37.Тердинамический и электрокинетический потенциал.

Между ядром и раствором возникает полный электрический потенциал или термодинамический

(фи)-потенциал. Это – разность потенциалов, созданных всеми положительными и отрицательными зарядами мицеллы. Другой потенциал, называемый электрокинетическим, или

(дзета)-потенциалом, существует между слоем ионов адсорбционного слоя и диффузного слоя. Электрокинетический потенциал назван так потому, что диффузный слой подвижен и может смещаться при движении мицеллы. Этот потенциал составляет часть термодинамического потенциала и всегда меньше его.

Электрокинетический потенциал снижается по мере удаления от поверхности гранулы (или твердого тела). На -потенциал влияет концентрация ионов в растворе. При увеличении концентрации ионов -потенциал уменьшается за счет перехода части ионов диффузного слоя в адсорбционный слой или благодаря замене ионов с зарядом одного знака на ионы с зарядом другого знака.

Добавление ионов, особенно многозарядных, может привести к их адсорбции в таких количествах, что произойдет перезарядка гранулы и изменение знака электрокинетического потенциала. Когда все противоионы находятся в адсорбционном слое, -потенциал становится равным нулю. Подобное состояние называется изоэлектрическим состоянием (изоэлектрической точкой).

С увеличением концентрации ионов электрокинетический потенциал уменьшается, проходит через изоэлектрическую точку, изменяет знак и снова увеличивается. В изоэлектрическом состоянии электрокинетический потенциал равен нулю, и в этом состоянии дисперсные системы наименее устойчивы, частицы укрупняются, выпадают в осадок, и из ядра, играющего роль кристаллического зародыша, вырастает кристалл. Лиофильные системы в отличие от лиофобных в изоэлектрическом состоянии устойчивы (кроме некоторых белков).

38. Обменная адсорбция.

Под общим понятием обменной адсорбции понимают явление замещения на адсорбенте одного вещества другим, находящимся во внешней среде. В наиболее простом случае это есть вытеснение слабого адсорбтива более сильным; в итоге “конкуренции” за активные центры адсорбента на нем окажутся оба адсорбтива в количествах, пропорциональных их адсорбции. Так, если адсорбция одного из адсорбтивов на данном адсорбенте в 10 раз выше, чем другого, то его и адсорбируются в 10 раз больше. Однако конкурирующее вещество оказывает влияние, изменяющее пропорциональность их адсорбции, т. е. наблюдаются явления синергизма или антагонизма.

Разновидностью обменной адсорбции является ионообменная адсорбция. Ее сущность заключается в том, что некоторые адсорбенты имеют химические группы, которые диссоциируют и замещают свои ионы на одноименно заряженные ионы, содержащиеся в растворе. Если из раствора обмениваются ионы Н⁺ или ОН^-, то в результате обмена в растворе меняется соотношение этих ионов и изменяется рН. Так, коллоидные частицы Fе(ОН)₃ могут обменивать адсорбированные ионы С1^- на ОН^-, что ведет к преобладанию в растворе ионов Н⁺ и, следовательно, рН раствора смещается в кислую сторону. Такой частный случай ионообменной адсорбции называется гидролитической.

Ионообменной адсорбции также свойственна определенная избирательность. При помощи ионообменников в промышленности очищают растворы от примесей солей, выделяют некоторые вещества, например редкие металлы, получают обессоленную воду, равноценную дистиллированной, и т. п.