ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние различных факторов на электрокинетический потенциал из "Курс коллоидной химии" Поскольку -потенциал в некоторых случаях является величиной, характеризующей устойчивость коллоидной системы, весьма важно рассмотреть влияние на него таких факторов, как введение в систему электролитов, изменение pH, концентрации раствора, температуры и,т. д. [c.191] Влияние индифферентных электролитов. Рассмотрение влияния различных факторов на -потенциал целесообразно начать с наиболее простого и практически чрезвычайно важного случая — введения в систему индифферентных электролитов, т. е. электролитов, не ил1еющих ионов, способных достраивать кристаллическую решетку коллоидной частицы. Следует указать, что именно введением индифферентных электролитов на практике чаще всего пользуются для коагуляции коллоидных систем. [c.191] Как уже было показано, индифферентные электролиты не могут сколько-нибудь существенно изменить общий скачок потенциала коллоидных частиц, а электрокинетический потенциал такие электролиты в общем случае снижают в результате увеличения концентрации противоионов и сжатия двойного электрического слоя. [c.191] При введении индифферентных электролитов следует различать два случая 1) в систему вводится электролит, один из ионов которого одинаков с противоионами, 2) в систему вводится электролит, не имеющий общих ионов с электролитом — стабилизатором. [c.191] Первый случай рассмотрен при обсуждении теорий Гуи — Чэпмена и Штерна. Очевидно, по мере увеличения содержания в системе такого электролита толщина двойного электрического слоя стремится стать равной толщине адсорбционного слоя за счет сжатия диффузного слоя. В результате -потенциал понижается, пока не станет равным нулю, что будет отвечать так называемому изоэлектрическому состоянию системы. [c.191] Если валентность противоионов неодинакова, то равновесие при обмене значительно смещено в сторону катиона с более высокой валентностью, который в большем количестве накапливается в местах с отрицательным потенциалом. [c.192] При наличии специфической адсорбции ионов ионный обмен сильно усложняется. При этом ионы одной и той же валентности по своей способности переходить в двойной электрический слой располагаются в те же ряды, которые уже были приведены при обсуждении зависимости толщины двойного электрического слоя от природы образующих его ионов. [c.192] При очень большом адсорбционном потенциале ионы, заряд которых по знаку противоположен заряду дисперсной фазы, могут вызвать перезарядку коллоидных частиц. Это явление было рассмотрено при изложении теории Штерна. [c.192] Рассматривая влияние индифферентных электролитов, мы принимали, что на электрокинетический потенциал оказывают влияние ионы, заряд которых противоположен по знаку заряду коллоидной частицы и одинаков с зарядом противоионов. Возникает вопрос, могут ли влиять на -потенциал ионы вводимого индифферентного электролита, заряженные одноименно с коллоидной частицей (так называемые сопутствующие или побочные ионы). На этот вопрос исследователя отвечают по-разному, но во всяком случае, если эти ионы и влияю на электрокинетический потенциал, то незначительно. К этому вопросу мы возвратимся в гл. IX. [c.193] Влияние неиндифферентных электролитов. Влияние электролита, один из ионов которого способен достраивать кристаллическую решетку дисперсной фазы, заключается в том, что потенциалопределяющий ион этого электролита может повышать потенциал фо, а находящийся с ним в паре ион, одноименный с зарядом противоиона, способен сжимать двойной электрический слой. При малых концентрациях неиндифферентного электролита проявляется, в основном, первая тенденция, связанная с поверхностным действием иона, способного достраивать кристаллическую решетку, При больших концентрациях, когда достройка кристаллической решетки завершена, превалирует вторая тенденция. Поэтому при введении в систему все возрастающих количеств неиндифферентного электролита -потенциал сначала возрастает, а потом падает, проходя через максимум. Это видно из схемы, представленной на рис. УП, 16. [c.193] На рис. VII, 17 приведены данные Трельстра и Кройта, характеризующие изменение фо- и -потенциалов частиц золя иодида