химический каталог




Курс коллоидной химии

Автор С.С.Воюцкий

едложил название «мицелла». Небольшое же количество стабилизатора в мицелле он назвал активной частью и указал, что именно эта часть обусловливает движение частицы в электрическом поле и ее присутствием объясняется поведение золя при введении в него электролитов

Паули расширил представления Иордиса и Дюкло. Он тоже считал, что мицелла состоит из сравнительно инертного ядра и способной к ионизации активной части Эту способную к ионизации часть мицеллы он назвал ионогенным комплексом Паули рассматривал этот комплект как настоящее комплексное соединение по теории Вернера и поэтому выражал строение мнцеллы, например золя сульфида мышьяка, следующей формулой:

JCAS2S3 • #As2S4H~ ? yli+

*

Эта схема объясняет как заряд частиц золя сульфида мышьяка, так и поведение золя при введении в него электролитов. Однако схема ничего не говорит о том, каким образом обеспечивается связь между ионогенным комплексом и неактивной частью мицеллы. Эта схема не может объяснить и того, почему коллоидные частицы характеризуются как общим скачком потенциала на границе двух фаз, так и особым ^-потенциалом, обнаруживающимся только при электрокннетиче-ских явлениях.

Наряду с рассмотренными выше представлениями, которые можно назвать химическими гипотезами строения коллоидных мицелл, существовал и другой, физический, или адсорбционный, подход к объяснению структуры мицеллы. В 1914 г. Пакет показал, что кристаллы некоторых нерастворимых в воде солей особенно энергично адсорбируют из окружающего раствора ионы, образующие с противоположно заряженными ионами кристаллической поверхности малорастворимые соединения. Причина этого явления заключается в том, что при образовании малорастворимой соли энергия гидратации всегда меньше энергии кристаллической решетки.

Дальнейшее развитие этой концепции и приложение ее к объяснению образования коллоидных систем принадлежит Фаянсу. Фаянс считал, что коллоидные частицы являются ультрамикроскопическими кристалликами и что, например, кристаллики Agl, полученные в результате реакции К1> взятого в избытке с AgNCb и находящиеся в растворе иодида калия, испытывают тенденцию к росту. Поскольку из ионов К+ и I", присутствующих в растворе, нерастворимое соединение с ионами Ag+ и I-, находящимися на поверхности кристалла, способен давать только ион 1~, он один и способен достраивать кристалл. Понятно, что достройка кристалла ионом I" может продолжаться только до тех пор, пока этим ионом не будут закрыты на кристаллической поверхности все ионы Ag+, которые только и могут взаимодействовать с ионом 1~ вследствие разноименности зарядов.

Достройка кристалла Agl имеет место и тогда, когда кристалл находится в растворе AgN03. В этом случае ионом, достраивающим поверхность, будет ион Ag+, который придаст кристаллу уже положительный заряд.

Достройка кристалла Agl ионами I- и Ag+ происходит не только потому, что они образуют нерастворимое соединение на кристаллической поверхности, но и потому, что эти ионы идентичны по размерам и свойствам с ионами 1~ и Ag+, уже имеющимися в кристалле, и, следовательно, наиболее подходят к данной кристаллической решетке. Правильность такой точки зрения подтверждается тем, что ионами, достраивающими решетку, могут быть не только ионы, общие с ионами кристалла, но и изоморфные с ними. Так, кристалл Agl может достраивать не только ион I", но и изоморфные с ним ионы Вг~ или С1~.

Легко видеть, что в результате достройки на поверхности кристалла образуется двойной электрический слой. При этом, когда кристалл Agl находится в растворе KI, потеициалопределяющим ионом будет ион 1~, а противоионом — ион К+; когда же кристаллик находится в растворе AgN03, потеициалопределяющим

ионом будет ион Ag+, а противоионом — ион NOi.

Существенно, что как химическая, так и физическая теории строения мицеллы приводят к одним и тем же выводам, а именно к тому, что ионы электролита — стабилизатора препятствуют дальнейшему росту кристаллика, сообщают ему заряд и тем самым способствуют агрегативной устойчивости коллоидной системы.

Следует, однако, заметить, что химические и приведенные выше адсорбционные представления приложимы далеко не всегда. Например, при получении водцых эмульсий углеводородов с применением в качестве стабилизатора обычных мыл также образуется двойной электрический слой на поверхности капелек. При этом потеициалопределяющим и ионами служат анионы жирной кислоты со сравнительно длинным углеводородным радикалом, а противоионами— катионы щелочного металла. Понятно, что никакого комплексообразования или достройки кристаллической решетки в этом случае не может быть, так как капельки углеводорода химически инертны и аморфны. Однако существенно то, что в этом случае капельки углеводорода адсорбируют ионы, в состав которых входят углеводородные радикалы.

Таким образом, обобщая приведенное выше", можно прийти к выводу, что заряд коллоидной частицы всегда определяется родственными ионами стабилизатора, способными достраивать кристаллическую решетку или преимущественно адсорбироваться на поверхности частицы. Стабилизатором же может служить всякое вещество, имеющее такие ионы, независимо от того, является ли оно одним из исходных веществ, взятым в избытке при образовании дисперсной фазы (например, KI или AgN03 при образовании золя Agl) или оно специально введено в систему при ее получении (мыло при образовании эмульсии).

На основании изложенного выше можно уточнить строение мицелл различных золей и выразить это строение специальными формулами.

Обратимся для примера к мицелле золя Agl, находящейся

в межмицеллярной жидкости, представляющей собой слабый раствор KI. Учитывая строение двойного электрического слоя, образующегося на поверхности дисперсной фазы, и пользуясь правилом Панета — Фаянса, строение этой мицеллы можно представитьсхемой, изображенной на рис. VIII, 9.

Внутри мицеллы находится кристалл,

состоящий из молекул Agl. Эту часть

мицеллы, согласно терминологии, предложенной Н. П. Песковым, будем называть агрегатом, так как она всегда

состоит из агрегата атомов, молекул

или ионов, образующих дисперсную

?фазу. На поверхности кристалла находятся достраивающие его ионы,

которые придают ему электрический

заряд. Эти ионы, как мы уже знаем,

являются потенциалопределяющими.

Агрегат вместе с адсорбированными рис, vill,9. Схема строения

на нем потенциалопределяющими ио- мицеллы золя иодида серебра

нами составляет ядро мицеллы. в слабом растворе нодида каВ. непосредственной "близости от лия*

ядра в адсорбционном слое находится

часть противоионов К+, которые настолько прочно связаны электростатическими и адсорбционными силами, что в электрическом поле они движутся совместно с ядром к аноду. Заметим, что эти противоионы К+ вместе с эквивалентным числом потенциалопределяющих ионов I- формально можно рассматривать как недиссо-циированные молекулы.

Ядро вместе с частью прочно связанных с ним противоионов будем в дальнейшем называть собственно коллоидной частицей. В отличие от мицеллы, в целом электронейтральной, частиц

страница 83
< 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

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
(22.02.2017)