43. Что понимается под термином “разрушение дисперсной системы”, какая устойчивость при этом теряется? Правила электролитной коагуляции лиофобных золей.

Коагуляция, т.е. разрушение дисперсной системы под действием внешних факторов, сопровождается самопроизвольным переходом дисперсной фазы в осадок, процесс слипания частиц, которые имеют одинаковую природу и знак заряда поверхности.

Коагуляция связана с потерей системы агрегативной устойчивости.(Агрегативная устойчивость - способность дисперсной системы сохранять размеры частиц и их индивидуальность).

Правила электролитной коагуляции лиофобных золей:

1)Правило знака заряда: Ионом-коагулятором в электролите является только тот ион, который имеет заряд, противоположный знаку заряда коллоидной частицы.

2)Порог коагуляции : Минимальная концентрация , которой достаточно чтобы произошла явная коагуляция, выражающая в четком изменении какого-либо физического свойства системы:

3)Степень коагуляции . Отношение числа эффективных соударений частиц, приводящих к коагуляции к общему числу столкновений n частиц в единицу времени . Если степень коагуляции равна 0, то коагуляция не происходит, если степень коагуляции равна 1, происходит быстрая коагуляция, если степень коагуляции больше 0 и меньше 1 наблюдается медленная коагуляция.

4)Правило значности Шульце-Гарди: Коагулирующая способность электролита возрастает с увеличением валентности иона-коагулятора в некоторой высокой степени его заряда:

5)Лиотропные ряды: По величине коагулирующей способности ионы одного и того же знака и одной и той же валентности располагают в следующие лиотропные ряды:

Чем ионы более лиофобны, тем большим коагулирующим действием они обладают.Последнее объясняется их тонкой гидратной оболочкой, которая в меньшей степени препятствует адсорбции на поверхности коллоидных частиц ионов.

Таким образом, при одинаковой величине заряда иона-коагулятора коагулирующая способность иона возрастает с увеличением его собственного

радиуса, поляризуемости и уменьшением радиуса гидратной оболочки. Коагулирующая способность органических ионов-коагуляторов во много раз превосходит таковую неорганических ионов. Коагулирующая способность органических ионов одного и того же заряда сильно возрастает с увеличением длины углеводородного радикала, вследствие возрастания их адсорбционного потенциала.

6) Влияние ионов-партнеров: Коагулирующая способность данного иона-коагулятора, при замене его партнера с другим партнером той же валентности, в большинстве случаев меняется незначительно.

7)Коагуляция смесью электролитов:

Линия 1 - аддитивное действие: Электролиты действуют независимо один от другого, их суммарное действие складывается из воздействия каждого из электролитов: . Аддитивность наблюдается при близости коагулирующей способности обоих электролитов, то есть когда они содержат противоионы одинаковой валентности.

Линия 2 - синергизм действия: Электролиты способствуют коагулирующему действию друг другу и для коагуляции их требуется меньше, чем нужно по правилу аддитивности.

Линия 3 - антагонизм действия: Электролиты противодействуют друг другу, и для коагуляции их следует добавить больше, чем требуется по правилу аддитивности.

8) Связь коагуляции с величиной : Коагуляция связана с уменьшением величины при введении в систему электролитов. То наименьшее значение при котором начинается явная коагуляция, получило название критического . Независимо от знака, если по абсолютной величине больше , то коагуляция не наступает, если же меньше величины , то коагуляция идет с тем большей скоростью, чем меньше потенциал.

Способность противоионов электролита снижать зависит от величины его радиуса, поляризуемости, способности гидратироваться. Чем больше поляризуемость иона, тем больше его способность вызывать коагуляцию, то есть он быстрее уменьшает толщину ДЭС.

Наиболее эффективно на величину действуют индифферентные электролиты. Они не имеют в своем составе ионов, способных достраивать кристаллическую решетку дисперсной фазы. Эти электролиты не изменяют общий скачок потенциала коллоидных частиц, а снижают в результате увеличения концентрации противоионов в системе и сжатия ДЭС.

Кривая 1 - изменение в системе до введения электролита.

Кривые 2,3,4 - после введения электролита.

Кривая 4 соответствует изоэлектрическому состоянию системы, когда равен нулю.

9)Типы электролитной коагуляции:

Нейтрализационная - она наблюдается у золей со слабо заряженными частицами, обладающими сравнительно низкими значениями электрического потенциала поверхности, при добавлении неиндифферентного электролита. Ионы добавляемого электролита адсорбируются на поверхности заряженных коллоидных частиц, что приводит к уменьшению электрического потенциала поверхности. В результате разряжения коллоидных частиц и уменьшения их потенциала электрические силы отталкивания между частицами ослабевают, частицы при сближении слипаются и выпадают в осадок.

Концентрационная - это коагуляция наблюдается у золей с сильно заряженными частицами при введении в дисперсную систему индифферентных электролитов. Потеря устойчивости при концентрационной коагуляции связана не с падением потенциала поверхности частиц, а с сжатием диффузной части двойного электрического слоя при увеличении концентрации ионов электролита в растворе и уменьшением абсолютного значения .