Строение мицеллы лиозоля

Лиофобные коллоидные растворы образуются в присутствии стабилизатора – электролита, ионы которого, адсорбируясь на частицах дисперсной фазы, образуют на них двойной электрический слой (ДЭС), обеспечивающий устойчивость дисперсной системы.

М ицелла лиозоля – это микросистема, состоящая из микрокристалла дисперсной фазы, окруженного сольватированными ионами стабилизатора.

Строение мицеллы золя зависит от условий его получения.

Мицелла состоит из электронейтрального агрегата и ионогенной части. Масса коллоидной частицы сосредоточена главным образом в агрегате, представляющем собой сотни атомов и молекул, т.е. частичку кристаллической решетки данного труднорастворимого вещества.

Ионогенная часть подразделяется на адсорбционный и диффузный слои. При образовании ионогенной части происходит избирательная адсорбция ионов стабилизатора. Согласно правилу Панета-Фаянса, первоочередным сродством обладают ионы, входящие в состав кристаллической решетки агрегата или изоморфные к ней. Она называются потенциалопределяющими ионами, т.к. определяют знак заряда ядра мицеллы, т.е. частички твердой дисперсной фазы.

Я дром мицеллы лиозоля называется микрокристалл малорастворимого вещества, на поверхности которого адсорбированы потенциалопределяющие ионы, сообщающие ему заряд.

Вблизи заряженной поверхности ядра за счет электростатического притяжения группируются противоионы стабилизатора, которые находятся в жидкой фазе мицеллы. Таким образом мицелла, как и любая гетерогенная система, содержащая подвижные ионы, имеет на границе раздела фаз двойной электрический слой (ДЭС).

Часть противоионов плотно прилегает к ядру мицеллы, частично компенсируя его заряд. Эти противоионы называются адсорбционным слоем или "неподвижной" частью ДЭС. Ядро вместе с адсорбционным слоем противоионов называется гранулой. Гранула имеет такой же знак заряда, какой у потенциалопределяющих ионов, т.е. у ядра.

Остальные противоионы, необходимые для компенсации заряда гранулы, располагаются вокруг гранулы более рыхло, т.е. подвижно или свободно. Эту часть противоионов называют диффузным слоем ДЭС.

Гранула вместе с окружающим её диффузным слоем противоионов составляет мицеллу. В отличие от гранулы мицелла электронейтральна и не имеет строго определённых размеров.

1. Обучающие задачи:

1. Рассмотрим образование мицеллы коллоидного раствора йодида серебра при взаимодействии разбавленных растворов нитрата серебра и йодида калия, взятого в избытке. Роль стабилизатора в этом случае выполняют ионы K⁺ и J^- избыточного количества KJ. Процесс описывается уравнением:

m AgNO₃ + (m+n) KJ  m AgJ · n J^- + n K⁺ + m KNO₃

^изб. 

твердая фаза

(ядро мицеллы)

потенциал-

определяющие

агрегат ионы

{ m AgJ · n J^- · (n-x) K⁺}^x- · x K⁺

ядро адсорбционный диффузный

слой слой

противоионов противоионов

г ранула

мицелла

2. Если данная реакция проводится в избытке AgNO₃ (стабилизатор), будет получаться положительный золь йодида серебра и строение его мицеллы будет выглядеть так:

( m+n) AgNO₃ + m KJ  m AgJ · n Ag⁺ + n NO₃⁺ + m KNO₃

^изб. 

{ m AgJ · n Ag⁺ · (n-x) NO₃^-}^x+ · x NO₃^-

^{я дро}

гранула

мицелла

Катионы Ag⁺ являются потенциалопределяющими.

3. Образование коллоидного раствора Fe(OH)₃ методом пептизации при добавлении электролита – пептизатора FeCl₃. Строение полученной мицеллы.

Пептизация заключается в дезагрегации свежеприготовленного рыхлого осадка Fe(OH)₃ за счет добавления небольшого количества FeCl₃. При этом степень дисперсности фактически не меняется, т.к. частицы рыхлого осадка уже имеют коллоидные размеры. FeCl₃ адсорбируется на поверхности частиц осадка, сообщая им заряд и переводя их во взвешенное состояние. При этом золь будет положительный за счет ионов Fe³⁺, выполняющих роль потенциалопределяющих ионов. Строение мицеллы в этом случае имеет вид:

{m Fe(OH)₃ · n Fe³⁺ · 3(n-x) Cl^-}^3x+ · 3x Cl^-

Это пример непосредственной или адсорбционной пептизации.

Химическая пептизация или диссолюция имеет место при добавлении HCl в качестве электролита. В этом случае HCl, взаимодействуя с поверхностью осадка, образует продукт FeOCl, ионы которого будут стабилизатором:

n Fe(OH)₃ + n HCl  n FeOCl + n H₂O

n Fe(OH)₃  n FeO⁺ + n Cl^-

m Fe(OH)₃ + n FeO⁺ + n Cl^-  {m Fe(OH)₃ · n FeO⁺ · (n-x) Cl^-}^x+ · x Cl^-

Согласно правилу Панета-Фаянса потенциалопределяющими ионами будут ионы FeO⁺, поэтому золь будет положительный.

2. Практическая работа: