Шульце Гарди ионной силы

Различают периоды скрытой коагуляции и коагуляции явной. Вначале происходит укрупнение частиц, невидимое невооруженным глазом (скрытая коагуляция), затем размер частиц достигает предела видимости, после чего скрытая коагуляция переходит в явную. Коагулирующая сила электролита существенно зависит от величины заряда ионов, несущих заряд одноименный с противоионами. Чем больше их заряд, тем при меньшей их концентрации начинается коагуляция. Различие их во влиянии на коагуляцию чрезвычайно велико. Для однозарядных ионов порог коагуляции в зависимости от природы золя, степени его дисперсности и концентрации составляет 25—100 ммоль/л, для двухзарядных ионов 0,5—2,0 ммоль/л и для трехзарядных 0,01—0,1 ммоль/л. Эта закономерность получила название правила Шульце—Гарди. Порог коагуляции не зависит от природы ионов, вызывающих коагуляцию, за исключением случаев, когда эти ионы специфически адсорбируются на поверхности коллоидной частицы. Величина заряда ионов, несущих заряд, одноименный с зарядом ядра, на пороге коагуляции практически не оказывается. Отметим также, что анионы оказывают большее коагулирующее действие, чем катионы. [c.419]

Под действием избытка электролита в золях происходит укрупнение частиц, т. е. коагуляция. Коагуляция наступает тогда, когда силы притяжения между частицами начинают превышать над силами отталкивания гранул, несущих заряды одного знака. Коагуляцию вызывает тот ион, который по знаку противоположен заряду гранулы при этом коагулирующее действие электролита тем больше, чем выше валентность противоиона (правило Шульца-Гарди). Минимальная концентрация электролита, введенного в золь, при которой в результате сжатия диффузионного слоя электро-кинетический потенциал снижается до критического, называется порогом коагуляции. Порог коагуляции выражают в миллимолях или миллиграмм-эквивалентах электролита на 1 л исследуемого золя. Если через С+, С++ и С+4-1- обозначить среднее значение порогов коагуляции соли с одно-, двух- и трехвалентными катионами, то получим следующие соотношения концентраций этих электролитов, вызывающих коагуляцию. [c.162]

По правилу Шульце — Гарди коагулирующая сила ионов повышается с увеличением их валентности. Коагулирующая сила ионов одинаковой валентности увеличивается с возрастанием радиуса "иона. Для коагулирующих ионов различной валентности пороги коагуляции изменяются следующим образом (в миллимолях на [c.13]

Действительно, пороги коагуляции для различных электролитов соответствуют одной величине fx = 0,75( 0,55) по мере роста заряда нона величины I достигают f = при значительно меньших концентрациях в количественном соответствии с правилом Шульце — Гарди, Общее физико-химическое значение имеет рассмотрение акта коагуляции со стороны дисперсной фазы, позволяя объяснить его, так же как и поверхностную активность, прилипание частиц к твердым телам, гидрофобное взаимодействие, сжатие диффузного слоя и некоторые другие явления , с позиций самоочистки раствора электролита от посторонних частиц сжимающейся динамической ионной решеткой раствора, поскольку —прямая мера сил межионного взаимодействия, К сожалению, количественная интерпретация этих интересных и важных представлений пока отсутствует. [c.260]

Еще в 1882 г. Шульце установил, что коагулирующая сила иона тем больше, чем больше его валентность. Эта зависимость была подтверждена Гарди и получила название правила Шульце —Гарди, или правила значности. Это правило не предусматривает прямой пропорциональности между валентностью иона и его коагулирующим действием, коагулирующая сила возрастает гораздо быстрей валентности. Для золя АзаЗз [c.287]

Коагулирующая сила ионов железа тем больше, чем выше его валентность (это правило Шульце—Гарди теоретически обосновал Дерягин). [c.81]

Влияние валентности коагулирующих ионов на порог коагуляции определяется правилом Шульце—Гарди чем больше валентность коагулирующих ионов, тем больше их коагулирующая сила или тем меньше порог коагуляции. Теоретическое обоснование этого правила было дано в 1945 г. Б. В. Дерягиным и Л. Д. Ландау. Найденная ими связь между порогом коагуляции и валентностью коагулирующих ионов выражается в форме [c.346]

Лиофобные золи, стабилизованные ионными слоями, коагулируют при сравнительно низких концентрациях электролитов, причем коагулирующее действие преимущественно оказывают противоположно заряженные ионы, особенно многовалентные ионы (правило Шульце — Гарди). В результате обменной адсорбции и повышения ионной силы раствора, при коагуляции коллоидов электролитами происходит сокращение толщины двойного слоя, которое внешне обычно проявляется в снижении -потенциала. [c.136]

