ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электрические свойства коллоидных систем Заряд и потенциал коллоидных частиц из "Руководство к практическим занятиям по коллоидной химии Издание 3" Частицы почти всех коллоидных систем имеют электрический заряд. Заряд этот обусловлен избирательной адсорбцией ионов определенного знака из дисперсионной среды или же диссоциацией молекул, образующих частицу. [c.125] Наличие заряда у частиц можно обнаружить, помещая коллоидный раствор в постоянное электрическое поле, где заряженные частицы перемещаются к одному из электродов. Знак заряда легко определить по тому, к какому из электродов они направляются. [c.125] Так как коллоидная система в целом электрически нейтральна, то в дисперсионной среде, окружающей коллоидные частицы, должны быть электрические заряды противоположного знака, в точности компенсирующие заряды частиц. [c.125] Изучение электрических свойств коллоидных систем, характеризующихся наличием скачка потенциала на границе дисперсной фазы и дисперсионной среды, привело к мысли о существовании вокруг коллоидных частиц двойного электрического слоя из зарядов противоположного знака. [c.125] Гельмгольц (1879 г.) предположил, что двойной электрический слой представляет собой своеобразный конденсатор, одна обкладка которого находится на поверхности твердой фазы, а другая — в растворе, причем расстояние между обкладками соответствует примерно сумме радиусов ионов (рис. 39, а). При этом считалось, что в то время, как первая обкладка целиком связана с поверхностью 1 астицы, вторая обкладка находится в движущейся относительно этой частицы жидкости. [c.125] Если представить графически скачок потенциала в таком двойном слое, откладывая по оси ординат величину электрического потенциала, а на оси абсцисс расстояние от поверхности ядра частицы, то получается прямая, изображенная на рис. 39, б. [c.125] Возникаюшее при этом равновесие между зарядами до некоторой степени аналогично равновесию газовых молекул в атмосфере. [c.126] Диффузное распределение зарядов дает кривую потенциала, спадающую полого по мере удаления от ядра частицы. Так как толщина диффузного слоя в первом приближении зависит от валентности и концентрации противоионов, то такие кривые потенциала могут быть спадающими более или менее полого. [c.127] Однако распределение зарядов во внешней обкладке, построенное согласно упомянутой теории, не вполне точно соответствовало их истинному расположению, так как заряды рассматриваются ею отвлеченно, как точечные. Учет объема ионов, а также их специфического (т. е. не зависящего от их величины и знака заряда) взаимодействия с поверхностью позволяют дать более верны представления о строении двойного слоя. [c.127] Дальнейшее свое развитие теория двойного слоя получила в работах советских ученых А. Н. Фрумкина и Б. В. Дерягина. [c.127] Экспериментальные исследования показали, что величина скачка потенциала на границе фаз, находящихся в движении одна относительно другой (например, на границе между движущейся дисперсной фазой и дисперсионной средой), обычно гораздо меньше величины в, соответствующей электрохимическому (термодинамическому) потенциалу системы. Описаны также случаи, когда эти потенциалы даже имели различные знаки. [c.128] Скачок потенциала, измеренный в том случае, когда одна фаза движется относительно другой, получил название электро-кинетического или С (цзата)-потенциала. [c.128] То обстоятельство, что величины в- и С-потенциалов сильно отличаются друг от друга, объясняется тем, что когда одна фаза передвигается — скользит относительно другой, то это скольжение происходит не по самсй твердой поверхности, а по тончайшему слою жидкости (толщиной 5 , см. рис. 40, а), непосредственно связанному с этой поверхностью. По этой причине измерение потенциалов на границе фаз, находящихся в движении друг относительно друга, дает величину потенциалов на поверхности скольжения. [c.128] Таким образом, электрокинетический (С)-потенциал — это скачок потенциала между той частью жидкости, которая непосредственно связана с поверхностью частицы, и всей остальной жидкостью. [c.128] Диффузная часть двойного слоя, согласно весьма распространенному мнению, определяет также и толщину гидратной оболочки, защищающей коллоидные частицы и препятствующей их слипанию друг с другом. Чем больше толщина этого слоя, его диффузность, тем больше величина С-потенциала, заряда частиц и сил отталкивания между этими частицами. Поэтому электрокинетический потенциал может рассматриваться как мера устойчивости коллоидной системы, как мера сопротивляемости ее коагуляции. [c.128] Состояние коллоидной системы, при котором электрокинетический потенциал частиц равен нулю ( С =0), называется изо-электрическим состоянием. При приближении к изоэлектриче-скому состоянию золи становятся все менее и менее устойчивыми, о чем можно судить по их коагуляции, наступающей еще раньше, чем они достигнут изоэлектрического состояния (гл. 7). [c.128] Наибольшая скорость коагуляции наблюдается в изоэлекгри-ческом состоянии, где система наименее устойчива. [c.128] В изоэлектрическом состоянии могут находиться и длительно существовать только такие растворы, устойчивость которых обусловлена в основном взаимодействием их частиц с дисперсионной средой. [c.128] Вернуться к основной статье