П ра в ила электролитной коагуляции

1. Все без исключения сильные электролиты при определенной

концентрации могут вызвать коагуляцию коллоидного раствора.

2. Правило знака заряда: коагуляцию коллоидного раствора (зо- ля) вызывает тот ион электролита, знак заряда которого противополо-

жен  заряду  коллоидной  частицы.  Этот  ион  электролита  называют

ионом-коагулятором.

3. Каждый электролит по отношению к данному золю обладает порогом коагуляции.

Порог коагуляции (g , С кр) – минимальная концентрация элек-

тролита, достаточная для того, чтобы вызвать явную коагуляцию золя:

g =  V × C  ,                                      (26.1)

W

где  g  – порог коагуляции, моль/л; V   – объем электролита, вы-

зывающего коагуляцию, мл;   С   – концентрация электролита, моль/л;

W   – объем золя, мл.

Коагулирующая способность электролита (Р) – величина, об- ратно пропорциональная порогу коагуляции:

Р =  1g

 

.                                      (26.2)

4. Влияние заряда (валентности) иона коагулятора на коагу- лирующую способность электролита (правило Шульце-Гарди). Ко- агулирующая способность электролита возрастает с увеличением ва- лентности иона - коагулятора.

g =  const  ,                                   (26.3)

z n

где   z – валентность (заряд) иона-коагулятора, n = 2 ÷ 6

5.   Коагулирующая способность ионов коагуляторов одной и той же валентности возрастает с увеличением радиуса иона-коагулятора:

L i   +  <  N a   +  <  K +  <  R b   +  <  C s   +

® в о з ра с т а н и е

 

к оа г улирующей

с по с о б н о с т и ®

 

П р имер.

Пример решения задачи

В раствор NaJ (вещества А) медленно вводят раствор AgNO 3 (веще- ство В), в результате образуется AgJ (гидрозоль С). Напишите формулу мицеллы, укажите знак заряда коллоидной частицы. Какой из указан- ных электролитов-коагуляторов: NaF, Ca(NO 3) 2, K 2 S O 4 обладает наименьшим порогом коагуляции для AgJ (гидрозоля С )?

Р ешение:

1. Рассмотрим образование мицеллы золя иодида серебра при из-

бытке иодида натрия:

A g N O 3 +  N a J (и з б.)  ®  A g J

¯ +  N a N O 3

Так как иодид натрия взят в избытке, следовательно, раствор NaJ будет являться электролитом-стабилизатором, ионы которого образуют ДЭС:

N a J

®  N a +  +  J -

По правилу Фаянса-Панета-Пескова ионы

J -  будут являться по-

тенциалопределяющими ионами, тогда ионы

N a +

– противоионами.

 

2. Тогда формула мицеллы золя запишется следующим образом:

{ m [ A g J ]× n J -  × (n - x) Na + } x -  x N a +

 

3. Так как коллоидная частица заряжена отрицательно, то по пра- вилу Шульце - Гарди, коагуляцию образовавшегося золя будут вызы- вать катионы и тем быстрее, чем больше заряд катиона.

Из предложенных электролитов-коагуляторов наибольшим поло- жительным зарядом обладает ион Са 2 +, следовательно электролит Ca(NO 3) 2 будет обладать наименьшим порогом коагуляции.

 

 

Задачи для самостоятельного решения

 

Согласно своему варианту:

1. Напишите уравнение реакции образования гидрозоля С из ве- ществ А и В.

2. Напишите формулу мицеллы образовавшегося гидрозоля С при условии, что вещество А взято в избытке. Укажите знак заряда колло-

идной частицы.

3. Укажите электролит-коагулятор, обладающий меньшим поро- гом коагуляции.

 

а р и- а нт	Вещество А (изб.)	Вещество В	Гидрозоль С	Электролит-коагулятор
1	NaJ	A g NO 3	A g J	NaF, Ca(NO 3) 2, K 2 SO 4
2	M g Cl 2	NaOH	M g (OH) 2	K 3 PO 4, (CH 3 COO) 2 Z n, AlCl 3
3	NH 4 CNS	A g NO 3	A g CNS	KNO 3, Na 2 S O 4, Ca(NO 3) 2
4	CaCl 2	H 2 S O 4	CaSO 4	ZnCl 2, AlCl 3, K 2 S O 4
5	B a Cl 2	K 2 S O 4	B aS O 4	NH 4 Cl, AlCl 3, K 3 [ F e(CN) 6 ]
6	(NH 4) 2 S	A g NO 3	A g 2 S	B a (NO 3) 2, CH 3 COOK, Na 2 S O 4
7	A l Cl 3	NaOH	A l (OH) 3	Na 2 S O 4, KNO 3, CaCl 2
8	CrCl 3	NH 4 OH	Cr(OH) 3	K 2 S O 4, Al(NO 3) 3, BaCl 2
9	Na 2 S i O 3	H Cl	H 2 Si O 3	K 2 S O 4, (CH 3 COO) 2 Z n, AlCl 3
10	ZnCl 2	(NH 4) 2 S	ZnS	(NH 4) 2 S O 4, Ca(NO 3) 2, K 3 [ F e(CN) 6 ]
11	M n Cl 2	(NH 4) 2 S	M n S	K 2 S O 4, Al(NO 3) 3, CaCl 2
12	F eCl 3	NaOH	F e(OH) 3	Na 2 S O 4, KNO 3, BaCl 2
13	K 2 S O 4	B a (NO 3) 2	B aS O 4	NH 4 Cl, AlCl 3, K 3 [ F e(CN) 6 ]
1 4	CoCl 2	(NH 4) 2 S	CoS	ZnCl 2, AlCl 3, K 2 S O 4
15	NiCl 2	(NH 4) 2 S	NiS	KNO 3, Na 2 S O 4, Ca(NO 3) 2
16	CdCl 2	H 2 S	CdS	(NH 4) 2 S O 4, Ca(NO 3) 2, Al(NO 3) 3
17	A g NO 3	KJ	A g J	NaF, Ca(NO 3) 2, K 2 SO 4
18	F eCl 3	K 4 [ F e(CN) 6 ] F	e 4 [ F e(CN) 6 ] 3	CH 3 COONa, K 2 S O 4, Al(NO 3) 3
19	Zn(NO 3) 2	NaOH	Zn(OH) 2	Na 2 S O 4, KCl, BaCl 2
20	K 2 CrO 4	A g NO 3	A g 2 C r O 4	NH 4 Cl, AlCl 3, K 3 [ F e(CN) 6 ]
21	P b (NO 3) 2	KJ	P b J 2	(NH 4) 2 S O 4, CaCl 2, Al(NO 3) 3
22	KMnO 4	Na 2 S 2 O 3	M n O 2	K 2 S O 4, Al(NO 3) 3, CaCl 2
23	Zn(NO 3) 2	K 3 [ F e(CN) 6 ]	Zn 3 [ F e(CN) 6 ] 2	CH 3 COONa, K 2 S O 4, BaCl 2
24	K 4 [ F e(CN) 6 ]	F eCl 3	F e 4 [ F e(CN) 6 ] 3	ZnCl 2, AlCl 3, K 2 S O 4
25	(NH 4) 2 S	P b (NO 3) 2	P b S	K 2 S O 4, (CH 3 COO) 2 Z n, AlCl 3
26	A g NO 3	(NH 4) 2 C 2 O 4	A g 2 C 2 O 4	CH 3 COONa, K 2 S O 4, Al(NO 3) 3
27	H g (NO 3) 2	H 2 S	H g S	Na 2 S O 4, KNO 3, BaCl 2
28	F eSO 4	K 3 [ F e(CN) 6 ]	F e 3 [ F e(CN) 6 ] 2	(NH 4) 2 S O 4, CaCl 2, Al(NO 3) 3
29	Na 3 A s O 4	A g NO 3	A g 3 A s O 4	NH 4 Cl, AlCl 3, K 3 [ F e(CN) 6 ]
30	(NH 4) 2 S	CuSO 4	CuS	NaF, Al(NO 3) 3, K 2 S O 4

 

 

176

Расчет порогов коагуляции