12. Факторы устойчивости коллоидных растворов. Механизм возникновения электрического заряда коллоидной частицы. Мицелла. Ядро. Гранула.

Факторы, определяющие устойчивость систем: броуновское движение, дисперсность частиц дисперсной фазы, вязкость и ионный состав дисперсионной среды и т.д.

Факторы устойчивости коллоидных растворов: наличие электрического заряда коллоидных частиц. Частицы несут одноименный заряд, поэтому при встрече частицы отталкиваются; способность к сольватации (гидратации) ионов диффузного слоя. Чем более гидратированы ионы в диффузном слое, тем толще общая гидратная оболочка, тем стабильнее система. Упругие силы сольватных слоев оказывают расклинивающее действие на дисперсные частицы и не дают им сближаться; адсорбционно-структурирующие свойства систем. Третий фактор связан с адсорбционными свойствами дисперсных систем. На развитой поверхности дисперсной фазы легко абсорбируются молекулы поверхностно-активных веществ (ПАВ) и высокомолекулярных соединений (ВМС). Большие размеры молекул, несущих собственные сольватные слои, создают на поверхности частиц адсорбционно-сольватные слои значительной протяженности и плотности. Такие системы по устойчивости близки к лиофильным системам. Все эти слои обладают определенной структурой, создают по П.А. Ребиндеру структурно-механический барьер на пути сближения дисперсных частичек.

Главной причиной устойчивости коллоидных систем считают наличие одноименного заряда на поверхности коллоидных частиц. Частицы не могут подойти близко друг к другу из-за электростатического отталкивания одинаковых по знаку зарядов.

С современной точки зрения, заряд на коллоидных частицах обусловлен наличием на их поверхности двойного электрического слоя (ДЭС) из ионов, возникающего либо в результате избирательной адсорбции одного из ионов электролита, находящегося в растворе, либо за счет ионизации поверхностных молекул вещества.

Коллоидная частица, иначе ее называют коллоидной мицеллой, имеет сложное строение. Внутри ее находится ядро. Оно состоит из агрегата недиссоциированных молекул аморфного или кристаллического вещества разнообразного химического состава. Вокруг ядра располагается прочно связанный с ним слой ионов определенного электрического заряда , который называется слоем потенциалопределяющих ионов. К последнему примыкает слой ионов, имеющих противоположный заряд, образуется прочно связанный с частицей неподвижный слой компенсирующих ионов (противоионов). В результате на поверхности ядра формируется двойной электрический слой ионов (ионогенный слой), внутреннюю обкладку которого образуют потенциалопределяющие ионы, а внешнюю — компенсирующие ионы противоположного знака заряда.

Ядро вместе с потенциалопределяющим и частично противоионным слоями называют гранулой или частицей.

Неподвижный слой коллоидной частицы окружает подвижный слой компенсирующих ионов. Его называют диффузным слоем. Ионы диффузного слоя способны к различным обменным реакциям. Гранула вместе с диффузным слоем составляет мицеллу.

Мицелла (дисперсная фаза) окружена внешним интермицеллярным раствором (дисперсной средой). Между дисперсной средой и неподвижным слоем компенсирующих ионов коллоидной частицы (на поверхности раздела твердой и жидкой фаз) при смещении части ионов диффузного слоя по отношению к неподвижному слою ионов коллоидной частицы возникает разность потенциалов, которую называют дзета-потенциалом. Он и определяет свободный электрический заряд коллоидной частицы, величина которого колеблется от 0 до 40-60 мВ. Следовательно, понятие о заряде коллоидов относится не к мицелле, а к грануле.