Зависимость рН растворов солей от их концентрации

Концентрация соли, %	pH	Концентрация соли, %	pH
AlCl3 0,10 0,25 0,50 1,00 10,00	4,63 4,51 4,43 4,31 3,36	FeCl3 0,10 0,25 0,50 1,00 10,00	3,51 3,37 3,11 2,98 2,34
NaCl 0,10 0,25 0,50 1,00 10,00 26,40	7,26 7,26 7,20 7,24 7,46 7,76	CaCl2 0,10 0,25 0,50 1,00 10,00	6,65 6,66 6,76 7,08 7,46

Таблица 4.3

Произведения растворимости некоторых веществ при 25⁰С

Соли	Произведение растворимости
Барит BaSO4	1,110-10
Ангидрит CaSO4	1,310-4
Кальцит CaCO3	510-9

Другим фактором, влияющим на интенсивность взаимодействия катионов с глинистыми частицами, является их гидрофильность.

Гидрофильность электролитов можно определить по теплоте их растворения (табл.4.4).

Таблица 4.4

Теплота растворения электролитов

Электролит	Теплота растворения	Электролит	Теплота растворения
HF	60,7	H2SO4	76,7
HBr	85,1
HCl	74,8
FeCl3	132,4	B(OH)3	21,8
CaCl2	74,5	NaSO4	11,3
BaCl2	8,7	K2SO4	-24,7
NaCl	-5,1	NaOH	42,4
KCl	-17,6	KOH	54,7

Теплоты растворения электролитов обусловлены гидрофильностью его ионов. Так, сильные кислоты и щелочи легко диссоциируют в воде, их ионы активно взаимодействуют с молекулами воды, вследствие чего теплота их растворения достаточна высока.

Гидрофильность одновалентных металлов Na⁺ и К⁺ невысока, соли NaCI, KC1 растворяются в воде с поглощением тепла, поэтому они весьма подвижны и, благодаря этому способны проникать по порам неуплотненной глины вместе с раствором на значительные расстояния. Особенно это касается ионов калия.

С увеличением заряда гидрофильность и глинофильность катионов возрастает: теплота растворения CaС1₂ составляет 74,5 кДж / моль, а FеСl₃ -132,4 кДж/моль.

Вследствие высокой гидрофильности ионов кальция, ее соли даже с двухвалентными анионами paстворяются в воде, особенно в присутствии в ней хлоридов, а в контакте глины с растворами хлоридов обменные катионы Са²⁺ переходят из глины в раствор. По исследованиям O.K. Ангелопуло, при пропитке раствором KC1 бентонитовых глин в жидкости, просочившейся через глину, была обнаружена высокая концентрация ионов Са²⁺ (ионов обменного комплекса).

Ионы Мg²⁺ более гидрофильны и более "глинофильны", поэтому в обменном комплексе МgС1₂ даже совместно с растворами KC1 ионы Мg²⁺ адсорбируются преимущественно в верхней части глинистых образцов.

С увеличением концентрации адсорбируемых глиной катионов понижаются поверхностный потенциал и гидрофильность глинистых частиц, а значит, понижается толщина пленок воды.

На рис.4.1. показана зависимость поверхностного потенциала частиц от концентрации электролита для одного- (1), двух- (2) и трехвалентных (3)катионов.

Из рисунка видно, что с увеличением валентности катионов для нейтрализации заряда на одну и ту же величину требуется значительно меньшая концентрация электролитов. Для трехвалентных катионов знак потенциала может даже изменяться на обратный.

Рис.4.1.Зависимость электрокинетического потенциала частиц от концентрации электролита одно-(1), двух-(2) и трехзарядных (3) противоионов.

Важным фактором, влияющим на интенсивность взаимодействия катионов с глинистыми частицами, является наличие в растворе анионов и их активность.

Анионы раствора снижают подвижность и активность катионов, в результате чего интенсивность взаимодействия глинистых частиц с катионами раствора понижается, и чем выше активность анионов, тем ниже интенсивность взаимодействия.