Золи влияние концентрации ионов

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]

Белки выделяют из водных растворов. введением соли. Этот процесс называют высаливанием. Его проводят в насыщенных или полунасыщенных растворах солей, что указывает на его отличие от коагуляции лиофобных золей, вызываемой растворами малых концентраций. К высаливанию не применимо правило Шульце - Гарди. При высаливании ионы солей сильно связываются с диполь-ными молекулами растворителя, в результате молекулы растворенного вещества вытесняются из сферы действия электрического по-.ля введенных ионов. По влиянию на высаливание анионы натриевых солей располагаются в лиотропный ряд [c.288]

Основной процесс обмена ионов происходит в эквивалентных соотношениях, но он осложняется специфической адсорбцией одного из ионов соли, реакцией добавленных солей с электролитами, присутствующими в золе, влиянием концентрации соли (при повы- [c.104]

Одной из форм существования коллоидов и полимеров является студнеобразное состояние, промежуточное между жидким и твердым состояниями. Застудневание коллоидных растворов — следствие нарушения агрегативной устойчивости, приводящее к структурообразованию. На процесс застудневания оказывают влияние концентрация раствора, форма частиц или молекул, температура, действие электролитов и ПАВ. Растворы ВМВ застудневают и плавятся в определенном интервале температур, причем температура застудневания обычно несколько ниже температуры плавления (имеет место гистерезис). Структурообразование в золях возможно только при определенной концентрации электролитов, которая резко уменьщается с увеличением заряда вводимых ионов. Ускорению застудневания растворов ВМВ способствуют небольшие концентрации электролитов. Высокие концентрации ПАВ препятствуют застудневанию, так как происходит полный разрыв связей между частицами. [c.474]

Так выглядит коагуляция золей, обусловленная адсорбцией ионов и созданием двойного электрического слоя на поверхности коллоидных частиц. Их устойчивость в растворе определяется гидратацией ионов и влиянием зарядов поверхности на ориентированную адсорбцию дипольных молекул воды. Эти гидратные слои полностью зависят от ионных взаимодействий и при электролитной коагуляции не препятствуют слипанию частиц. В таких типично гидрофобных золях после достижения пороговых концентраций электролитов наблюдаются явные признаки коагуляции, так как сжатие двойного электрического слоя и соответствующее уменьшение гидратных оболочек позволяет коллоидным частицам сближаться на расстояние, при котором энергия их взаимного притяжения превышает энергию теплового (броуновского) движения. [c.122]

Изменение pH воды, содержащей фенол, при обработке в электрическом поле показывает, что в течение первых пяти минут электрообработки более сильное влияние на изменение концентрации ионов ОН" оказывает напряженность электрического поля 80 В/см, что приводит к увеличению pH до 9,8, а при электрообработке напряженностью 60 и 55 В/см - до 9,1 и 9,3 соответственно. В последующем происходит уменьшение pH до 5,9, что является следствием формирования золя гидроокиси алюминия и его гидроксидных форм АЮН " , Л1(0Н)2" и А1(0Н)з, - способных притягивать к себе фенолят-ион СбНзО. [c.15]

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ Влияние температуры на величину дзета-потенциала аналогично влиянию концентраций золя. С ростом температуры, с одной стороны, усиливается диффузия противо-. ионов, ДЭС расширяется, дзета-потенциал по абсолютной величине возрастает с другой стороны — усиливается десорбция потенциалопределяющих ионов, тем самым уменьшая абсолютную величину фо и дзета-потенциала. [c.113]

При низких pH и концентрация ионов водорода, п присутствие солей оказывают очень небольшое влияние на процесс образования геля из золей. В нейтральной среде минимальная устойчивость системы с наиболее быстрым процессом образо- вания геля наблюдается в случае присутствия соли (область f). [c.242]

Если рассматривать график с точки зрения влияния разведения золя чистым растворителем, то на участке I кривой возрастание -потенциала также можно объяснить переходом части противоионов из адсорбционного слоя в диффузный вследствие понижения общей концентрации электролитов во всем объеме раствора участок // кривой, соответствующий чрезмерному разбавлению раствора, обусловлен дальнейшим развитием процесса десорбции, затрагивающего внутреннюю часть двойного слоя. Выход потенциалобразующих ионов в раствор приводит к уменьшению числа зарядов на поверхности частиц и понижению как ф-, так и -потенциала. [c.400]

Конденсационный механизм гелеобразования лучше других объясняет такие свойства коллоидной кремнекислоты, как нечувствительность золя к малым добавкам солей, влияние концентрации водородных ионов, на скорость застудневания, возрастание pH в процессе застудневания, необратимость геля, эластичность и др. [68, 82, 83, 89]. ,. , , . [c.22]

Таким образо.м, эквивалентные концентрации г—г-электролита, вызывающие коагуляцию золя, для электролитов 1 1, 2 2 и 3 3 долл<ны относиться как 1 /г 7з или 100 1,6 0,13. Это приблизительно соответствует экспериментальным данным, выражаемым правилом Шульце—Гарди (влияние валентности иона на его коагулирующую способность). Вообще говоря, многозарядные ионы проявляют тенденцию к повышенной специфической адсорбции, и, таким образом, их коагулирующая способность в значительной мере зависит от того, насколько при адсорбции уменьшаются фо и толщина двойного слоя. [c.262]

Эта эмпирическая установленная закономерность, известная как правило Шульце—Гарди, получила теоретическое обоснование в рамках теории ДЛФО (см. гл. IX, 4), в соответствии с которой в случае сально заряженных частиц золя концентрация электролита, отвечающая полной потере устойчивости, обратно пропорциональна заряду коагулирующего иона в шестой степени. Соответственно для одно-, двух- и трех шрядных ионов согласно теории ДЛФО их коагулирующие способности относятся как 1 64 729. Было замечено, что вблизи порога коагуляции абсолютная величина С-потенциала, независимо от знака заряда коллоидных частиц, оказывается сниженной до 30 мВ (в пределах от 25 до 50 мВ). Тщательные иа ледования коагулирующего действия различных электролитов с одинаковым зарядом коагулирующего иона показали, что 01Ш образуют ряды, близкие к лиотропным, определяемым по участию в ионном обмене и влиянию электролитов на электрюкинетический потенциал (см. гл. VII, 6). [c.357]

Поскольку изменение устойчивости золей в присутствии КМЦ непосредственно связано с адсорбцией молекул (ионов) полиэлектролита дисперсной фазой, то важно установить, какая доля введенных в золь макромолекул адсорбируется коллоидными частицами и какое покрытие их поверхности молекулами КМЦ обеспечивает стабилизацию коллоидного раствора. Это может быть осуществлено косвенным путем — на основании данных о влиянии концентрации дисперсной фазы на устойчивость золя [12] в присутствии полиэлектролита. Оказалось, что количество полиэлектролита, которое необходимо ввести в золь для достижения заданной устойчивости, приблизительно пропорционально концентрации дисперсной фазы, независимо от валентности коагулирующего иона . Поскольку при разбавлении золя степень дисперсности остается, по-видимому, неизменной, то уменьшение концентрации дисперсной фазы эквивалентно такому же уменьшению суммарной адсорбирующей поверхности. Это означает, что введенный в систему полиэлектролит практически полностью адсорбируется коллоидными частицами [12]. Отсюда, зная удельную поверхность дисперсной фазы, можно определить площадь, приходящуюся на одну адсорбированную молекулу КМЦ,-и сделать некоторые предположения относительно ориентации макромолекул на поверхности частиц. Найденная по адсорбции метиленового голубого из водного раствора [13] величина удельной поверхности свежеосажденного коагулята отрицательного золя Agi составляла в нашем случае 11 м /г, положительного — 6,6 iVs, минимальная концентрация КМЦ-ЗОО в растворе, при которой достигается предельная устойчивость золя по отношению к ионам Na и Са . равна 5-10" лг моль л. Нетрудно показать, что, при полном поглощении введенных в золь макромолекул на одну адсорбированную [c.37]

