Строение коллоидных частиц – мицелл
Отдельные частицы коллоидных растворов называют мицеллами. Мицеллы имеют сложное строение. Основой мицеллярной теории является наличие у мицелл двойного электрического слоя. Он может образоваться: – либо за счёт избирательной адсорбции ионов на поверхности; – либо в результате ионизации молекул твёрдой фазы. Рассмотрим образование мицелл в коллоидном растворе иодида серебра, полученном методом химической конденсации по реакции обмена: AgNO3 + KJ = AgJ↓ + KNO3 В зависимости от соотношения исходных веществ может быть три случая: а) при эквивалентом соотношении реагентов коллоидный раствор образоваться не может, стабилизация системы происходит за счет уменьшения площади поверхности, т.е. роста кристаллов AgJ и выпадения осадка. б) рассмотрим образование мицеллы при небольшом избытке KJ. В этом случае уменьшение поверхностной энергии может идти за счёт адсорбции ионов из раствора. Согласно правилу Панета – Фаянса из раствора электролита на поверхности микрокристаллов адсорбируется тот ион, который входит в состав твёрдого тела и способен достраивать его кристаллическую решётку. В нашем случае в растворе имеются ионы К+ и J-. Достраивание кристаллической решётки агрегата идет за счёт ионов J–, входящих в состав кристалла. Иодид-ионы в количестве «n» адсорбируются на поверхности микрокристаллов (агрегате мицеллы), и поверхность приобретает отрицательный заряд: m[AgJ] · nJ- , поэтому их называют потенциалоообразующими. Образуется ядро мицеллы. К поверхности ядра притягиваются из раствора оставшиеся противоионы калия, К+ (но не все, а в количестве «n - x»). Потенциалообразующие ионы J- и связанные противоионы К+ образуют вокруг ядра плотный адсорбционный слой. Он имеет заряд. Его потенциал называют дзета-потенциалом. Агрегат с адсорбционным слоем составляют гранулу: { m[AgJ] nJ- (n-х) К+ }х- Поскольку в адсорбционном слое потенциалообразующих ионов больше, чем противоионов, то гранула имеет заряд, совпадающий по знаку с зарядом потенциалообразующих ионов. В адсорбционный слой гранулы входят не все противоионы К+, а только часть, (n-x), а оставшиеся противоионы К+ (х) находятся дальше – в рыхлом диффузном слое. Почему? Противоионы испытывают действие двух противоположных сил: 1. притяжения к заряженной поверхности ядра; 2. теплового движения, стремящегося равномерно распределить их в объёме. Поэтому плотность слоя противоионов убывает по мере удаления от заряженной поверхности гранулы.
двойной электрический слой, ДЭС агрегат { m[AgJ] nJ- (n-х) К+ }х- хК+ ∙ l H2O ядро потенциало противоионы рыхлый гидратная образующие диффузный оболочка ионы слой
плотный адсорбционный слой гранула
мицелла Гранула с диффузным слоем образует мицеллу. Мицелла электронейтральна. В зависимости от исходных концентраций растворов, условий и других факторов числа m, n и х могут меняться. Снаружи мицелла окружена гидратной оболочкой. Избыток KJ адсорбировался на поверхности микрокристаллов нерастворимого иодида серебра и образовал двойной электрический слой (ДЭС). Этот защитный слой препятствует росту кристаллов и выпадению осадка. Поэтому избыток электролита, из которого формируется двойной электрический слой, является стабилизатором. в) если имеется небольшой избыток другого электролита, AgNO3, то состав коллоидной мицеллы будет другим. Агрегат по-прежнему будут составлять молекулы иодида серебра, AgJ. Но после образования мелких кристалликов осадка AgJ – зародышей, в растворе остались лишь ионы Ag+ и NO3-. По правилу Панета-Фаянса адсорбироваться на поверхности могут только ионы Ag+, достраивающие ее кристаллическую решётку. Ag+ - потенциалообразующие ионы. Образуется ядро - m[AgJ]nAg+ . Значит, противоионами будут ионы NO3-. Вместе с ионами Ag+ они образуют адсорбционный слой, а с агрегатом – положительно заряженную гранулу: { m[AgJ] nAg+ (n-х) NO3- }х+ Оставшиеся х ионов NO3- входят в диффузный слой мицеллы. Они сольватированы { m[AgJ] nAg+ (n-х) NO3- }х+ хNO3- l H2O Рис.2.4 Схема строения коллоидной мицеллы золя иодида серебра а) полученного при избытке KJ б) полученного при избытке AgNO3
Популярное: Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... ©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1660)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |