Правила коагуляції електролітами.
1.Будь-який електроліт при певній концентрації може викликати коагуляцію. Не є виключенням і електроліти, які виступають як стабілізатори. Важливо лише, щоб концентрація таких електролітів в системі була достатньо велика для того, щоб стискати подвійний електричний шар і при цьому знизити енергетичний бар’єр, який запобігає злипанню частинок при їх зближені.
2.Гарді встановив, що коагулюючу дію в електроліті мають не всі іони, а лише ті, які однойменні з протиіонами, чи те ж саме, що протилежні за знаком до заряду колоїдної частинки. Таким чином, коагуляції негативно заряджених частинок сприяють катіони, а позитивно заряджених – аніони.
3.Для початку коагуляції необхідно перевищити деяку мінімальну концентрацію електроліту в системі. Ця величина γ- поріг коагуляції – вимірюється в ммоль/л або мг-єкв/л і відповідає такому стисканню ПЕШ, що він перестає бути енергетичним бар’єром, який запобігає злипанню частинок пі дією міжмолекулярних сил притягання. Дослідним шляхом встановлено і теоретично розраховано, що коли дзета ξ =30мВ, то це є мінімальним значенням електрокінетичного потенціалу, при якому коагуляція ще не відбувається. При ξ(дзета) < 30 мВ відбувається швидка коагуляція.
4.Правило Шульце-Гарді (правило значності): коагулююча сила іона тим більша, чим більша його валентність, причому коагулююча сила іона зростає значно швидше ніж його валентність. Це емпіричне правило підтверджується теорією ДЛФО, виходячи з якої поріг коагуляції обернено пропорційний шостому ступеню валентності іонів:
γ = к/z6, або значення порогу коагуляції для одно- дво- і тризарядних йонів співвідносяться як:
γ1: γ2 : γ3 =1/16 : 1/26 : 1/36 ≈ 700 : 12 : 1
5.Коагулююча сила іонів однакової валентності зростає із збільшенням радіуса іона, тобто із збільшенням їх ступеня гідратації. Іншими словами, за коагулюючою активністю іони можна розмістити в звичайний ліотропний ряд.
6.Коагулююча активність органічних іонів значно вища ніж неорганічних іонів того ж заряду. Це пов’язано з високою адсорбційною здатністю громіздких органічних іонів, які мають велику поляризованість.
7.Коагулят завжди містить певну кількість коагулюючого іона. Це доводить, що при коагуляції завжди відбувається частковий обмін протиіонів міцел на коагулюючі іони електроліту.
В деяких випадках наведені вище правила електролітної коагуляції не додержуються. Розглянемо кілька прикладів:
Явище неправильних рядів
Це явище спостерігається в тому випадку, коли багатовалентний коагулюючий іон має протилежний до частинки заряд і при цьому може спостерігатись перезарядка частинки. Розглянемо зміну дзета потенціалу частинки при введенні зростаючої кількості коагулюючого іона.
При збільшенні концентрації електроліту величина дзета потенціалу зменшується, і починаючи з 30мВ починається процес коагуляції.
Після перезарядки частики коагуляція продовжується до того значення сел. Поки електрокінетичний потенціал не стане вище критичної величини, правда протилежного знаку. При ξ>|-30мВ| система стабільна, коагуляції немає. При подальшому збільшенні концентрації електроліту, відбувається стискання ПЕШ і зменшення
електрокінетичного потенціалу, що знову призводить до коагуляції.
Антагонізм та синергізм електролітів.
Ці явища спостерігаються при коагуляції сумішами електролітів, чим , як правило, і користуються на практиці. При цьому можна спостерігати три граничні випадки:
1. Адитивна дія електролітів (пряма 1) – електроліти діють незалежно один від одного: пороги коагуляції з’єднуються прямою лінією
2. Антагонізм електролітів (крива 2) електроліти протидіють один одному і для коагуляції золю їх необхідно додати більше ніж необхідно за правилом адитивності.
3. Синергізм електролітів (крива 3) Електроліти сприяють один одному і для коагуляції їх потрібно менше ніж вимагається за правилом адитивності.
Ці явища до цього часу не мають теоретичних пояснень.
Звикання колоїдних систем.
На практиці знаходить підтвердження лише “негативне звикання” коли при повільному додаванні до золю коагулюючого електроліту, для коагуляції його потрібно менше ніж при швидкому введенні. Це пояснюється тим, що повільному додаванні електроліту, кожна його подальша порція діє вже на кілька дестабілізованих золів, і тому для коагуляції потрібно менше електроліту. Це слід врахувати на практиці.