Устойчивость таких коллоидных растворов сильно зависит от степени сольватации. Слабо сольватированные лиофобные) золи в общем устойчивы только в содержащей электролиты дисперсионной среде и чрезвычайно легко коагулируют при повышении или понижении концентрации ионов, образующих золь или при добавлении посторонних ионов. Сильно сольватированные (лиофильные) золи, наоборот, коагулируют только при очень высокой концентрации электролита. В случае электроотрицательных золей присутствующие в растворе катионы и их валентность имеют значительно большее влияние на процесс коагуляции, чем анионы соответствующее положение справедливо совсем в противоположном смысле для положительно заряженных золей. Коагулирующая способность по правилу валентности Шульце — Харди значительно возрастает при увеличении валентности доминирующего иона-коагулятора. Согласно Оствальду, коагуляция при этом происходит в содержащей электролит дисперсионной среде при приблизительно одном и том же значении коэффициента активности доминирующего иона. [c.243]

Из этого ряда вытекает, что в начальной стадии электролиза самый большой заряд у поверхности цинка, а самый малый — у поверхности серебра и кадмия. Следовательно, нри электроосаждении цинка возникают более благоприятные условия для образования золя цианидов, чем в случае выделения других металлов. Однако если нри самых низких плотностях процесс выделения цинка и меди затруднен больше чем, например, золота и серебра, то все же полной корреляции между рядом IX и величинами катодной поляризации исследованных металлов не наблюдается. На распределение концентрации ионов циана в двойном слое значительное влияние может оказать также их способность к специфической адсорбции на поверхности данного метал- [c.129]

На основании сказанного дается хорошее количественное выражение правила валентности Шульца-Гарди. Получается количественное выражение влияния концентрации золя на коагуляционное число, явления зон коагуляции, антагонизма ионов случаи коагуляции. [c.267]

Под влиянием электролитов и нерастворителей происходит процесс выделения ВМВ из раствора, называемый высаливанием. Внешне такой процесс сходен с коагуляцией, однако если для коагуляции золей требуются малые количества электролита и процесс коагуляции необратим, то для разрушения раствора ВМВ требуется большая концентрация электролита, при этом протекает обратимый процесс и наблюдается неподчинение правилу Шульце—Гарди. В основе механизма высаливания ВМВ лежит процесс дегидратации. Ионы введенного электролита и молекулы спирта как бы отнимают большую часть растворителя от макромолекул полимера. Концентрацию электролита, при которой наступает быстрое осаждение полимера, называют порогом высаливания ВМВ. [c.467]

Влияние различных концентраций многозарядных ионов было отмечено давно, и оно получило название явления неправильных рядов, в то время перезарядка частиц золей была мало исследована и только потом выяснилось, что чередование зон устойчивости, и неустойчивости при добавлении многозарядных ионов вполне закономерно и поэтому термин неправильные ряды должен рассматриваться как условный. [c.332]

В области pH 8—10 скорость роста частиц не пропорциональна концентрации гидроксил-ионов 0Н , влияние которых незначительно. Поскольку поверхность кремнезема обладает слабым буферным действием, то по мере роста частиц и понижения величины удельной поверхности наблюдается повышение pH. На рис. 3.34 представлены данные для золя, начальный размер частиц которого составлял 3,5 нм. Золь приготовлялся деионизацией раствора силиката натрия, причем устанавливались различные отношения 5109 МагО. При поддержании по- [c.325]

Значительное влияние на скорость застудневания оказывает не только концентрация водородных ионов в золе, но и природа добавляемой кислоты. Так, застудневание золя быстрее всего происходит в присутствии азотной кислоты, медленнее — при добавлении серной и еще медленнее — фосфорной кислоты [82, 85]. Ускорение застудневания наблюдается также при переходе от серной к соляной кислоте [86]. [c.22]

