Устойчивость и коагуляция коллоидных растворов

Коллоидные растворы вследствие их большой удельной поверхности являются термодинамически неустойчивыми системами. Однако, в присутствии электролита-стабилизатора они приобретают два вида устойчивости:

1. Кинетическая устойчивость – это способность дисперсной фазы длительное время находиться во взвешенном состоянии. Она обусловлена тепловым броуновским движением. В коллоидных системах скорость теплового движения превышает скорость оседания частиц дисперсной фазы.

2. Агрегативная устойчивость – способность системы сохранять определенную степень дисперсности длительное время. Она обусловлена двумя факторами:

· Электростатическим отталкиванием одноименно заряженных диффузных слоев

· Действием «расклинивающего» давления между диффузными слоями при столкновении мицелл.

Все факторы, снижающие заряд гранулы, уменьшают диффузный слой и, следовательно, уменьшают агрегативную устойчивость.

Агрегативная устойчивость уменьшается:

· При повышении концентрации коллоидного раствора

· При добавлении электролита, который содержит ионы такого же знака, что и противоионы. Увеличение концентрации противоионов приводит к проникновению их в адсорбционный слой и снижению заряда гранулы. Действие электролита на снижение агрегативной устойчивости золей усиливается при увеличении концентрации электролита, заряда и радиуса противоиона.

· При повышении температуры. Так как происходит десорбция родственных ионов с ядра гранулы, что приводит к снижению ее заряда.

· При изменении рН среды. Для положительных золей – увеличение рН, для отрицательных золей – уменьшение рН.

 

Снижение агрегативной устойчивости вызывает коагуляцию коллоидного раствора.

Коагуляция – это процесс укрупнения частиц дисперсной фазы путем их объединения. Коагулирующее действие электролита подчиняется правилу Шульце-Гарди:

· коагуляцию вызывают только те ионы, заряд которых противоположен заряду гранулы

· коагулирующее действие ионов возрастает с увеличением их зарядов.

Пример: Положительно заряженная коллоидная частица.

 

 

Заряд гранулы положительный, значит, коагуляцию вызывают отрицательные ионы, т.е. анионы.

Электролиты: KCl, MgSO₄, K₃PO₄. Анионы: Cl ^–, SO₄ ^2–, PO₄ ^3–. Максимальной коагулирующей способностью будет обладать электролит K₃PO₄, так как содержит анион с бóльшим зарядом.

Электролиты: KCl, KBr, KI. Анионы: Cl ^–, Br ^–, I ^–. Максимальной коагулирующей способностью будет обладать электролит KI, так как содержит анион с бóльшим радиусом.