3.3. Строение мицеллы гидрофобного золя

Дисперсная фаза и прилегающий двойной электрический слой составляют мицеллу гидрофобного золя (micella – уменьшительное от лат. mica – крошка, крупица). Мицелла представляет собой электрически нейтральный комплекс.

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

. (42)

При смешении растворов и в эквимолярном соотношении выпадает в осадок. Однако если взять один из реагентов в избытке, например, , то в соответствии с правилом Панета-Фаянса на поверхности кристаллов будут адсорбироваться имеющиеся в растворе в избытке ионы . За счет этого поверхность кристаллов приобретет отрицательный заряд и вблизи нее сформируется ДЭС. Образуется устойчивая дисперсная система: силы электростатического отталкивания не позволят одинаково заряженным частицам дисперсной фазы приближаться друг к другу и слипаться.

Таким образом, устойчивый золь получают при соблюдении следующих условий:

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

2. растворы реагентов должны быть разбавленными.

Н а рис. 31 представлена схема мицеллы отрицательного золя иодида серебра, стабилизированного .

Основу мицеллы составляет агрегат, состоящий из большого количества молекул нерастворимого в воде вещества ( ), имеющий кристаллическое строение и размер м. На поверхности кристалла адсорбируются потенциалопределяющие ионы , достраивающие его кристаллическую решетку и придающие ему отрицательный электрический заряд. Агрегат вместе с потенциалопределяющими ионами составляют ядро мицеллы. Ядро имеет заряд, знак и величина которого определяются природой и количеством потенциалопределяющих ионов. В непосредственной близости от ядра в адсорбционном слое находятся противоионы . Они настолько прочно связаны с ядром, что в электрическом поле перемещаются вместе с ним. Ядро и противоионы адсорбционного слоя образуют коллоидную частицу, которая, в отличие от мицеллы всегда имеет заряд, в данном случае отрицательный. Остальные противоионы образуют диффузионный слой мицеллы. Под действием электрического поля, отрицательно заряженные частицы будут перемещаться к положительному электроду, а противоионы диффузионного слоя – к отрицательному. Произойдет разрыв мицеллы по границе скольжения, которая показана на рис. 31 пунктирной линией.

Мицелла не имеет строго определенного состава, но его можно представить условной формулой:

, (43)

где – количество молекул, входящих в состав агрегата; – количество потенциалопределяющих ионов; – количество противоионов в адсорбционном слое; – количество противоионов в диффузионном слое.

Если в избытке берется , получается положительный золь, в котором потенциалопределяющими ионами являются ионы , а противоионами – . Для положительного золя иодида серебра формула мицеллы имеет вид

, (44)

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

Лекция 10