Коллоидная химия

Обычно в лабораторном практикуме для изучения закономерностей электролитной коагуляции используют гидрозоль Fe(OH)₃. Золь синтезируют методом химической конденсации - гидролизом хлорида железа при длительном его кипячении. При этом происходит изменение окраски раствора: жёлтый цвет истинного раствора FeCl₃ переходит в оранжевый – цвет коллоидного раствора (золя) Fe(OH)₃:

FeCl₃ + 3H₂O = Fe(OH)₃ + 3HCl

Реакция гидролиза FeCl₃ идет интенсивно с образованием высокодисперсных практически нерастворимых в воде частиц Fe(OH)₃.

Агрегативная устойчивость такого золя обеспечивается ионным факто­ром устойчивости. Потенциалопределяющими (неиндифферент­ными) ионами при данном методе получения золя являются ионы Fe(ОН)²⁺, противоионами - ионы Cl^- и формула мицеллы золя имеет вид:

{m[Fe(OH)₃] nFe(ОН)²⁺ (2n-x)Cl^-}^х+ xCl^-

агрегат

ядро мицеллы

коллоидная частица

 мицелла

Здесь m обозначает число ионных пар Fe(OH)₃, образовавших твердую фазу (агрегат); n – число адсорбированных потенциалопределяющих ионов железа (III); 2n – общее число противоионов, необходимое для компенсации заряда потенциалопределяющих ионов; х – число противоионов, перешедшее из адсорбционного слоя противоионов в диффузионный слой. Таким образом, электростатический заряд, обеспечивающий ₀-потенциал, в данном случае равен «2n+», а электрокинетический потенциал – «+х».

В процессе коагуляции золя Fe(OH)₃ образуются сравнительно небольшие по размерам седиментационно - устойчивые агрегаты. Что приводит к повышению светорассеяния системы и, соответственно, - к увеличению её оптической плотности. Поэтому исследование коагуляции в данном случае удобнее всего проводить с помощью турбидиметрического метода, измеряя оптическую плотность растворов золя (см. раздел 6.2).

Большой адсорбционной способностью обладают молекулы поверхностно-активных веществ. Адсорбируясь на поверхности агрегата, эти вещества образуют адсорбционный слой, состоящий из ориентированных молекул. Если молекулы ПАВ диссоциируют при этом на ионы, то у поверхности частицы возникает двойной электрический слой. Строение мицеллы рассмотренного выше полистирольного латекса может быть изображено следующей формулой:

{m[полистирол] nRCOO^- (n-x)Na⁺}^x- xNa⁺

Лекция 12