Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию

Дисперсионная среда	Дисперсная фаза
	газ	жидкость	твердое тело
Газ Жидкость Твердое тело	Дисперсная система невозможна Жидкие пены Твердые пены (пем-за, пенопласты)	Аэрозоли (тума-ны, облака) Эмульсии (масло, кремы, мази) Жемчуг, вода в парафине	Аэрозоли (дымы, пыль) Суспензии и кол-лоидные растворы Сплавы, окрашен-ные стекла

2.2. Строение коллоидных частиц

Коллоидные растворы (золи) состоят из дисперсной фазы и дисперсионной среды. Дисперсная фаза образована коллоидными частицами, называемыми мицеллами. Дисперсная фаза практически нерастворима в дисперсионной среде.

Строение мицеллы рассмотрим на примере образования золя иодистого серебра AgI, который получается при взаимодействии очень разбавленных растворов нитрата серебра AgNO₃ и иодида калия KI:

Ag⁺ + NO₃^- + K⁺ + I^- = AgI ↓ + K⁺ + NO₃^-

Если иодид калия и нитрат серебра взяты в эквивалентных количествах, частицы AgI растут, достигая значительной величины, превосходящей размеры коллоидных частиц, и быстро выпадают в осадок. Если же реакцию проводят с очень разбавленными растворами при небольшом избытке одного из реагентов, то осадок не выпадает, а образуется коллоидный раствор AgI.

Вещество ядра коллоидной частицы, имеющее кристаллическую или аморфную структуру, нерастворимое в дисперсионной среде, составляет основную массу мицеллы и построено из нейтральных молекул или атомов. В нашем примере ядро – мельчайший кристаллик иодида серебра, состоящий из большого числа молекул: m (AgI).

Полученное ядро является носителем свободной поверхностной энергии, поэтому на его поверхности идёт адсорбционный процесс. Согласно правилу Пескова – Фаянса, на поверхности ядра мицеллы обычно адсорбируются ионы, имеющие в составе ядра частиц, т.е. адсорбируются ионы серебра или ионы йода – те, которые находятся в избытке. Если получать коллоидный раствор при избытке иодида калия, то адсорбироваться будут ионы I^-. Они достраивают кристаллическую решетку ядра, прочно входят в его структуру, образуя адсорбционный (неподвижный) слой, и придают ядру отрицательный заряд: m [AgI]n I^-. Эти ионы, адсорбирующиеся на поверхности ядра и придающие ему соответствующий заряд, называются потенциалопределяющими ионами.

В растворе находятся также ионы, противоположные по знаку потенциалопределяющим ионам, они называются противоионами. В данном примере противоионами являются K⁺, которые электростатически притягиваются потенциалопределяющими ионами адсорбционного слоя. Часть K⁺ прочно связывается и входит в адсорбционный слой. Ядро с адсорбционным слоем называется гранулой:

{m [AgI] n I^- (n-х)K⁺}^х-

гранула

В адсорбционном слое гранулы преобладают потенциалопределяющие ионы, число которых можно обозначить n I^-, а количество противоионов - (n-х) K⁺. Оставшаяся часть противоионов образуют диффузный (подвижный) слой ионов. Ядро с адсорбционным и диффузным слоями называется мицеллой:

{m [AgI] n I^- (n-х)K⁺}^х- хK⁺ (гранула отрицательна)

мицелла

Если получать золь иодистого серебра при избытке AgNO₃, т.е. при избытке Ag⁺ , то коллоидная частица благодаря адсорбции ионов Ag⁺ на поверхности ядра получит положительный заряд. Мицелла примет вид:

{m [AgI] nAg⁺ (n-х)NO₃^-}^х+ хNO₃^- (гранула положительна)

мицелла

Числа m, n, х в зависимости от условий приготовления золей могут изменяться в широких пределах, т.е. мицелла не имеет строго определенного состава.

Таким образом, мицелла – электронейтральная коллоидная частица, способная к самостоятельному существованию. Она состоит из ядра (аморфного или кристаллического), адсорбционного и диффузного слоев и определяет все основные свойства коллоидной системы.

При пропускании постоянного тока через коллоидный раствор к электродам движутся не мицеллы, которые нейтральны, а только гранулы. По направлению перемещения гранул в электрическом поле доказано, что они обладают одноименным (+ или -) зарядом. Наличие одноименного заряда у всех частиц данного золя является важным фактором его устойчивости. Заряд препятствует слипанию и укрупнению частиц, т.е. коагуляции.