Строение мицеллы гидрофобного золя

Дисперсная фаза и прилегающий двойной электрический слой составляют мицеллу гидрофобного золя (micella – уменьшительное от лат. mica – крошка, крупица).

Основу мицеллы составляет агрегат, состоящий из большого числа частиц нерастворимого в воде вещества и имеющий кристаллическое строение. Комбинация агрегата с потенциалопределяющими ионами – ядро мицеллы. Ядро имеет заряд, знак и величина которого определяются природой и количеством потенциалопределяющих ионов. Вокруг ядра концентрируются противоионы. Ядро совместно с адсорбционным слоем противоионов образует частицу, которая окружена диффузным слоем.

Рассмотрим строение мицеллы на примере гидрофобного золя иодида серебра, полученного в результате реакции

AgNO₃ + KI = AgI + KNO₃.

При смешении AgNO₃ и KI в эквимолярном соотношении AgI выпадает в осадок. Устойчивый золь можно получить при соблюдении двух условий:

1) растворы реагентов должны быть разбавленными;

2) одно из реагирующих веществ берется в избытке; вещество, взятое в избытке, является стабилизатором золя.

На рис. 28 представлена схема мицеллы отрицательного золя иодида серебра, стабилизированного KI.

Агрегат мицеллы образуют кристаллики AgI размером 10^-9-10^-7 м. Потенциалопределяющими ионами являются ионы I^–, противоионами – ионы K⁺. Если в избытке берется AgNO₃, получается положительный золь, в котором потенциалопределяющими ионами являются ионы Ag⁺, противоионами – NO₃^-.

Разумеется, мицелла не имеет строго определенного состава. Тем не менее, ее состав можно представить условной формулой. Для положительного золя иодида серебра формула мицеллы имеет вид

Рис.28. Строение мицеллы отрицательного золя иодида серебра

,

где m – количество частиц, входящих в состав агрегата, n – количество потенциалопределяющих ионов,

x – количество противоионов в диффузионном слое.

Число противоионов, входящих в адсорбционный слой, определяется из условия электронейтральности мицеллы.

 

Факторы, влияющие на электрокинетический потенциал

Электрокинетический потенциал – важнейшая характеристика ДЭС: он определяет возможность и скорость относительного перемещения дисперсной фазы и дисперсионной среды, интенсивность электрокинетических явлений, устойчивость золей. Поэтому весьма важно рассмотреть влияние на него различных факторов.

Величина z-потенциала зависит от величины j⁰-потенциала (поскольку z-потенциал – часть поверхностного потенциала) и толщины ДЭС: чем выше j⁰-потенциал и шире ДЭС (чем больше противоионов сконцентрировано в диффузионной части), тем больше z-потенциал.

На величину z-потенциала влияют:

– температура;

– добавки электролитов;

– рН среды;

– природа дисперсионной среды.

Влияние температуры

С ростом температуры, с одной стороны, усиливается диффузия противоионов, ДЭС расширяется, z-потенциал по абсолютному значению возрастает; с другой стороны – усиливается десорбция потенциалопределяющих ионов, j⁰-потенциал уменьшается, а, следовательно, уменьшается и
z-потенциал. В зависимости от того, какая составляющая преобладает,
z-потенциал может либо возрастать, либо убывать. Вопрос о том, как будет изменяться z-потенциал с изменением температуры, должен решаться отдельно для каждой коллоидной системы с учетом ее индивидуальных особенностей. Как правило, доминирует первая составляющая.

Влияние электролитов

По характеру воздействия на потенциал ядра (j⁰-потенциал) электролиты подразделяют на индифферентные и неиндифферентные.

Индифферентные (безразличные) электролиты не имеют ионов, способных достраивать кристаллическую решетку коллоидной частицы. Поэтому такие электролиты не могут сколько-нибудь существенно изменить потенциал ядра коллоидной частицы (j⁰-потенциал).

Электролиты, добавление которых к золю, вызывает изменение потенциала ядра, называются неиндифферентными. Один из ионов неиндифферентных электролитов (неиндифферентный ион) способен достраивать кристаллическую решетку коллоидной частицы. Это ион либо входит в состав кристаллической решетки агрегата, либо образует малорастворимое соединение с потенциалопределяющим ионом.

Например, для положительного золя AgI

индифферентными электролитами являются KNO₃, NaNO₂, неиндифферентными – NaCl, KI, AgNO₃.