Б. Дерягин и Д. Ландау (Журн. эксп. теор. физики 15, 663, 1945) на основе полного не упрощенного уравнения Дебая — Гюккеля дали точное вычисление силы взаимодействия двух заряженных параллельных плоскостей в растворе электролита. Вводя также учет ван-дер-ваальсовских сил, они нашли, что кривая результирующего отталкивания при определенных условиях может иметь максимум на близких расстояниях и минимум — на более далеких это объясняет стабильность гидрофобных коллоидов. Коагуляция наступает тогда, когда радиус действия сил отталкивания ионного происхождения вследствие сжатия диффузного слоя ионов настолько сокращается по сравнению с радиусом ван-дер-ваальсовских сил притяжения, что энергетический барьер исчезает и наступает быстрая коагуляция системы. Авторы вывели количественный критерий устойчивости и дали строгое обоснование правилу Шульце — Гарди, что не было сделано в работах Левина и Ленгмюра . [c.267]

Таким образом, процесс коагуляции под воздействием электролитов, содержащих ионы противоположного знака относительно коллоидной частицы, описывается определенными закономерностями. Коагулирующая сила иона-коагулятора связана с его зарядом коагулирующая сила одновалентного катиона приблизительно в 350 раз слабее трехвалентного правило Шульце и Гарди). Связь коагулирующей силы иона и заряда видна из примерной схемы Ме+(1), Ме2+(20), Ме +(350), где в скобках приведены значения коагулирующей силы иона. Указанные значения могут несколько измениться в зависимости от природы и других факторов, однако порядок величин, характеризующих коагуляцию, сохраняется. [c.235]

Гарди первый установил, что коагулирующая способность электролита связана с валентностью ионов. Коагулирующий ион должен иметь заряд, противоположный заряду частицы. Чем выше его валентность, тем меньшая концентрация электролита соответствует порогу коагуляции. Шульце принял за единицу сравнения коагулирующей силы электролитов некоторую стандартную величину, обратную молярной концентрации раствора К1, необходимой для полной коагуляции определенного количества золя АзгЗз. В дальнейшем были установлены сравнительные соотношения коагулирующего действия ионов в зависимости от их валентности. [c.113]

Вскоре после обнаружения чувствительности лиофобных дисперсных систем к электролитам Шульце [2] и Гарди [4] установили, что пороговые концентрации коагуляции резко падают с ростом заряда противоиона, имеющего заряд, противоположный заряду коллоидной частицы, слабо зависят от его природы и еще меньше - от природы побочного иона, заряженного одинаково с коллоидной частицей. Гарди [4] и Повис [5] также установили, что параллельно с наступлением быстрой коагуляции обнаруживается понижение электрокинетического потенциала, указывающее на падение заряда частиц. Сопоставив эти наблюдения, Фрейндлих [6] хотел объяснить коагуляцию электролитами уменьшением заряда коллоидных частиц за счет адсорбции противоионов. Как стало ясно в дальнейшем, подобное объяснение применимо далеко не всегда. В то же время оно означало, что ученые искали причину потери устойчивости, не пытаясь разобраться в ее физическом механизме, иначе говоря, не вдаваясь в рассмотрение действующих между сближающимися частицами сил. [c.7]

Коагуляция в принципе может быть вызвана добавлением любых ионов, имеющих заряд, противоположный по знаку заряду поверхности коллоидной частицы, однйко коагулирующее действие резко усиливается с увеличением валентности ионов (согласно правилу Шульце-Гарди, коагулирующая сила одно-, двух- и трехвалентных ионов находится в примерном соотношении 1 20 400). Для ионов- одной и той же валентности коагулирующее действие усиливается при увеличении радиуса ионов, например, для одновалентных ионов—от лития к цезию (Воюцкий, 1964). [c.74]

Устойчивость гидрофобных коллоидов зависит главным образом от их электрокинетического потенциала, и коагуляция является результатом с катия двойного слоя ионов и, следовательно, уменьшения электрокинетического потенциала. Так как ионы подвергаются, с одной стороны, влиянию броуновского движения и десорбируются с поверхности коллоидных частиц, а с другой — притягиваются к поверхности кулоновскими силами, то равновесное распределение ионов характеризуется некоторым средним расстоянием мея ду ними и коллоидными частицами. Это среднее расстояние является функцией концентрации как электролита, так и золя, что н определяет правило Бартона — Бишопа, поскольку вполне обоснованно считать, что уменьшение этого расстояния (т. е. сжатие двойного слоя) при определенных условиях в более концентрированных золях оказывается более резко выраженным. Чтобы истолковать правило Шульце — Гарди, часто достаточно предположить, что ионы различной валентности вызывают коагуляцию пропорционально их заряду, и не обязательно принимать, что различна адсорбируемость этих ионов [120]. [c.261]

