Колоїдні розчини основні поняття та визначення

Дисперсна система	- система, в якій одна речовина у вигляді дуже дрібних частинок рівномірно розподілена в об’ємі іншої.
Дисперсна фаза	- сукупність частинок рівномірно розподілених в об’ємі системи.
Дисперсійне середовище	- середовище, в якому рівномірно розподілені частинки дисперсної фази.
Колоїдні розчини (золі)	- ультрамікрогетерогенні дисперсні системи з розмірами частинок дисперсної фази 10-7-10-9 м.
Міцела	- окрема частинка колоїдної системи.
Коагуляція	- процес укрупнення колоїдних частинок внаслідок їхнього злипання під дією сил притягання, що приводить до руйнування колоїдної системи. Коагуляцію можна викликати різними факторами, особливо дією електролітів. Коагулюючими є іони, заряджені протилежно гранулі золю, дія яких зростає зі зростанням їхніх зарядів.

Приклади виконання завдань

Приклад 1. Будова колоїдних частинок. Визначення коагулюючої здатності електроліту.

Написати формулу міцели золю аргентум іодиду, одержаного взаємодією калій іодиду з надлишком аргентум нітрату. Які іони спричинятимуть коагуляцію золю при додаванні до нього електролітів NaNO₃, Na₂SO₄, Na₃PO₄?

Який з наведених електролітів має найбільшу коагулюючу здатність?

Відповідь. Напишемо рівняння реакції одержання золю аргентум йодиду

Формула міцели і заряд колоїдної частинки залежатиме від того, який з розчинів електролітів взято з надлишком ( AgNO₃чи KJ). Якщо в надлишку взято аргентум нітрат, то будову міцели золю аргентум іодиду можна зобразити такою схемою:

Будова міцели золю (у надлишку )

Одержані в результаті реакції молекули нерозчинної речовини AgІ злипаються, утворюючи мікрокристалик – агрегат. Оскільки розмір молекул дуже малий, для утворення агрегату повинна об’єднатися велика кількість молекул AgІ. Позначимо його через [m AgІ]. На поверхні агрегату переважно адсорбуються йони, які знаходяться в надлишку і які входять до складу агрегату. У даному випадку це можуть бути іони Ag⁺ або І^-, але не К⁺ або .

Якщо в надлишку AgNO₃, на поверхні агрегату будуть адсорбуватися n іонів Ag⁺, які називаються потенціалвизначальними іонами. Агрегат разом з адсорбованими йонами Ag⁺ називають ядром. Ці іони електростатичними силами утримують (n-x) протиіонів , утворюючи адсорбційний шар. Агрегат разом з адсорбційним шаром утворює гранулу. Вона має позитивний заряд, бо n > (n - x). Заряд гранули дорівнює алгебраїчній сумі зарядів усіх іонів, що входять до складу адсорбційного шару. В дисперсійному середовищі навколо гранули розміщується дифузійний шар, який складається з х протиіонів. Гранулу разом з навколишнім дифузійним шаром називають міцелою. Міцела вцілому електронейтральна, хоч містить заряджені частинки.

Якщо в розглянутій реакції в надлишку взяти KІ, міцела буде мати іншу будову:

Будова міцели золю (у надлишку )

Необхідно звернути увагу на те, що при утворенні багатьох золів до адсорбційного шару входять багатозарядні іони. При складанні формул міцел таких золів треба враховувати багатозарядність іонів.

Наприклад, формула міцели золю барій сульфату, одержаного взаємодією натрій сульфату з надлишком барій хлориду матиме такий вигляд:

.

Результатом порушення стійкості колоїдних розчинів є їхня коагуляція. Коагуляція – це процес збільшення колоїдних частинок внаслідок їхнього злипання під дією сил притягання. Коагуляцію можна викликати різними факторами, особливо дією електролітів. Коагулюючими є іони, заряджені протилежно гранулі золю, дія яких зростає зі зростанням їхніх зарядів.

Оскільки у наведеному прикладі заряд гранули золю аргентум іодиду позитивний, то його коагуляцію викликатимуть негативно заряджені іони і, найбільшу коагулюючу здатність матиме Na₃PO₄.