Coagularea coloizilor lyophobic

Așa cum sa arătat mai sus, coloizii lyophobic sunt sisteme instabile termodinamic care există datorită stabilizării datorită formării stratului dublu electric. Schimbarea statutului DES, prin urmare, poate duce la o pierdere a stabilității agregate - particule antiaglomeranți la unități mai mari, adică sol de coagulare. coloizi de coagulare pot fi cauzate de diverși factori: adăugarea de electroliți, prin încălzire sau congelare, prin acțiune mecanică, etc. Cel mai important factor în coagularea și coloizi hidrofobe studiate este impactul asupra lor de soluții de electrolit.

Coagularea SOLS electroliți a stabilit o serie de regularități empirice.

1. Pentru a începe coagularea soluției este necesară o anumită concentrație minimă a electrolitului, numit prag de coagulare # 947;.

2. Efectul coagulante are cel de electroliți cu sarcină opusă acuzației de particule coloidale, în care acțiunea de coagulare a ionilor este mai puternică, cu atât mai mare încărcătura sa (de obicei, Schulze - regula Hardy sau valență). Praguri de coagulare cu sarcină dublă ioni de aproximativ un ordin de mărime, și triply - două ordine de mărime mai mică decât pentru o singură sarcină ioni. regula Valence are un caracter aproximativ și este valabilă numai pentru ionii anorganici; Unii ioni organici încărcați individual au un efect coagulant mai puternic decât ionii anorganici cu sarcină dublă datorită adsorbtivitatea lor specific puternic.

3. Șirurile de ioni anorganici care au aceleași creșteri de acțiune responsabile de coagulare cu scăderea ionilor hidratați; de exemplu, într-o serie de cationi singur încărcat de alcaline creșteri de acțiune a metalelor de coagulare de litiu la rubidiu:

# 947; (Li +)> # 947; (Na +)> # 947; (K +)> # 947; (Rb +)

Seria, în care sunt grupate în ordine crescătoare sau descrescătoare a acțiunii coagulant ionilor cu aceeași sarcină, numit seria liotropic.

4. Sedimentele obținute după coloizilor de coagulare electroliti, există întotdeauna ioni provoca coagulare.

5. Când coagularea coloizi prin amestecuri de electroliți are loc independent de relativ rare (aditiv) acțiunea lor; de obicei, are loc consolidarea reciprocă sau slăbirea acțiunii coagulant (sinergism sau antagonism de ioni).

Mecanismul și cinetica de coagulare a electroliți de soluri

Necesar pentru coagularea particulelor de fază dispersată, împiedică aproximarea, așa cum sa arătat mai sus, având repulsia electrostatică a sarcinilor identice ale particulelor și contraionii coloidal și interacțiunea cochiliilor solvat strat counterion difuz. Când a adăugat la soluția de electrolit sol disponibil echilibru adsorbție - contraioni de desorbtie între straturile de adsorbție și difuzie este deplasată spre adsorbție datorită unei creșteri a dispersiei concentrației medii de ioni având o sarcină opusă sarcina nucleului (ionii de aceeași sarcină în adsorbție de echilibru - desorbție nu sunt implicate). Adsorbția de contraioni suplimentari reduce încărcătura de particule coloidale, prin reducerea numărului de straturi de difuzie contraionilor (reducerea grosimii DES) și, în consecință, pentru a reduce stabilitatea agregativă a soluției. La atingerea unui anumit taxa limită particulele coloidale sunt capabile să se apropie și combinarea în agregate mai mari, din cauza forțelor van der Waals; Cu alte cuvinte, există o coagulare a soluției.

Este evident că, din moment ce adsorbția se multiplica încărcat contraioni particulele coloidale scade mai repede decât adsorbția același număr de contraioni singur încărcat; adsorbtivitatea ionilor anorganici cu creșterea de încărcare crește. Consecința acestui fapt este faptul că valoarea de prag pentru coagulare a ionilor anorganici va fi mai mic cu atât mai mult taxa de ioni - coagulant (valoare de prag de coagulare # 947; este invers proporțională cu încărcătura de ioni - coagulant în al șaselea grad de z 6).