Не рассматривая особый случай специфической адсорбции КОНОНОВ, заметим что ввиду неравенства фо > ф наличие слоя Штерна приводит к уменьшению сил электростатического отталкивания. Вместе с тем, при возникновении слоя Штерна проявляется специфическое действие ионов оно находит выражение в так называемых лиотропных рядах и обнаруживается, например, при изучении коагуляции золя иодида серебра, вызываемой добавлением различных нитратов щелочных металлов [42, 43]. Поскольку потенциал ф в противоположность потенциалу фо подвержен сильному влиянию электролитов и уменьшается при возрастании содержания ионов, уравнение для энергии отталкивания содержит наряду с величиной концентрации еще параметр, зависящий от [c.29]

При сравнительно глубоком вторичном энергетическом минимуме и высоком барьере отталкивания частицы быстро фло-кулируют, обусловливая образование коагуляционных структур. Последние при низких напряжениях сдвига обнаруживают ползучесть. Под влиянием интенсивных механических воздействий они разрушаются, переходя в легкотекучее состояние, характеризующееся постоянной вязкостью. После снятия внешней нагрузки происходит восстановление связей между частицами системы. Таким образом, коагуляционные структуры могут проявлять склонность к тиксотропным превращениям. Поскольку прочность связи частиц определяется глубиной и координатой вторичного минимума, свойства таких систем существенно зависят от концентрации электролита в дисперсионной среде. Уменьшением содержания ионов можно вызвать пептизацию, т. е. переход геля в золь . [c.51]

Во второй работе изучалась адсорбция теми же золями иона стронция с противоположным мицелле знаком заряда. Коагуляция производилась азотнокислым стронцием, меченным радиоактивным Зг . При концентрации соли, отвечающей порогу коагуляции, осадок коллоида захватывал из раствора 4,2 5,2 и 12,6%иона Зг++ для AgJ, HgS и АваЗд соответственно. При увеличении концентрации соли в десять раз захваченная доля Зг" "уменьшалась до 3,0—2,3% для всех трех золей. Такое сильное влияние концентрации ионов в растворе на величину их захвата в прежних работах недостаточно учитывалось, и этому можно частично приписать их противоречивые результаты. В этой же работе было показано, что адсорбция происходит практически мгновенно, причем адсорбированный ион прочно удерживается осадком. [c.282]

Хотя, как отмечалось выше, важнейшую роль при коагуляции электролитами играет валентность ионов, однако заметно сказывается и их индивидуальный химический характер. Во многих случаях такая специфичность действия ионов связана с разряжением коллоидных частиц вследствие образования на их поверхности малодиссоциированных или труднорастворимых соединений. Например, потребные для быстрой седиментации отрицательного золя AsjSa концентрации НС1 и КС1 относятся друг к другу, как 3 5. Более сильное коагулирующее действие НС1 обусловлено происходящим под влиянием избытка водородных ионов разряжением коллоидных частиц в результате образования в их адсорбционном слое недиссоциированных молекул H2S. Точно так же более сильное коагулирующее действие на положительный гидрозоль окиси железа иона ОН по сравнению, например, с ионом СИ обусловлено образованием в адсорбционном слое труднорастворимых молекул Fe(OH)a. Так как ионы ОН тратятся на нейтрализацию ионов Fe" не самих частиц, а только адсорбированных ими, в осадок при седиментации выпадает много больше вещества, чем то, отвечало бы эквивалентным соотношениям. Например, 1 г аммиака может осадить из гидрозоля до 2000 г водной окиси железа (л Ре20з-1/Н20). [c.617]

Скорость гелеобразования. Вот уже в течение многих лет изучается продолжительность времени, требующегося для превращения в гель определенного типа золя кремневой кислоты, который приготовлялся из кислоты и силиката. Принимается, что время гелеобразования обратно пропорционально скорости полимеризации или скорости формирования геля. В серии статей Хард и соавторы [216а] сообщили фактически обо всех факторах, оказывающих влияние на время гелеобразования золей кремневой кислоты, приготовляемых из кислоты и силиката натрия с отношением 5102 Ма20 3,3 1. Необходимо также сослаться на исследование Сена и Гоша [2166], которые, применяя разные кислоты, вывели уравнения, связывающие время гелеобразования с pH, концентрацией и температурой. Как сообщалось в гл. 3, время гелеобразования достигает максимума при значении pH 2. В области pH 3—о время гелеобразования изменяется в прямой зависимости от концентрации ионов Н+ (или в обратной зависимости от концентрации ионов ОН-). В интервале pH 4—9, как показано на рис. 5.16, минимум продолжительности времени гелеобразования наблюдается вблизи области нейтральности. Эти данные основаны главным образом на результатах Меррилла и Спенсера [217]. Ниже будет отмечено, что концентрация ионов натрия, пропорциональная концентрации кремнезема, обеспечивает наиболее быструю скорость процесса гелеобразования при pH 7—8, тогда как в отсутствие солей коллоидный кремнезем превращается в гель наиболее быстро при pH 5—6 (см. гл. 4). Различные кислоты вызывают наибольшую скорость гелеобразования при немного различающихся значениях pH. [c.702]

