ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Специфические явления из "Очистка воды коагулянтами" В коллоидной химии накоплен богатый экспериментальный материал, относящийся к тем или иным частным вопросам коагуляции. Привлекая его в выборочном порядке, можно обосновать или опровергнуть фактически. любые, даже противоречивые теоретические представления. Поэтому к экспериментальному фонду следует относиться с большой осторожностью. [c.112] Наиболее серьезные ошибки в эксперименте возникают из-за использования авторами различных нестандартных способов приготовления и очистки (диализации) золей, методов физического и физико-химического анализа. В частности, степень агрегативной устойчивости золя Ре(ОН)з, часто являющегося объектом исследования при изучении механизма коагуляции, зависит от способа его приготовления [30]. Результаты определения ДП дисперсных частиц связаны со способом измерения их электрофоретической подвижности. [c.112] В сфере коагуляции такие специфические явления делятся, по Воюцкому il3, стр. 300], на четыре основные группы 1) явления неправильных рядов 2) антагонизм и синергизм ионов 3) привыкание 4) коллоидная заш,ита и сенсибилизация. В той или иной форме все названные явления имеют место при очистке воды коагулянтами и потому заслуживают внимательного рассмотрения. [c.113] Явление неправильных рядов состоит в том, что при постепенном добавлении к золю электролита происходит чередование зон устойчивости и неустойчивости частиц сначала наблюдается снижение устойчивости и коагуляция частиц, затем устойчивость возрастает и вновь понижается (рис. IV.3). Такое явление вызывают многовалентные катионы Fe + и АР+, большие ионы органических красителей и алкалоидов. [c.113] Одно из объяснений явления неправильных рядов состоит в следующем. При малых количествах электролита многовалентных коагулирующих ионов недостаточно, чтобы снизить ДП и довести его значение до критического. С увеличением концентрации электролит начинает проявлять коагулирующее действие (зона /, рис. IV.3). Значение ДП в этот момент находится в пределах между — ДПкр и +ДПкр. При дальнейшем росте концентрации многовалентных ионов ДП частиц сначала вновь становится выше критического (зона//), а затем уменьшается (зона III). Происходит концентрационная коагуляция золя. [c.113] Явление неправильных рядов может быть также объяснено действием не самих коагулирующих ионов, а продуктов их гидролиза — гидроокисей и основных солей. Действительно, в кислой среде, когда гидролиз АР+ и Fe + не происходит, даже весьма высокие концентрации катионов не способны вызвать перезарядку золей ]31]. [c.113] В слабокислой и слабощелочной средах формируются продукты гидролиза с высоким положительным зарядом и сильной способностью к перезарядке частиц золя. Наконец, в области высоких pH формирующиеся гидроксиды несут отрицательный заряд и перезарядка частиц не происходит. [c.114] Правильность точки зрения на роль гидролиза катионов алюминия и железа подтверждается результатами исследований по коагуляции водных примесей, на которых мы подробно остановимся в гл. VI и VII, а также тем обстоятельством, что перезарядка частиц золя может быть вызвана добавлением и двухвалентных коагулирующих ионов при условии, что они гидролизуются с образованием малорастворимых соединений [13, стр. 301]. [c.114] Антагонизм п синергизм. Поскольку в системе с жидкой дис-иерсионной средой присутствуют иопы-стабилизаторы, процесс коагуляции при добавке электролита даже в простейшем случае происходит под влиянием двух видов ионов. Если же средой является природная вода, содержащая разные электролиты, то приходится говорить о действии на дисперсную фазу смеси многих ионов. [c.114] В коагулирующем действии смеси электролитов различают три яв.чения аддитивность — когда электролиты действуют на золь независимо один от другого антагонизм — электролиты как бы противодействуют один другому и для коагуляции золя их требуется больше, чем при аддитивном действии синергизм — электролиты как бы помогают друг другу и для коагуляции их требуется меньше, чем в случае аддитивности. [c.114] По данныл работ [32, 33], отклонения в действии электролитов от аддитивности в ту или иную сторону (антагонизм и синергизм) являются следствием либо взаимного электростатического влияния коагулирующих попов в объеме раствора и в электрическом поле коллоидных частиц (для сильно заряженных золей), либо конкуренцией коагулирующих ионов за адсорбционные участки поверхности раздела. В некоторых случаях антагонизм электролитов может объясняться химическим взаимодействием ионов, в результате которого образуются комплексы с более слабым коагулирующим действием. В качестве примера такого случая приводят коагуляцию золей AgJ и AgBr солями алюминия [34]. [c.114] Привыкание. При постепенном добавлении электролита частицы золей иногда теряют устойчивость при концентрациях электролита, мепьших или больших, чем требуется для потери их устойчивости при единовременном вводе электролита. -Эти явления получили иазвания соответственно отрицательного или положительного привыкания и объясняются разными авторами по-раз-ному. [c.115] По Глазману [35], причина отрицательного привыкания заключается в том, что при постепенном добавлении электролита каждая его последующая порция действует уже на частично дестабилизированный золь. Согласно же Крестинской (13, стр. 303], отрицательное привыкание связано с химическими измененияд1и в системе. Она допускает, в частности, что при постепенном при-бавлемии соляной кислоты к золю гидроокиси железа в результате образования Fe lg происходит уменьшение количества дисперсной фазы и одновременное увеличение количества стабилизатора. [c.115] Положительное привыкание чаще всего объясняют тем, что частицы, постепенно выпадающие в осадок, выводят из раствора адсорбированные коагулирующие ионы. Однако положительное привыкание золя Ре(ОН)з можно связать и с более высокой степенью гидратации частиц при постепенном добавлении электролита [36]. [c.115] Защита п сенсибилизация. Как указывалось в гл. I, при добавлении к дисперсной системе достаточно больших количеств ВМВ и ПАВ последние образуют на поверхности частиц адсорбционные слои, которые гидрофилизируют золь, повышают его устойчивость. Это явление носит название коллоидной защиты. [c.115] Защищенные частицы золей имеют примерно ту же величину ДП, что и макромолекулы ВМВ. По современным представлениям коллоидная защита является следствием возникновения пли усиления разных факторов стабилизации гидратации поверхности частиц [13 (стр. 305), 39, 40], увеличения -ф -потепциала частиц [13 (стр. 305), 41], взаимного отталкивания гибких макромолекул, адсорбированных на частицах золя [42]. Адсорбция защитного вещества на поверхности частиц продуктов гидролиза многовалентных металлов может сопровождаться химическим взаимодействием с образованием в поверхностных слоях гидрофильных комплексов [43, 44]. [c.116] Добавление к золю небольших количеств ВМВ, которые не обеспечивают полное покрытие частиц золя, вызывает явление, противоположное защите — сенсибилизацию, т. е. повышение чувствительности золя к действию электролитов [13 (стр. 306), 41, 45]. Явлением сенсибилизации объясняется, в частности, быстрая коагуляция суспензий угля и глин при добавлении крахмала и извести [2, стр. 442], увеличение сорбции Ре(ОН)з на зернах графита в присутствии желатины [44]. [c.116] Если макромолекулы сенсибилизатора несут заряд, разноименный с зарядом коллоидных частиц, сенсибилизацию объясняют как одну из форм взаимной коагуляции коллоидов, а в случае одноименных зарядов — объединением частиц в агрегаты за счет возникновения иолимерцых мостов, т. е. флокуляцией. [c.116] Вернуться к основной статье