серебра в зависимости от логарифма концентрации иодид-ионов (lg С(-) в растворе. Характер изменения обоих потенциалов с изменением концентрации потенциалопределяющих ионов вполне согласуется со всем сказанным выше. [c.194] При введении неинднфферентно-го электролита возможна и перезарядка коллоидных частиц. Сущность такой перезарядки поясним на следующем примере. Рассмотрим, что будет происходить при введении в золь иодида серебра, стабилизованный нитратом серебра, раствора иодида калия. До введения электролита потенциалопределяю-щим ионом в золе, очевидно, будет ион Ag+, а противоионом — ион ЫОз-Частицы такого золя заряжены положительно. После введения в систему избытка иодида калия потен-циалопределяющим ионом станет ион 1 , а противоионом — ион К . Сами же частицы золя приобретут отрицательный заряд. Кроме того, нитрат серебра, содержащийся в дисперсионной среде, вступит в реакцию с введенным йодидом калия, в результате чего в системе образуется некоторое дополнительное количество отрицательно заряженной дисперсной фазы. Этот случай перезарядки отличается от уже рассмотренного случая перезарядки с помощью чужеродных ионов тем, что здесь происходит изменение не только но и фо-потенциала. Схема, поясняющая перезарядку дисперсной фазы с помощью неиндифферентного электролита, показана на рис. VII, 18. [c.194] Влияние pH среды. Значение pH дисперсионной среды может сильно сказываться на -потенциале коллоидных частиц, так как водородные и гидроксильные ионы обладают высокой способностью адсорбироваться первые — благодаря малому радиусу, что позволяет им близко подходить к поверхности твердой фазы вторые — из-за большого дииольного момента. [c.194] Сначала это приведет к большему увеличению общего положительного заряда поверхности, а затем гидроокись алюминия растворится в кислоте и, следовательно, коллоидный раствор перейдет в истинный. [c.195] При еще большей концентрации гидроксильных ионов гидроокись алюминия растворится в растворе Щелочи с образованием алюмината и коллоидный раствор также перейдет в истинный. . [c.195] Приведенный пример перезарядки дисперсной фазы отличается от ранее рассмотренного случая перемены знака С-потенциала при введении неиндифферентного электролита только тем, что ион, определяющий потенциал после перезарядки, не вводится в систему, а образуется из вещества самой дисперсной фазы в результате изменения характера ионизации. [c.195] Влияние температуры. Аналогично концентрации на -потенциал действует и температура. С повышением температуры -потенциал должен расти вследствие возрастания интенсивности теплового движения противоионов и увеличения толщины двойного электрического слоя. Однако одновременно может возрастать и десорбция потенциалопределяющих ионов, и при этом фа- и -потенциалы уменьшаются. При понижении температуры должна наблюдаться обратная зависимость. Вопрос о том-, как будет изменяться -по-тенциал с изменением температуры, очевидно, должен решаться отдельно для каждой коллоидной системы с учетом ее индивидуальных особенностей. [c.196] Понятно, что - вышеприведенные рассуждения приложимы только к тому случаю, когда разбавление (нагревание) или концентрирование (охлаждение) системы существенно не влияют на растворимость стабилизующего электролита и на переход его из молекулярной в ионизированную форму. [c.196] Следует отметить, что, к сожалению, экспериментальных данных о влиянии на -потенциал частиц различных лиозолей как концентрации дисперсной фазы, так и температуры очень мало. [c.196] Влияние неравновесных электроповерхностных сил. Выше были рассмотрены равновесные. поверхностные силы, действующие у межфазной границы и способные препятствовать сближению двух одноименно заряженных частиц. В последние годы Б. В. Дерягин и С. С. Духин проанализировали действие электроповерхностных сил в системах, в которых имеют место нарушения термодинамического равновесия. Они установили, что деформация двойного электрического слоя, вызванная внешним электрическим полем или конвективным движением ЖИДКОСТИ приводит К образовзнию такого электрического поля, радиус действия которого часто на несколько порядков превосходит радиус действия не-деформированного слоя в тех же условиях. [c.197] Вернуться к основной статье