Оптические свойства коллоидных систем

Размер коллоидных частиц лежит в пределах 10^-9-10^-7м и именно в связи с такой высокой степенью дисперсности гетерогенность коллоидных растворов нельзя обнаружить с помощью обычного микроскопа. Если наблюдать коллоидные растворы в проходящем свете, то они окажутся совершенно прозрачными, но при боковом освещении они оставляют на пути прохождения пучка света на темном фоне световой след. Образующийся световой конус получил название конуса Тиндаля, а само явление – эффект Фарадея–Тиндаля (рис. 2).

Рис.2. Эффект Фарадея-Тиндаля.

Образование расходящегося светового конуса можно также увидеть на темном фоне неба, от луча солнечного света, проникшего в темную запыленную комнату.

В истинных растворах низкомолекулярных веществ рассеяние света ничтожно мало, поэтому при освещении их световой конус не наблюдается. Эффект Фарадея-Тиндаля позволяет решить вопрос, является ли данный раствор коллоидным или истинным.

Электрокинетические явления

Электрокинетическими называют явления, которые возникают при воздействии электрического поля на дисперсные системы и в результате перемещения частиц дисперсной фазы или дисперсионной среды.

По действием внешнего электрического поля наблюдаются два явления:

1. Перемещение частиц дисперсной фазы относительно неподвижной дисперсионной среды – электрофорез. При наложении внешнего электрического поля частицы дисперсной фазы начинают двигаться к электроду, знак которого противоположен знаку заряда коллоидной частицы. Движение частиц при электрофорезе обусловлено притяжением разноименных зарядов.

2. Электроосмос - перемещение частиц дисперсионной среды под действием внешнего электрического поля относительно неподвижной дисперсной фазы. Движение дисперсионной среды обусловлено притяжением разноименных зарядов. Часто происходит в капиллярах и в каналах пористых тел.

ВОПРОС 5. Процесс потери агрегативной устойчивости коллоидного раствора, сопровождающийся укрупнением частиц, называют коагуляцией. Коагуляция коллоидного раствора приводит к потере кинетической устойчивости, которая выражается в образовании осадка. Этот процесс называют седиментацией.

Коагуляцию могут вызывать различные внешние воздействия: добавление небольших количеств электролита, концентрирование коллоидного раствора, изменение температуры, действие ультразвука, встряхивание, перемешивание и т.д. Сущность коагуляции состоит в нейтрализации заряда гранулы.

Для каждого электролита необходима своя минимальная концентрация, называемая порогом коагуляции или пороговой концентрацией (С_ПК). Величина, обратная порогу коагуляции, называется коагулирующей способностью

.

Существуют следующие правила коагуляции электролитами:

1. Коагуляцию вызывают ионы, которые имеют знак заряда, противоположный знаку заряда гранул. Коагуляцию положительно заряженных ионов вызывают анионы, отрицательно заряженных – катионы.

2. Коагулирующее действие ионов тем сильнее, чем выше заряд иона коагулянта (правило Шульце-Гарди)

Р_Al³⁺ > P_Ca²⁺ > P_K⁺;

P_PO> P_SO> P_Cl^-.

3. Для ионов одного заряда коагулирующая способность зависит от радиуса сольватированного иона: чем больше радиус, тем больше коагулирующая способность

P_Cs⁺ > P_Rb⁺ > P_K⁺ > P_Na⁺ > P_Li⁺;

P_CNS^- > P_I^- > P_Br^- > P_Cl^-.