Известно, что pH среды оказывает сильное влияние на реакцию конденсации монокремниевой кислоты. Об этом свидетельствует резкое изменение времени застудневания золя кремниевой кислоты (от нескольких секунд до многих суток) в зависимости от pH золя. При рН 2 (изоэлектрическая точка) золь оказывается более устойчивым, его вязкость при этом минимальна. При pH>2 скорость процесса конденсации пропорциональна концентрации ионов 0Н , а ниже — ионов Н . [c.194]

Аналогичное влияние валентности иона можно заметить также на изменении С-потенциала при исследовании явления электрофореза. Так, теми же авторами было исследовано влияние комплексных катионов и анионов на коллоидные частицы электроотрицательного золя AstSs и электроположительного золя FeO ОН. К первому золю прибавлялся электролит в виде раствора комплексных солей кобальта, катион которых имел различную валентность, и определялась концентрация, производящая одинаковое влияние на уменьшение потештиала. К второму золю прибавлялись ко)Мплексные соли с анионами различной валентности (табл. 41). Из данных этой таблицы видно, что на отрицательно заряженные частицы АзгЗз влияют особенно многовалентные катионы, а на положительно заряженные частицы FeO ОН влияют многовалентные анионы и что заряд на твердой фазе разряжается противоположно заряженным ионом. [c.214]

Рассмотрим теперь влияние валентностей ионов на закономерности коагуляции золей смесями электролитов. Расчеты показали, что при всех концентрациях дисперсной фазы увеличение от юшения zjlz валентностей противоионов коагулирующих электролитов приводит к значительному возрастанию отклонений от аддитивности (как положительных, так и отрицательных). Влияние побочных ионов выражается гораздо слабее. Возрастание отношения их валентностей вызывает небольшое уменьшение положительных и увеличение отрицательных отклонений от адди" тивности. Это подтверждается рис. 9 и 10, приведенными в качестве при мера. [c.49]

Сравнительно подробно изучено влияние концент])ацип и валентности ионов электролита на желатинирование золей. Так как глубина вторичного минимума возрастает при увеличении содержания ионов в дисперсионной среде, то, очевидно, это должно способствовать образованию гелей. Однако не существует определенной концентрации, которая, по аналогии с концентрацией коагуляции, мо/кет быть названа критической. Переход в гелеобразное состояние осуществляется во времени, и скорость желатинирования зависит от многих факторов. Здесь прежде всего следует отметить влияние размера, формы, а также числа частиц в единице объема. Поэтому приведенные в табл.З соотношения между валентностью и концентрацией ионов электролитов при гелеобразовании, вычисленные на основании экспериментальных данных ряда исследователей, следует рассматривать как равенства, характерные лишь для конкретного метода изучения процесса желатинирования, причем численное значение п для одной и той же системы может варьировать в широких пределах. [c.57]

Этот ряд сорбируемости катионов не совнадает с лиотропным рядом, согласно которому л елезо обладает меньшей гидратируемостью и, следовательно, большей энергией вхождения, чем кальций. Возможно, что в данном случае сказывается влияние повышенной концентрации ионов кальция в растворе но сравнению с концентрацией ионов железа. Учитывая, что в золе молочной кислоты всегда содержится значительно больше кальция, чем железа, установленный ряд поглощаемости катионов приобретает практическое значение, так как позволяет контролировать процесс катионирования молочной кислоты по проскоку ионов железа, пользуясь весьма чувствительной реакцией с желтой кровяной солью. [c.148]

