13. Перезарядка золей индифферентными электролитами

Рассмотрим золь Fe(OH)₃, стабилизированный FeCl₃, в который вводится Электролит K₄[Fe(CN)₆], желтая кровяная соль, являющийся для этого золя индифферентным электролитом. Противоионом является ион [Fe(CN)₆]^4-, - многозарядный и слабо гидратированный ион, обладающий высокой адсорбционной способностью. Он обладает большой способностью нейтрализовать потенциалопределяющие ионы и может адсорбироваться в сверхэквивалентных количествах, то есть входить в ДЭС в количестве, превышающем заряд поверхности. Поэтому и изменяют не только величину, но и знак , то есть происходит перезарядка (рис. 10.16, кривая 3, участок ).

Рис. 10.16. Перезарядка золей многозарядными ионами. В ряду 1-2-3 концентрация электролита увеличивается.

Ион [Fe(CN)₆]^4- имеет большой заряд, слабо гидратирован и вызывает перезарядку. Новым противоионом является K⁺, он компенсирует избыточный заряд адсорбционного слоя (участок б). Концентрация электролита увеличивается в ряду 1-2-3. (рис. 10.16). В мицелле перезаряженного золя сохраняется слой потенциалобразующих ионов, состоящих из FeO⁺, и образуется новый слой ионов [Fe(CN)₆]^4-, придающий частице отрицательный заряд. Мицелла перезаряженного золя имеет следующую формулу: ..

Образуется как бы тройной электрический слой. На основе представлений Штерна можно объяснить различное влияние на ДЭС ионов одной валентности и явление перезарядки.

Обобщенное действие индифферентных электролитов на - потенциал показано на рисунке рис. 10.17.

Рис. 10.17. Обобщенная схема действия индифферентных электролитов на ДЭС.

Электролиты, противоионы которых обладают малым адсорбционным потенциалом , монотонно снижают - потенциал, доводя систему до изоэлектрического состояния (кривая 1). Электролиты, противоионы которых обладают высоким адсорбционным потенциалом , могут менять знак - потенциала и вызывать перезарядку (кривая 2). Вследствие того, что эти ионы адсорбируются в избытке, уменьшение - потенциала идет резко до изменения знака в точке (кривая 2).

Затем при достижении максимального положительного значения - потенциала в точке с дальнейшем увеличением концентрации начинается уменьшение и + - потенциала по плавной кривой до нулевого значения.

13. Действие неиндифферентных электролитов на двойной электрический слой

Неиндифферентные электролиты – это электролиты, не безразличные к поверхности агрегата мицеллы, они содержат потенциалопределяющие ионы, которые могут достраивать кристаллическую решетку поверхности и поэтому влияют на потенциал поверхности, , a, также на толщину ДЭС и на потенциал. В качестве примера рассмотрим золь , стабилизированный , в который вводятся электролиты , или .

В этом случае потенциалопределяющий ион частицы имеет тот же знак, что и потенциалопределящий ион вводимого электролита, способный достраивать решетку.

Рис. 10.18. Действие неиндифферентных электролитов на ДЭС. Знаки заряда потенциалопределяющего иона электролита и частицы одинаковы. Концентрация электролита увеличивается в ряду 1-2-3.

С введением электролита и - увеличиваются, так как ион достраивает кристаллическую решетку (кривая 2), предельно насыщая поверхность. ДЭС при этом расширяется. При увеличении концентрации электролита (кривая 3) достройка кристаллической решетки завершена, ион , больше адсорбироваться не может, так как вся поверхность занята, потенциал поверхности ₀ не меняется. Далее электролит ведет себя как индифферентный, то есть ион сжимает ДЭС.

Рассмотрим действие электролита, потенциалопределяющий ион которого, способный достраивать решетку, имеет знак заряда, противоположный знаку заряду потенциалопределяющего иона частицы.

Рис. 10.19. Действие неиндифферентных электролитов на ДЭС. Знаки заряда потенциалопределяющего иона электролита и частицы противоположны. Концентрация электролита увеличивается в ряду 1-2-3.

При введении в золь , стабилизированный , вводимый электролит содержит потенциалопределяющий ион, знак заряда которого противоположен знаку заряда потенциалопределяющего иона частицы.

Вначале происходит уменьшение и (кривая 2). При увеличении концентрации (кривая 3) происходит изменение знака и как следствие этого – знака - потенциала. Происходит перезарядка, которая определяется введением электролита, имеющего потенциалопределяющий ион, знак заряда которого противоположен знаку заряда потенциалопределяющего иона частицы.

Рассмотрим действие неиндифферентных электролитов на - потенциал в обобщенном виде (рис. 10.20)

Рис. 10.20. Действие неиндифферентных электролитов на - потенциал. 1 – Знаки заряда потенциалопределяющего иона электролита и частицы одинаковы; 2 – Знак заряда потенциалопределяющего иона и частицы противоположны.