Правила за коагулация на електролитите

По-късно М. Гарди разкрива, че зарядът на коагулиращия йон винаги е противоположен на заряда на мицелната гранула (правилото на Харди). Следователно, отрицателна гранула се коагулира под въздействието на положително заредени йони, а положително заредена гранула - под въздействието на аниони на добавения електролит.

Намерените от Шулце и Харди закономерности се обединяват в едно правило (правило на Шулце-Харди): електролитният йон има коагулиращ ефект, чийто заряд е противоположен на заряда на гранулата и коагулиращият ефект е толкова по-силен, колкото по-висок е заряд на коагулаторния йон.

За характеризиране и сравняване на различни електролити се използва понятието "праг на коагулация" - това е минималната концентрация на добавения електролит, при която започва коагулацията (наблюдава се):

, mol/L.

Прагът на коагулация зависи от редица условия: от момента на фиксиране след добавяне на електролит; от метода на наблюдение; върху концентрацията на тествания разтвор и добавения електролит. Прагът на коагулация се определя чрез измерване на разсейването на светлината или чрез титруване на колоидния разтвор с електролит преди явна коагулация.

Реципрочната стойност на прага на коагулация се нарича коагулираща способност:

. Той изразява обема на коагулирания зол под действието на 1 mmol коагулиращ йон. Колкото по-висока е способността за коагулация, толкова по-малко електролит предизвиква коагулация.

Коагулиращата способност зависи от атомната маса и заряда, т.е. плътност на йонния заряд. С увеличаване на атомната маса плътността на заряда намалява и йоните стават по-малко поляризирани. В резултат на това тяхната солвационна обвивка става по-тънка. Следователно, големите йони по-лесно проникват в адсорбционния слой на мицелата и неутрализират заряда на частиците, причинявайки коагулация на зола. Например, за xK + сребърен йодид зол, безразличните електролити са KNO3, NaNO3, Ca (NO3) 2, Al (NO3) 3, Th (NO3) 4, а коагулиращите йони са K +, Na +, Ca 2 +, Al 3+, Th 4+. Коагулиращата способност на йоните се увеличава в реда: Li + + + + + или Na + 2+ 3+ 4+. Колкото по-ниска е хидратацията (солватирането) на катиона, толкова по-нисък е прагът на коагулация, т.е. по-силен коагулиращ ефект. Хидратиращата обвивка увеличава размера на йона и предотвратява проникването на йона в адсорбционния слой. Коагулиращата способност на органичните съединения се увеличава според правилото на Траубе.

Теории за коагулация на електролитите

Съществуващите теории за коагулацията се опитаха да отговорят на 3 въпроса:

- защо коагулацията възниква при определена концентрация на електролитния коагулатор?

- защо в този случай концентрацията на йона, противоположна на заряда на гранулата, играе основна роля?

- защо влиянието на заряда на йонния коагулатор се подчинява на правилото на Шулце-Харди?

Теория на адсорбция на Фройндлих. Според тази теория коагулиращите йони на повърхността на частиците се адсорбират в съответствие с изотермата на адсорбцията:

. Освен това коагулацията се осъществява с постепенно, равномерно намаляване на зета потенциала поради адсорбцията на еквивалентно количество различни йони. Поради неутрализацията броят на зарядите на потенциално определящите йони намалява, което води до намаляване на z-потенциал до критична стойност.

Ограничението на теорията е, че на практика не винаги се наблюдава еквивалентна адсорбция, изотермите на адсорбцията на различни йони са различни, понякога коагулацията засяга само дифузния слой.

Електростатичната теория на Мюлер. Според тази теория въвеждането на електролит не променя общия заряд в DES, а само предизвиква компресия на дифузния слой (изместване на противоиони в адсорбционния слой). Намаляването на дебелината на йонната атмосфера води до намаляване на z-потенциал, което намалява стабилността на зола.

---