Получение колоидных систем. Двойной электрический слой. Строение колоидной мицеллы. Электрические явления

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 25 Ноября 2012 в 22:01, лабораторная работа

Описание

Для получения и длительного существования коллоидных растров или солей требуются следующие условия:
1) наличие нерастворимых или слабо растворимых веществ как условие образование двух фаз - дисперсной и дисперсионной;
2) достижение коллоидной степени дисперсности вещества дисперсной фазы;
3) наличие стабилизатора в виде небольшой добавки, чаще всего электролита, для сообщения коллоидным частицам одноименных зарядов, как условия агрегативной устойчивости золя.

Работа состоит из  1 файл

ПОЛУЧЕНИЕ КОЛОИДНЫХ СИСТЕМ.docx

— 638.17 Кб (Скачать документ)

Формула и схема мицеллы  гидрозоля Ag , получаемого при избыткиK по реакции К + + - + Ag + + NO3 = Ag + K +, схема распределения избыточных ионов в ДЭС и изменения потенциала в зависимости от расстояния показаны на рис.

 

 

n - потенциалоопределяющие ионы (внутренняя обкладка ДЭС).

 

(n-x)K+ }xK+ - противоионы (внешняя обкладка ДЭС).

 

(n-x)K+ } – ассоциированные противоионы.

 

xK+ - диффузный слой.

 

n (n-x)K+ } – адсорбционный или плотный слой.

 

Система в целом электронейтральна, т.е. число зарядов внутренней обкладки должно быть равно числу зарядов противоионов. Толщина адсорбционного или плотного слоя δ имеет порядок ионного диаметра. Толщина диффузного слоя зависит от температуры, концентрации и заряда ионов в растворе.

По Дебаю толщина ( ) ионной атмосферы равна:

 

где n – объемная концентрация ионов,

ƶ- валентность,

К – постоянная,

- диэлектрическая проницаемость  среды,

F – число Фарадея,

- ионная сила раствора.

 

Таким образом, рост концентрации и заряда ионов приводит к переходу ионов диффузного слоя в плотный  слой, а следовательно, к сжатию ДЭС.

 

По теории Гуи-Чепмена в диффузном слое изменение потенциала с расстоянием для случая слабо заряженной поверхности ( ≤ 100 мВ), электролит 1-1) следующее:

 

где потенциал на поверхности частицы или термодинамический потенциал.

Для сильнозаряженной поверхности:

 

 

Падение потенциала в плотном  слое принимается линейным. Под действием внешних сил – электрических, механических, гравитационных – происходит смещение фаз (дисперсной и дисперсионной среды) относительно друг друга по границе скольжения (электрокинетические явления). Потенциал границы скольжения определяется как электрокинетический или дзота  ( ) – потенциал. - потенциал – это разность потенциалов между границей скольжения и глубиной раствора; он характеризует объемный заряд жидкой фазы, а следовательно, электрокинетические явления, обусловленные ионами диффузного слоя.

Граница скольжения в разбавленных растворах совпадает с границей между плотным и диффузным  слоем; в концентрированных –  может не совпадать. Поэтому в  общем случае - потенциал не всегда может быть отождествлен с падением потенциала в диффузном слое.

Для разбавленных растворов  при Х=δ, = ,

 

 

Увеличение концентрации и зарядов ионов приводит, как  было отмечено, к сжатию диффузного слоя, а следовательно, к уменьшению - потенциала.

Движение под действием  внешнего электрического поля а) свободных  частиц дисперсной фазы (суспензии, эмульсии, золя) в дисперсной среде называется электрофорезом (катафорезом), б) жидкости относительно неподвижной твердой фазы (капиллярные системы, гели) называются электроосмосом.

 Возникновение электрического  поля при механическом движении  а) свободных частиц дисперсной  фазы в дисперсионной среде  (обычно под действием силы  тяжести) называется потенциалом седиментации (эффект Дорна), б) жидкости относительно неподвижной твердой фазы (под действием внешнего давления) называется потенциалом протекания (течения).

 

Электофорез

Движение частицу дисперсной фазы в жидкости в постоянном электрическом  поле схематически изображаются:

 

 

Отрицательно заряженная коллоидная частица приобретает  направленное движение в сторону  положительного полюса, тогда как  диффузный слой перемещается в противоположном  направлении.

Согласно уравнения Гельмгольца-Смолуховского, электрофоретическая подвижность  прямо пропорциональна электрокинетическому потенциалу и обратно пропорциональна коэффициенту вязкости жид кости :

 

,

где  - диэлектрическая постоянная

 

или

где H = F/l, в/см – градиент потенциала,

, см/сек – скорость перемещения частиц.

Таким образом, с помощью  электрофореза можно определить знак заряда частиц дисперсной фазы. Измерив  линейную скорость движения частиц (линейную скорость перемещения границы раздела  коллоидный раствор - чистая дисперсионная  среда), можно вычислить потенциал  на поверхности скольжения - злектрокинетический потенциал ( - потенциал).

Для тех же целей используется измерение скорости электроосмоса.


Информация о работе Получение колоидных систем. Двойной электрический слой. Строение колоидной мицеллы. Электрические явления