Взаимодействие коллоидных части ионно-электростатическое

Существование двойного электрического слоя (ДЭС) ионов и скачка потенциала на границе раздела двух фаз играет важную, а иногда — основную роль не только в адсорбции понов и ионном обмене, но и во многих других явлениях, важных для теории и практики. К ним относятся электродные процессы, электрокапил-лярные и электрокинетические явления, процессы переноса вещества и энергии через коллоидные системы, поляризационные явления, происходящие при этом, и наконец, явления, связанные с электростатическим взаимодействием коллоидных частиц, определяющим в значительной степени устойчивость дисперсной системы. Все эти феномены, к знакомству с которыми мы переходим, оказываются взаимосвязанными посредством ДЭС. Для выражения этой связи мы вводим термин, появившийся последнее время в литературе, — э л е к т р о п о в е р х н о с т н ы е явления. Этим общим термином мы обозначаем все следствия, имеющие своей причиной существование ДЭС на поверхности раздела фаз. Круг их настолько обширен, что часть из них, непосредственно не связанная с дисперсными системами, рассматривается в электрохимии, в физике твердого тела, в геофизике и других дисциплинах. Однако несомненно, что обобщенное изучение всех следствий существования ДЭС должно составить предмет физической химии дисперсных систем и поверхностных явлений. [c.192]

Когда между частичками дисперсной фазы и дисперсионной средой нет значительного взаимодействия (система лиофобна), сближение частичек происходит подобно сближению в вакууме. Расклинивающее давление равно нулю до расстояний Ю"" см, затем оно становится отрицательной величиной, т. е. фактором коагуляции. Чем выше лио-фильность системы, тем выше положительное расклинивающее давление или толщина сольватных оболочек, уравновешивающих своим расклинивающим давлением постоянную внешнюю силу, стремящуюся сблизить частички, и тем выше устойчивость системы. Поэтому стабилизация лиофобных дисперсных систем основана на лиофилизации поверхности частичек дисперсной фазы. Такая лиофилизация осуществляется либо созданием адсорбционного слоя ориентированных молекул поверхностно-активного вещества, изменяющего природу поверхности дисперсных частичек, либо адсорбцией ионов и созданием двойного электрического слоя на поверхности раздела фаз. Двойной электрический слой ионов при достаточно малой концентрации электролита в дисперсионной среде всегда размыт и образует вокруг коллоидной частички гидратную оболочку значительной толщины. Эта оболочка проявляет положительное расклинивающее давление, обусловленное электростатическими силами. [c.89]

Пришли к заключению, что специфические химические силы взаимодействия должны иметь возможность преодолевать электростатические силы отталкивания. Адсорбция таких разновидностей железа на кремнеземе при одинаковом по знаку заряде должна включать образование связей Si—О—Fe. Такое положение согласуется с идеей о том, что образование химических связей между частицами кремнезема посредством включения в связь промежуточного мостикового атома или же промежуточной частицы фактически может представлять собой силы притяжения вместо предполагаемых вандерваальсовых сил , по крайней мере для случая кремнезема. Согласно некоторым авторам [220, 258], положительно заряженные коллоидные частицы — поликатионы действуют подобно мостикам между отрицательно заряженными частицами кремнезема, формируя таким образом трехмерную сетку. В таком случае коагулянт представляет собой часть осадка. Хан и Стамм [259, 260] выявили стадию, определяющую скорость процесса коагуляции частиц кремнезема при использовании гидролизованных ионов алюминия. Они постулируют три различающиеся стадии а) образование коагулянта в виде поликатионной разновидности посредством гидролиза и полимеризации алюминия (III) б) дестабилизацию дисперсии в результате специфической адсорбции изополикатионов, которая понижает потенциал поверхности коллоидных частиц кремнезема эта стадия обозначается как адсорбционная коагуляция в) перенос коллоидных частиц за счет броуновского движения или же существования градиента скоростей. Стадии а) и б) протекают быстро, тогда как стадия в) оказывается медленной, т. е. этапом, определяющим скорость всего процесса. Скорость коагуляции была получена как произведение значения частоты столкновений частиц на фактор эффективности таких столкновений. Авторы провели различие между адсорбционной коагуляцией в том случае, когда имеется скопление коллоидных частиц с гидролизованными ионами металла, способными сильно адсорбироваться на поверхности коллоидного кремнезема, и дестабилизацией в случае существования негидролизованных ионов металла, когда адсорбция указанных ионов оказывается значительной относительно общего количества ионов, присутствующих в растворе. [c.518]

Нарун ный слой коллоидной частицы частично диссоциирован, причем у отрицательно заряженных коллоидов в окружающий раствор диссоциируют положительно заряженные ионы (катионы), а отрицательный заряд имеет ядро коллоидной частицы. Находящиеся на его поверхности ионы называются потенциалопределяЮщими, а отдиссоциированные ионы — компенсирующими. При взаимодействии с окружающим коллоидную частицу раствором часть компенсирующих ионов образует так называемый диффузный слой. Электростатически(Е силы, удерживающие ионы диффузного слоя, убывают по мере удаления их от частицы, и они легко обмениваются на ионы, находящиеся в растворе. Коллоидная частица вместе с диффузным слоем называется мицеллрй. [c.117]

Согласно электростатической теории, коллоидная система представляет собой следующее. Вокруг частицы имеется двойной электрический слой, одна часть которого прочно связана с частицей. За этим слоем, благодаря электростатическим силам заряженной частицы, действующим отталкивающе на однозначно заряженные ионы и притягивающе на противоположно заряженные ионы, получается слой ионов, в котором будут преобладать ионы противоположного с частицей знака. Такому распределению ионов с противоположным зарядом препятствует температурное движение ионов, энергия которого приблизительно одного порядка с энергией кулоновских сил (сил электрического взаимодействия). Под действием двух этих сил образуется своего рода ионная атмосфера вокруг частицы, в которой будут преобладать ионы с зарядами, противоположными заряду частицы. Например, в случае отрицательно заряженной частицы AsaSs вблизи самой частицы будет находиться ярочный слой Н+-ионов, не уравновешивающий полностью ее заряда. За этим слоем диффузный слой Н+-ионов, [c.263]

Для латексов, полученных с использованием ионогенных эмульгаторов, как для любых коллоидных систем с полярными дисперсионными средами, характерно существование двойного электрического слоя на межфазной границе. Поскольку большинство л.атексов получают с применением анионоактивных эмульгаторов. частицы полимера несут отрицательный заряд. Внешняя обкладка двойного электрического слоя состоит из двух частей. Определенная часть катионов прочно связана с поверхностью частиц полимера не только электростатическими, но и адсорбционными силами взаимодействия и перемещается в дисперсионной среде вместе с этой частицей (плотный слой). Другая часть катионов связана с отрицательно заряженной частицей полимера только электростатическим взаимодействием, и концентрация катионов этого рыхлого (диффузного) слоя быстро уменьшается по мере удаления от поверхности. При движении частицы полимера в дисперсионной среде ионы диффузного слоя не перемещаются вместе с ней, что приводит к возникновению разности потенциалов между твердой поверхностью полимера и жидкой средой (элек-трокинетический, или д-потенциал). [c.396]