Диссоциация стабилизатора (вещества, находящегося в избытке)
Мицеллярная формула золя
Мицеллярная формула золя в изоэлектрическом состоянии
Заряд гранулы равен 0
Отсутствует диффузный слой
Наименьшая устойчивость
Потенциалы
Межфазный (поверхностный, φ-потенциал). Возникает на границе раздела между жидкой и твердой фазами в мицелле.
Электрокинетический (ξ - потенциал). Возникает на границе скольжения между диффузным и адсорбционным слоем мицеллы
Потенциалы зависят:
φ-потенциал
ξ - потенциал
От природы твердой фазы
От заряда ПОИ
От концентрации ПОИ, адсорбированных на твердой фазе
Всегда больше ξ - потенциала
От толщины диффузного слоя
От зарядов противоионов
От концентрации противоионов в адсорбционном слое
Чем больше заряд и концентрация противоионов, тем меньше ξ – потенциал, тем меньше устойчивость золя
Устойчивость коллоидных растворов
Характеризует способность д.ф. сохранять состояние равномерного распределения частиц д.ф. во всем объеме дисперсионной среды. Различают:
Кинетическая (седиментационная) устойчивость – способность частиц д.ф. находиться во взвешенном состоянии и не оседать под действием силы тяжести
Агрегативная устойчивость – способность частиц д.ф. противодействовать их слипанию между собой и тем самым сохранять неизменными свои размеры
Коллоидные растворы обычно седиментационно устойчивы, т.к.
Имеют относительно малые размеры частиц
Достаточно интенсивное «броуновское движение»
Наличие на поверхности частиц «рыхлой» ионной атмосферы из гидратированных противоионов
При сближении коллоидных частиц на расстояние 10-6-10-9 м, в области перекрывания их ионных атмосфер возникает «расклинивающее давление»
«Расклинивающее давление» складывается из:
Электростатического отталкивания
Расклинивание за счет упругих свойств гидратных оболочек, окружающих противоионы
Расклинивание за счет осмотического всасывания молекул растворителя в область контакта ионных атмосфер
«Расклинивающее давление» зависит от:
Заряда твердой фазы (ядра)
От межфазного (поверхностного, φ-потенциала)
От толщины диффузного слоя
От значения ξ – потенциала
Чем ↑ заряд ядра, чем ↑ толщина диффузного слоя и ↑ значение ξ – потенциала, тем ↑ «расклинивающее давление» между частицами и ↑ агрегативная устойчивость коллоидного раствора
ξ < 30 мВ – не устойчивы;
50> ξ > 30 мВ – относительно устойчивы;
ξ >50 мВ – устойчивы
Лиозоли относительно термодинамически не устойчивы. Следовательно, могут разрушаться под влиянием внешних воздействий. Разрушение коллоидных растворов начинается с их коагуляции.
Коагуляция – это процесс слипания коллоидных частиц с образованием более крупных агрегатов из-за потери коллоидным раствором агрегативной устойчивости
Следствием коагуляции является седиментация
Факторы, вызывающие коагуляцию
Изменение температуры
Увеличение концентрации
Ультразвук
Электромагнитное поле
Добавление электролита
Наибольшее практическое значение имеет коагуляция коллоидных растворов электролитами
ПРИМЕРЫ коагуляции
Коагуляция коллоидных растворов фосфата кальция и холестерина в крови приводит к образованию осадков и оседанию их на стенках кровеносных сосудов (склеротические изменения)
Свертывание крови. С одной стороны, уменьшает потерю крови. С другой стороны, вызывает образование тромбов. Одновременно в крови действует антисвертывающая система основа которой – гепарин – антикоагулянт крови.
Коагуляция под действием электролитов
Коагуляцию может вызвать любой электролит, однако, для каждого электролита необходима своя минимальная концентрация, называемая порогом коагуляции (Спор)
Порог коагуляции – минимальное количество электролита, которое надо добавить к коллоидному раствору, чтобы вызвать явную коагуляцию
Коагулирующее действие
Величина, обратная порогу коагуляции
Обозначается γ
Зависит:
1. От заряда коагулирующего иона
2. От радиуса коагулирующего иона
3. От природы сопутствующего иона
Правило Шульце-Гарди
Коагуляцию коллоидных растворов вызывают те ионы, которые имеют заряд противоположный заряду гранулы.
Коагулирующее действие иона коагулянта тем сильнее, чем выше его заряд
Алгоритм выполнения задания
Задание: для золя иодида серебра, стабилизированного нитратом серебра выбрать коагулирующие ионы в молекулах добавляемых электролитов
( )
Постройте лиотропный ряд.
Записываем мицеллярную формулу золя:
Гранула заряжена положительно, значит, по правилу Шульце – Гарди, коагулирующие ионы должны быть заряжены отрицательно.
Лиотропный ряд коагулирующих ионов:
Важность для понимания
Нельзя заменить 0,9% раствор NaCl на изотоничный раствор MgSO4. Так как увеличивается заряд, а значит и коагулирующая способность.
При внутримышечной инъекции электролита надо вводить его медленно.
Требуется стабилизатор – электролит, который адсорбируется на частицах д.ф., обеспечивая их устойчивость
Например: золь AgI, стабилизированный AgNO3 (поменяли стабилизатор)
Обозначается γ
( )
