Образование гидрофобного золя иодида серебра

KI + AgNO₃ = AgI + KNO₃

Важно: золь образуется из очень разбавленных растворов.

1) при избытке нитрата серебра образуется положительный золь.

Таблица 2.

	Из m частиц AgI возникают микрокристаллики, образующие агрегат (выделяется квадратными скобками) [AgI]m.
nAgNO3 → nAg+ + nNO3-	Он адсорбирует на своей поверхности n ионов вещества, взятого в избытке и входящего в состав ядра (избирательная адсорбция – правило Панета – Фаянса - на поверхности твердой частицы избиратель­но адсорбируются только те ионы, которые способны достроить ее кристаллическую решетку или изоморф­ны с ней), т.е. Ag+. Они удерживаются на поверхности агрегата за счет образования ионных связей. Электронейтральный агрегат частиц и ионы серебра образуют ядро. В результате адсорбции ионов серебра на поверхности кристалла иодида серебра образуется положительный электрический заряд +n, возникает потенциал, который приостанавливает дальнейшую адсорбцию ионов серебра. Ионы Ag+ называются потенциалопределяющими.
положительный золь	Этот положительный заряд притягивает из раствора силами электростатического притяжения ионы NO3-, их адсорбируется только некоторая часть (n-x); это адсорбционный слой - противоионный. Ядро и адсорбционный слой составляют гранулу (выделяется фигурными скобками) {[AgI]m · n Ag+ · (n-x) NO3-}+х. Заряд гранулы опреде­ляет заряд золя (положительный или отрицательный золь).
положительный золь	Оставшиеся противоионы NO3- нерав­но­мерно распределяются по дисперсионной среде, образуя диффузный слой. Концентрация ионов в диффузном слое уменьшается от ядра коллоида к периферии. Гранула вместе с ионами диффузионного слоя называется мицеллой (лат. micella – крошка, крупинка).

Между заряженной гранулой и диффузионным слоем возникает двойной электрический слой (ДЭС) – разность потенциалов – электрокинетический потенциал или дзета-потенциал (ξ).

2) при избытке иодида калия образуется отрицательный золь:

{[AgI]_m · n I^- · (n-x) K⁺ }^х- · x K⁺

или {m[AgI] · n I^- · (n-x) K⁺ }^х- · x K⁺

Рис. 2. Схема ДЭС частицы гидрозоля AgI:   1 – адсорбционный слой потенциалобразующих ионов; 2 – плотный слой противоионов; 3 – диффузный слой противоионов.

Образование гидрофобного золя сульфата бария:

BaCl₂ + K₂SO₄ = BaSO₄ + 2KCl

a) избыток сульфата калия:

n K₂SO₄ → 2nK⁺ + nSO₄^2-

{[BaSO₄]_m · nSO₄^2- · 2(n-x) K⁺ }^2х- · 2xK⁺

б) избыток хлорида бария:

n BaCl₂ → nBa²⁺ + 2nCl^-

{[BaSO₄]_m · nBa²⁺ · 2(n-x) Cl^- }^2х+ · 2xCl^-

Гранула может не иметь заряда. Такое состояние коллоидной системы называется изоэлектрическим. Дзета-потенциал равен нулю.

6. Свойства коллоидных систем:

1) Молекулярно-кинетические.

а) Свойства, связанные с тепловым движением частиц - броуновское движение, диффузия, осмотическое давление, температуры замерзания, кипения и др. – у коллоидных растворов выражены слабее, чем у истинных растворов. Это связано с большими размерами коллоидных частиц и меньшей концентрацией, при одинаковой массе веществ.

б) Седиментация – оседание коллоидных частиц под действием силы тяжести. Этому противодействует диффузия. Со временем устанавливается седиментационное равновесие, при котором концентрация дисперсной фазы равномерно понижается от нижних слоев к верхним и остается постоянным во времени.

2) Оптические свойства. Коллоидные частицы имеют диаметр меньше ½ длины световой волны, поэтому возможно дифракционное рассеивание света. Путь светового луча, проходящего через прозрачный коллоидный раствор, на темном поле, становится видимым – наблюдается конус Тиндаля. Это явление похоже на рассеяние света запыленным воздухом. При пропускании света через истинные растворы конус Тиндаля не наблюдается – они прозрачные. При пропускании света через взвесь частицы отражают свет, наблюдается освещенность всего раствора, и они выглядят мутными.

Кроме того, окраска бесцветного золя зависит от освещения: в отраженном свете сине-голубой цвет, в проходящем свете – желто-красный. Наблюдается опалесценция (переливчатое свечение), возникающая из-за рассеивания света на флуктуациях (неоднородностях) плотности, вследствие дифракции.

Например: голубой цвет неба (капельки воды, флуктуации плотности газов атмосферы), табачного дыма, керосина, обезжиренного молока. Красный цвет небесных светил при расположении вблизи горизонта.Использование оптических свойств коллоидных систем: нефелометрия, турбодиметрия, ультрамикроскопия.

3) Электрокине­ти­чес­кие свойства – электрофорез и электросмос, потенциал течения и потенциал седиментации.

4) Устойчивость коллоидных систем (метод. рук-во, стр. 167-168): седиментационная, агрегативная устойчивость лиозолей. Коагуляция. Порог коагуляции.

Коагулирующая способность К.С. = 1/ C_п(Х)

Правило Щульце-Гарди. К.С. = f (z⁶).

Перезарядка коллоидных частиц. Явление привыкания. Антагонизм, синергизм, аддитивность. Взаимная коагуляция. Пептизация.

7. Защита коллоидных систем.

8. Коллоидные ПАВ. Биологически важные коллоидные ПАВ (мыла, детерген­ты, желчные кислоты). Основные свойства водных растворов ПАВ. Мицеллообразование в растворах ПАВ. Крити­чес­кая концентрация мицеллообразования – ККМ. Солюбилизация. Определение критической концентрации мицеллообразования.