в виде формулы:

Рис 6 Схема строения мицеллы золя иодида серебра с отрицательно заряженными частицами

Где m-число молекул, входящих в состав агрегата; n-число потенциалобразующих ионов; (n-x) – число протовоионов, входящих в адсорбционный слой; х- число протовоионов, образующих диффузный слой. Числа m, n, и х могут меняться в широких пределах в зависимости от условий получения и хранения золей. Обычно m>>n. Ядро вместе с адсорбционным слоем образует собственно коллоидную частицу или гранулу. В отличие от электронейтральной мицеллы коллоидная частица имеет заряд, в данном случае отрицательный (х-). Граница между коллоидной частицей и диффузным слоем носит название границы (или поверхности) скольжения. В формуле мицеллы этой границе соответствует фигурная скобка между адсорбционным и диффузным слоями. Граница разрыва обозначает ту геометрическую поверхность, по которой происходит разделение (разрыв) мицеллы на коллоидную частицу и диффузный слой в случае её перемещения относительно дисперсионной среды (например, при участии мицеллы в броуновском движении или при движении под действием электрического поля).