Coloidală proces de coagulare caracterizat printr-o anumită dimensiune a vitezei de coagulare, care poate fi definită ca o modificare a numărului de particule coloidale per unitate de volum pe unitatea de timp. Rata de coagulare a electrolitului sol depinde de concentrația soluției, și concentrația de electroliți. Forma tipică a curbei de coagulare (dependența de concentrație a proporției particulelor coloidale n la concentrația inițială de NO din momentul t) și curba vitezei de coagulare V din concentrația de electrolit C este prezentată în Figurile 4.10-4.11. Pe curba OABV (Fig. 4.11) Intervalul OA corespunde coagulare latente perioadă. la care solul păstrează stabilitatea. La punctul A, atunci când C1 începe concentrația de electrolit coagulare evidentă; pe site-ul AB crește rata de coagulare rapidă, cu creșterea concentrației de electrolit. In BV viteza de coagulare porțiune rămâne constantă; acest lucru se datorează faptului că, atunci când valoarea concentrației electrolitului C2 # 950; -potential devine zero; în care viteza de coagulare atinge rata maximă.

Fig. 4.11 Dependența vitezei de coagulare a concentrației.

Fig. 4.10 Curba de coagulare.

coagulării reciprocă a coloizi

Sol de coagulare poate fi cauzată de interacțiunea cu celelalte particule ale căror coloidală au o sarcină opusă. Astfel, amestecarea unui sol de hidroxid de fier, care particulele au o sarcină pozitivă, o sulfura de arsen sol încărcat negativ determină coagularea reciprocă a acestora:

În acest caz, coagularea datorită faptului că particulele coloidale de un fel sunt totuși ioni foarte mari înmulțiți-încărcate - coagulanți pentru particule de un alt fel. Coagularea reciprocă a sistemelor coloidale pot fi observate atunci când particulele de sol au ca taxe; în acest caz, motivul pierderii stabilității coloizilor este un puternic ion adsorbție specifică - suprafața de stabilizator al sistemului de particule coloidale de un alt sistem.

Aging coloizi și peptization

instabilitate termodinamică lyophobic sisteme coloidale este cauza îmbătrânirii coloizi - coagulare spontană (avtokoagulyatsii) coloizilor. coloizi Avtokoagulyatsiya este mult mai lent decât coagularea electroliți; astfel încât coloizi de aur pot fi stocate timp de zeci de ani, fără modificări vizibile. Una din cauzele principale ale îmbătrânirii este lent coloizi comite proces de miez de material recristalizarea.

Peptization (dezagregate) este procesul de divizare a coloidală coagularii (coagulat) în particule primare - o coagulare opusă proces. Peptization este posibilă numai atunci când structura particulelor din coagulul nu se modifică în comparație cu originalul (adică, atunci când a avut loc particulele complet splicing și ele sunt slab cuplate unul cu celălalt). Distinge între peptization directă și indirectă. Peptization directă are loc prin adăugarea la coagula electrolit ce conține potențial de ioni; ca rezultat al adsorbției sale specifice pe suprafața particulelor fazei dispersate crește de sarcină din nou, grosimea electrice crește dublu strat. Aceasta conduce la faptul că forțele repulsive inter particule au început să prevaleze asupra forțelor de atracție; Aceasta se produce dezagregare - dezintegrarea unitate formată anterior particulelor aglomerate. adăugarea mediata de peptization cauzate în esență, interacțiune chimică care conduce la eliberarea ionilor potențiali care determină cu suprafață coagulum. De exemplu, un sol coagulată de hidroxid de fier (III) poate fi peptized prin adăugarea fie o sare de fier (peptization directă) sau acid clorhidric (peptization mediat).