6.4. Факторы, от которых зависит дзета-потенциал

Дзета-потенциал тем больше, чем больше термодинамический потенциал φ₀.

Дзета-потенциал тем больше, чем больше δ, т. е. чем больше противоионов находится в диффузном слое (при одном и том же φ₀).

На величину дзета-потенциала влияют добавка индифферентного электролита, добавка неиндифферентного электролита, рН среды и другие факторы.

ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОЛИТОВ

Если в лиофобный золь вводится электролит, один ион которого одинаков с противоионом ДЭС, концентрация противоионов в коллоидном растворе увеличится, естественно, увеличится их концентрация в адсорбционном слое, т. е. диффузный слой сжимается. Это приводит к уменьшению дзета-потенциала по абсолютной величине.

Если в лиофобный золь вводится индифферентный электролит, который не имеет ионов, входящих в ДЭС, то ион, заряд которого одинаков по знаку с зарядом противоиона будет конкурировать за нахождение в ДЭС. При близких адсорбционных способностях противоиона и иона-конкурента будет происходить сжатие ДЭС и уменьшение дзета-потен­циала вплоть до нуля. Если же адсорбционная способность иона-кон­курента значительно больше, чем данного противоиона (например, больше заряд), то может произойти перезарядка коллоидной частицы, т. е. дзета-потенциал изменит свой знак, сохраняя постоянным термодинамический потенциал.

ВЛИЯНИЕ pН

Введение в золь ионов H⁺ и OH^– может сильно сказываться на величине дзета-потенциала, так как эти ионы обладают высокой сорбционной способностью: ионы H⁺ – из-за малых размеров и, следовательно, большой плотности заряда, ионы OH^– – из-за большой поляризуемости.

ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ЗОЛЯ

Здесь наблюдаются две противоположные тенденции:

• с разбавлением золя уменьшается концентрация противоионов, что приводит к расширению ДЭС и, следо­вательно, к увеличению по абсолютной величине дзета-потенциала;

• с разбавлением золя усиливается десорбция потенциал-опреде­ляющих ионов, что приводит к уменьшению по абсолютной величине φ₀ и, следовательно, дзета-потенциала.

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ

Влияние температуры на величину дзета-потенциала аналогично влиянию концентрации золя. С ростом температуры, с одной стороны, усиливается диффузия противо­ионов, ДЭС расширяется, дзета-потенциал по абсолютной величине возрастает; с другой стороны – усиливается де­сорбция потенциалопределяющих ионов, тем самым уменьшая абсолютную величину φ₀ и дзета-потенциала.

Изучив тему «Электрические свойства коллоидных растворов», вы должны знать:

• основные положения теории строения ДЭС;

• сущность электрокинетических явлений;

• строение мицелл лиофобных золей;

• понятие дзета-потенциала; влияние электролитов, pH, температуры, концентрации золя на величину дзета-потенциала.

Лекция 7. Устойчивость коллоидных растворов. Коагуляция

План лекции:

1. Седиментационная устойчивость дисперсных систем.

2. Агрегативная устойчивость коллоидных растворов. Коагуляция.

3. Факторы устойчивости лиофобных золей.

4. Теория устойчивости лиофобных золей.

7.4.1. Электростатические силы отталкивания.

7.4.2. Ван-дер-Ваальсовы силы притяжения.

5. Виды коагуляции электролитами.

6. Гетерокоагуляция и гетероадагуляция.

Образование лиофобных дисперсных систем сопровождается увеличением свободной поверхностной энергии, поэтому дисперсные системы термодинамически неустойчивы. В то же время при определенных условиях они могут сохраняться в течение длительного времени.

Проблема устойчивости дисперсных систем – одна из важнейших проблем коллоидной химии.

Рассматривают два вида относительной устойчивости дисперсных систем: седиментационная и агрегативная. Эти два вида устойчивости различны по своему механизму и требуют раздельного рассмотрения.