Согласно правилу Шульце—Гарди, обоснованному теоретически Дерягиным, коагулирующая сила иона тем больше, чем выше его валентность. По экспериментальным данным, собранным Овер-беком [2, стр. 432], соотношение средних пороговых концентраций одно-, двух-, трех- и четырехвалентных анионов для золя А1(0Н)з составляет 1 0,012 0,0015 0,0010, а одно- и двухвалентных анионов для золя Ге(ОН)з — 1 0,018. По другим сведениям [4] коагулирующие концентрации одно-, двух- и трехвалентных анионов для золя А1(0Н)з относятся как 1 0,013 0,0017. На соотношение влияет диэлектрическая проницаемость среды [5]. [c.108]

Устойчивость лиофобных коллоидов определяется ионными и молекулярными адсорбционными слоями на поверхности частиц. Лиофобные золи, стабилизованные ионными слоями, коагулируют при сравнительно низких концентрациях электролитов, причем коагулирующее действие преимущественно оказывают противоположно заряженные ионы, особенно многовалентные ионы (правило Шульце-Гарди). В результате обменной адсорбции и повышения ионной силы раствора, при коагуляции коллоидов элект- ролитами происходит сокращение толщины двойного р слоя, которое внешне обычно проявляется в снижении С.-потенциала. В теории Дерягина показано значение сжатия двойного слоя для установления соотношения сил межчастичного притяжения и электростатического отталкивания частиц, приводящего к коагуляции, и дано теоретическое обоснование правила Шульце—Гарди (VI. 1). Кривые энергии взаимодействия имеют минимум на больших расстояниях, что создает для асимметрических частиц возможность возникновения тиксотропии и образования так-тоидов. Коагуляция в ряде случаев может иметь обратимый характер образование золя из коагулированного осадка путем повышения диффузности двойного слоя частиц или сообщения заряда частицам называется пептизацией. [c.152]

Систематическое исследование коагу.пирующей способности комплексных катионов различной валентности, а также катионов, различающихся природой центрального иона и составом внутренней координационной сферы, показало, что правило Шульце-Гарди в общем сохраняет силу и для комплексных катионов с достаточно устойчивой внутренней сферой. Абсолютные значения порогов коагуляции для трех-, двух- и особенно одновалентных комплексных катионов снижены по сравнению с приведенными выше значениями для простых ионов. Так, пороговые значения концентрации для четырехвалентных комплексных катионов такие же, как и для простых катионов ( 0,005 ммоль л). Однако для трехвалентных комплексных ионов соответствующая величина близка к 0,02, для двухвалентных к 0,2— 0,1, а для одновалентных к 3 . Метод позволяет следить за изменением состава комплексных ионов, сопровождающимся изменением заряда. Так, наряду с данными, приведенными на стр. 75, можно, например, показать, что в растворе Т11(КОз)4 при С = 10" металл находится не в виде четырехвалентного, а в виде трехвалентного иона (по-видимому, ТЬОН ), которы11 становится четырехвалентным лишь в результате уничтожения гидролиза за счет добавления [c.32]

Коллоидные явления обусловливают устойчивость суспензий планктонных организмов, нарушение которой приводит к их оседанию, например в конце цветения. Устойчивость дисперсных систем означает способность сохранять свой состав. Различают седиментационную и агрегативную устойчивость. Седиментационная устойчивость определяется способностью частиц противостоять оседанию под действием силы тяжести и зависит от дисперсности. Противодействует оседанию сила трения в дисперсионной среде и броуновское движение. Агрегативная устойчивость подразумевает сохранение межфазовой поверхности и поверхностной энергии. Она определяется способностью противостоять слипанию частиц с образованием агрегатов. Для твердых частиц слипание называется коагуляцией. Процесс этот имеет олгределяющее значение в микробиологии, например при очистке вод , когда коагулировавшие хлопья оседают. Изменение агрегативной устойчивости обусловливается присутствием электролитов, влияющих на двойной слой. Специфическая адсорбция ионов на поверхности приводит к ослаблению электрического потенциала и слипанию частиц. Повышение заряда потенциалобразующего слоя приводит к увеличению диффузного слоя. При концентрационной коагуляции происходит сжатие диффузного слоя. Такие изменения происходят в почве, когда избыток Йа приводит к вымыванию Са и М , нарушению структуры двойного слоя и концентрационной коагуляции. Порог коагуляции - это наименьшая концентрация электролита, при которой начинается коагуляция. Есть эмпирическое правило Шульце-Гарди, описывающее коагуляцию. Чем выше валентность коагулирующего иона, тем меньше его нужно для коагуляции порог коагуляции обратно пропорционален шестой степени валентности иона электролита Однако многовалентные ионы могут перезаряжать поверхность меняя величину и знак -потенциала. Эти процессы важны дл сорбции на слизях коллоидов тяжелых металлов, например Ре и А1 [c.64]