Вопросы для самоконтроля по теме: «Изучение коагуляции

Вопросы для самоконтроля по теме: «Изучение коагуляции золей»
1. Каково строение мицеллы? Напишите формулу мицеллы золя с положительно и
отрицательно заряженной частицей.
Мицеллы (уменьшительное от лат. mica - частица, крупинка) — частицы в коллоидных
системах, состоят из нерастворимого в данной среде ядра очень малого размера, окруженного
стабилизирующей оболочкой адсорбированных ионов и молекул растворителя. Например,
мицелла сульфида мышьяка имеет строение:
{m(As2S3) •nHS−•(n-x)H+}x-•хН+
As2S3 – ядро мицеллы; nHS− - потенциалопределяющий ион; (n-x)H+ - противо-ион;
Средний размер мицелл от 10−5 до 10−7см.
К мицеллам относят также частицы в растворах поверхностно-активных веществ
(ПАВ), называемых лиофильными коллоидами. Например, мицеллы додецилсульфата в воде.
Мицеллы могут существовать в состояниях с различными равновесными структурами
и в различных внешних формах, устойчивых при различных концентрациях ПАВ в
мицеллярном растворе. Такая способность мицелл называется полиморфизмом мицелл.
2. В чем заключается явление коагуляции?
Коагуляция – объединение мелких частиц дисперсных систем в более крупные под
влиянием сил сцепления с образованием коагуляционных структур.
Коагуляция – физико-химический процесс слипания коллоидных частиц.
Коагуляция ведёт к выпадению из коллоидного раствора хлопьевидного осадка или к
застудневанию. Коагуляция – естественный, самопроизвольный процесс расслаивания
коллоидного раствора на твёрдую фазу и дисперсионную среду. Таким образом, дисперсная
система стремится достигнуть состояния минимальной энергии.
3. Лиофобные и лиофильные коллоиды.
Лиофильные и лиофобные коллоиды, коллоидные системы, различающиеся по
интенсивности молекулярного взаимодействия веществ дисперсной фазы и жидкой
дисперсионной среды. В лиофильных коллоидах частицы дисперсной фазы интенсивно
взаимодействуют с молекулами окружающей их жидкости. Поверхность частиц сильно
сольватирована и удельная свободная поверхностная энергия (поверхностное натяжение) на
границе раздела фаз чрезвычайно мала. Лиофильные коллоиды образуются в результате
самопроизвольного диспергирования крупных кусков твёрдого тела или капель жидкости на
мельчайшие коллоидные частицы, или мицеллы. Лиофильные коллоиды термодинамически
устойчивы и поэтому не разрушаются во времени при сохранении условий их возникновения.
К лиофильным коллоидам относятся т. н. критические эмульсии, т. е. эмульсии,
возникающие вблизи критической температуры смешения двух жидкостей; коллоидные
дисперсии мицеллообразующих поверхностно-активных веществ (мыл, некоторых
органических пигментов и красителей), водные дисперсии бентонитовых глин.
В лиофобных коллоидах частицы дисперсной фазы слабо взаимодействуют с
окружающей средой. Межфазное натяжение в таких системах довольно велико (не ниже
нескольких десятых долей мн·м-1 (дин·см-1) при комнатной температуре). Вследствие
избытка свободной поверхностной энергии они термодинамически неустойчивы, т. е. всегда
сохраняют тенденцию к распаду. При распаде лиофобного коллоида происходит укрупнение
коллоидных частиц (коагуляция), которое сопровождается уменьшением свободной энергии
системы. Агрегативная устойчивость любого лиофобного коллоида носит временной
характер; она обусловлена наличием стабилизатора — вещества, адсорбирующегося на
поверхности частиц (капель) и препятствующего их слипанию (слиянию). Типично
лиофобные коллоиды — гидро- и органозоли металлов, окисей, сульфидов, предельно
высокодисперсные эмульсии (кроме критических), латексы.
4. Защита гидрозолей от электролитной коагуляции.
Для предотвращения агрегации частиц и защиты гидрозолей от коагулирующего
действия применяют ВМС и коллоидные ПАВ, растворимые в воде, например, белки, мыла,
крахмал, декстрин. Их стабилизирующее действие основано на образовании на поверхности
частиц дисперсной фазы адсорбционных гелеобразных пленок и связано с уменьшением
межфазного натяжения, так и со структурно-механическими свойствами поверхностных
слоев.
5. Правило Шульце-Гарди:
Коагулирующий ион имеет заряд, противоположный коллоидной частицы, и чем он
больше, тем больше его коагулирующее действие.