химический каталог




Курс коллоидной химии

Автор С.С.Воюцкий

а явления, как бы противо-цоложные электрофорезу и электроосмосу. Дорн в 1878 г.-обнаружил, что при оседании каких-либо частиц в жидкости, например песка в воде, возникает электродвижущая сила между двумя электродами, введенными в разные места столба жидкости. Это явление, противоположное электрофорезу, получило название эффекта Дорна, или потенциала седиментации.

При продавливании жидкости через пористую перегородку, по обеим сторонам которой находятся электроды, также бы,ло обнаружено возникновение разности потенциалов. Явление это, открытое Квинке в 1859 г. и обратное электроосмосу, было названо потенциалом^ протекания, или потенциалом течения.

Все четыре указанных' явления, поскольку'в них происходит передвижение частиц или жидкости при приложении разности потенциалов или, наоборот, возникает разность потенциалов при передвижении частиц или жидкости, получили общее название электрокинетических явлений. Эти явления, будучи связанными с наличием межфазной поверхности, проявляются легче всего в высокодисперсных системах с большой удельной поверхностью.

Рассмотрим подробнее электрофорез и электроосмос, так как эти явления весьма важны для изучения и понимания электрических свойств коллоидных систем.

Совершенно очевидно, что причина всех электрокинетических явлений заключена в противоположности знаков заряда твердой фазы и жидкости. Это положение было принято еще Квинке и Гельмгольцем во второй половине XIX столетия. Однако вопрос, почему возникают эти заряды на межфазной границе, оказался гораздо более сложным.

Причиной возникновения заряда коллоидных частиц вначале считали переход электронов из одной фазы в другую при контакте двух фаз. Однако если бы эта точка зрения была правильной, то при электрофорезе должно было бы соблюдаться известное правило Кёна, согласно которому тела с большей диэлектрической проницаемостью должны заряжаться положительно, а с меньшей— отрицательно, поскольку первые обычно являклся донорами, а вторые — акцепторами электронов. Для некоторых коллоидных систем, например для гидрозолей серы или эмульсий масла в воде, это правило как будто соблюдается. Однако для большого класса коллоидных систем, а именно для коллоидных растворов металлов и их окислов в воде, оно оказалось^ совершенно неприемлемым Частицы металлов, обладающих бесконечно большой диэлектрической проницаемостью, как правило, несут отрицательный заряд, тогда как вода, имеющая по сравнению с ними небольшую диэлектрическую проницаемость, оказывается заряженной положительно. Кроме того, опыт показал, что знак заряда коллоидной частицы может меняться на обратный под действием весьма небольших количеств некоторых электролитов, не влияющих сколько-нибудь заметно на диэлектрическую проницаемость среды. Эти наблюдения показали иесостоятель- * ность теории, связывающей возникновение заряда с контактом двух фаз.

С современной точки зрения заряд на коллоидных частицах лиозолей, проявляющийся при электрофорезе, обусловлен наличием на их поверхности двойного электрического слоя из ионов, возникающего либо в результате избирательной адсорбции одного из ионов электролита, находящегося в растворе, либо за счет ионизации поверхностных молекул веществ. Правильность такой точки зрения подтверждают опыты, показавшие, что электрокинетические явления не наблюдаются или почти не наблюдаются в жидких средах с очень малой диэлектрической проницаемостью, в которых не происходит заметной диссоциации электролитов. К таким жидкостям относятся хлороформ, петролейный эфир, сероуглерод. В то же время электрокинетические явления наблюдаются в нитробензоле в таких слабо полярных жидкостях, как ацетон, этиловый и метиловый спирты, и в особенности — в воде.

* Кристалл Agl, имеющий кубическую форму, условно изображен на рис. VII, 3, в виде кружка К этому приему, ради простоты, будем прибегать в аналогичных случаях и в дальнейшем. Потенциалопределяющие ионы показаны на рис. VII. 3 с внешней стороны частицы. В некоторых руководствах эти ионы помещают непосредственно в ее поверхностном слое. Каждый способ размещения потенциалопределяющих ионов имеет свои преимущества Первый способ подчеркивает то важное обстоятельство, что потеициалопределяющий ион

Образование двойного электрического слоя в результате избирательной адсорбции одного из ионов рассмотрено в гл. VI. На рис. VII, 3 в самом общем виде изображен двойной электрический слой, возникающий на кристаллах иодида серебра, находящихся в слабом растворе иодида калия *. Иодид-ионы (потенциалопре-деляющие ионы) достраивают кристаллическую решетку иодида серебра и тем самым придают частицам отрицательный заряд, а ионы калия (противоионы) находятся в растворе вблизи межфазной поверхности. В целом, однако, весь комплекс, называемый мицеллой, остается электронейтральным.

Впрочем, образование двойного электрического слоя в результате избирательной адсорбции одного из ионов, присутствующих в дисперсионной среде, может происходить и тогда, когда достройки кристаллической решетки нет. Например, двойной электрический слой образуется на частицах парафина, диспергированного в слабом растворе щелочи, за счет избирательной адсорбции гидр-оксильного иона, который в данных условиях проявляет лучшую адсорби-руемость, чем ион щелочного металла.

Возникновение двойного электрического слоя за счет ионизации можно проиллюстрировать образованием двойного электрического слоя на частицах водного золя двуокиси кремния. Молекулы SiC>2, находящиеся на поверхности таких частиц, взаимодействуют с дисперсионной средой, гидра-тируются и образуют кремневую кислоту, способную ионизироваться:

H2Si03

± Si02C + 2Н+

При этом силикатные ионы S\02f остаются на поверхности частицы, об-1 условливая ее отрицательный заряд, а ионы водорода переходят в раствор. Схематически двойной электрический слой на поверхности частиц S1O2 можно изобразить так, как это показано на рис. VII, 4. Понятно, что и в этом случае весь комплекс в целом будет электронейтрален. Конечно, вполне возможно, что не все молекулы H2S1O3, находящиеся на поверхности, ионизируются. Кроме того, возможна и одноступенчатая диссоциация на ионы Si03H~ и Н+. Но это не меняет сути дела.

Более подробно образование двойного электрического слоя на коллоидных частицах рассмотрено в следующей главе.

в большинстве случаев адсорбируется частицей из внешней среды. Второй способ указывает на то, что адсорбированный потенциалобразующий ион достроил частицу и составляет с ней одно целое. Учитывая, что ни один из этих способов размещения ионов не имеет явных преимуществ, в дальнейшем будем прибегать к первому способу, поскольку он используется в большинстве отечественных учебников и был применен в первом издании згой книги.

При действии электрического поля на частицы, несущие двойной электрический слой, происходит явление, напоминающее электролиз. Если дисперсная фаза заряжена отрицательно, коллоидные частицы вместе с адсорбированными на них отрицательными потенциал определяющим и ионами движутся к аноду, а положительно заряженные проти

страница 57
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189

Скачать книгу "Курс коллоидной химии" (4.52Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
коробки с макарони к первому сегтября
Рекомендуем компанию Ренесанс - чердачная лестница складная - продажа, доставка, монтаж.
кресло клио
камера хранения в москве

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(10.12.2016)