Строение мицеллы.

Устойчивость дисперсной среды в большинстве случаев обеспечивает возникающий на поверхности зародышей (ядер) двойной электрический слой (ДЭС). Ядро вместе с ДЭС называется мицеллой. Ядро представляет собой агрегат, состоящий из большого числа атомов или молекул. Так, ядро мицеллы золя золота состоит из m атомов золота, то есть [mAu], а ядро гидроксида железа состоит из m молекул Fe(OH)₃, то есть [mFe(OH)₃]. Число атомов или молекул, образующих ядро мицеллы, может колебаться от сотен до миллионов и зависит от размеров ядра. ДЭС образуется, в основном, за счёт адсорбции определённых ионов из раствора. Адсорбция ионов из раствора на поверхности ядра подчиняется правилу Фаянса.

На поверхности ядра мицеллы адсорбируется из раствора преимущественно те ионы, которые в растворе содержатся в избытке и входят в кристаллическую решётку вещества, образующего ядро.

Если, например, небольшими порциями добавлять водный раствор AgNO₃ к водному раствору KI (избыток), то на поверхности ядер [mAgI] из пяти сортов гидратированных ионов NO₃^-, K⁺, I^-, H⁺, OH^-содержащихся в растворе, преимущественно будут адсорбироваться ионы йода I^-, так как они входят в ядро.

Ионы, дающие поверхности ядра заряд, называются потенциалопределяющими. Они образуют внутреннюю обкладку ДЭС, их количество обозначают n. Роль внешней обкладки играют противоионы, которые распределяются по двум слоям: часть противоионов переходит в диффузный слой (x), а оставшаяся часть (n-x) вместе с потенциалопределяющими ионами образует адсорбционный или плотный слой. Ядро с плотным слоем называют частицей. Она заряжена, а мицелла включает в себя ещё диффузный слой противоионов и является электронейтральной.

Строение мицеллы принято изображать в виде схемы и в виде формулы. Более подробно о строении мицеллы и ДЭС см. в главе 4. Рассмотрим мицеллу золя иодистого серебра при избытке AgNO₃

Если заряды ионов внутренней и внешней обкладки различны, то в формуле нужно поставить коэффициенты, уравнивающие эти заряды. Формулы мицелл являются только качественными. Они позволяют судить о структуре поверхностных слоёв, но не пригодны для количественной характеристики состава мицелл.

Формула мицеллы имеет вид:

{[ m Ag I] n Ag⁺(n-x) NO₃^-}^x+ xNO₃^- - мицелла

nAgNO₃ = nAg⁺ + nNO₃^- - стабилизатор

{[ m Ag I] n Ag⁺(n-x) NO₃^-}^x+ - частица.

[ m Ag I] – ядро.

n Ag⁺ - потенциалопределяющие ионы (внутренняя обкладка ДЭС).

(n-x) NO₃^- - противоионы плотного (адсорбционного) слоя.

XNo3- - противоионы диффузного слоя.

Противоионы плотного (адсорбционного) слоя и противоионы диффузного слоя образуют – внешнюю обкладку ДЭС.

Образование ДЭС в присутствии электролита – стабилизатора обеспечивает электростатический фактор устойчивости дисперсной системы, который усиливается с ростом потенциала поверхности и толщины ДЭС. Он очень чувствителен к действию электролитов и характерен для систем с полярными, особенно водными средами, создающими условия для диссоциации. Наряду с электростатическим, в дисперсных системах возможно проявление и других факторов стабилизации (подглава 7.3).