Коагулирующее действие электролитов характеризуют порогом коагуляции, т. е. наименьщей концентрацией электролита, вызывающей коагуляцию. В зависимости от природы электролита и коллоидного раствора порог коагу.пяции изменяется в пределах от 10 до 0,1 моль в литре золя. Наиболее существенное влияние на порог коагуляции оказывает заряд коагулирующего иона электролита, т. е. иона, заряд которого противоположен по знаку заряду коллоидной частицы. [c.310]

Такое чередование зон устойчивого и неустойчивого состояний золей называют неправильными рядами, так как в этом случае нельзя сделать однозначного заключения о том, что с увеличением концентрации электролита стабильность золя снижается. Рассмотрим влияние неиндифферентных электролитов на величину и знак -no-тенциала. Как уже отмечалось, неиндифферентными являются электролиты, в составе которых есть ионы, способные избирательно адсорбироваться в соответствии с правилом Панета—Фаянса на твердой поверхности и служить потенциалобразующими ионами. [c.436]

Электропроводность коллоидного раствора слагается из электропроводности, обусловленной коллоидными частицами, и электропроводности находящихся в растворе электролитов. Если посторонних электролитов в растворе очень мало (высокоочищенные растворы белков и полиэлектролитов), измерениями электропроводности можно воспользоваться для определения удельного заряда или подвижности частиц, однако, в лиофобных золях определить собственную электропроводность коллоидных частиц довольно трудно. Существенное влияние на собственную электропроводность частиц оказывает структура двойного электрического слоя, так как подвижность компенсирующих ионов ограничивается электрофоретическим торможением со стороны коллоидных частиц (более медленно передвигающихся в поле, чем ионы) и скоростью перестройки ионной атмосферы в переменном поле (эффект релаксации). В свою очередь, измерениями электропроводности в широком диапазоне частот (дисперсия электропроводности) пользуются при изучении структуры двойного слоя. В растворах полиэлектролитов (например, полиакриловой кислоты) измерения эквивалентной электропроводности X при различных концентрациях представляют интерес для характеристики формы молекул, так как значения X падают в той области концентраций, в которой расстояния между молекулами полимера становятся велики по сравнению с толщиной двойного электрического слоя (Каргин). Измерения электропроводности коллоидных растворов при их взаимодействии с нейтральными солями (метод кондуктометриче-ского титрования) широко применялись при исследовании состава двойного слоя и процессов вытеснения из коллоидных частиц, например, подвижных Н+-ионов (Паули, Рабинович). [c.131]

Многозарядные ионы поглощаются адсорбционным слоем за счет электростатического взаимодействия и поляризуемости адсорбируемых ионов. Эти ионы адсорбируются в количествах больших, чем это необходимо для нейтрализации заряда твердой поверхности, т. е. перезаряжают частицу. Водородные и гидроксильные ионы, ионы высокого заряда (АР+, Р04 и пр.), а также сложные органические ионы при определенной их концентрации вызывают перемену знака -потенциала. Влияние pH существенно для лиозолеи, дисперсная фаза которых представлена амфотерными соединениями, в частности А1(0Н)з, ре(ОН)з. С изменением pH у этих золей может происходить перезарядка, обусловленная ионизацией частиц дисперсной фазы. Например, для золя гидроксида алюминия в слабокислой среде ионизация молекул А1(0Н)з, находящихся на поверхности частиц, протекает по схеме [c.152]

Следовательно, изменение типа соли имеет сравнительно небольшое значение в том случае, если валентность добавляемого про-тивоиона одинакова. В-третьих, исследование показывает, что изменение валентности противоиона оказывает огромное влияние на осаждающее действие электролита, причем предельная концентрация значительно уменьшается нри увеличении валентности противоиона. Так, для коагуляции данного золя достаточно иногда малейших следов четырехвалентного или трехвалентного электролита, тогда как одновалентного иона требуется почти в 10 ООО раз больше. [c.134]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология