На головну

Ліофобні колоїдні системи. Будова колоїдних міцел.

  1.  II. Побудова карти гідроізогіпс.
  2.  III.I. Шар, шаруватість і будова шаруватих товщ
  3.  III.XI. Будова поверхонь незгоди
  4.  IX. Настрій і афекти
  5.  V2: Тема 5.1 Анатомія серця. Іннервація та васкуляризація серця. Рентгенанатомія органів грудної порожнини. Джерела розвитку органів серцево-судинної системи.
  6.  V2: Тема 5.5 Анатомія венозної системи. Кровообіг плода і особливості кровоносноїрусла плода.
  7.  А) Будова яйцеклітини

Ліофобность колоїдна система складається з частинок, що складають дисперсну фазу - мицелл і дисперсійного середовища - інтерміцеллярной рідини. Для представлення структур колоїдних міцел застосовують міцелярні формули.

Розглянемо порядок написання таких формул на прикладі колоїдної частинки хлориду срібла, отриманого реакцією обміну:

AgNO3 + KCl = AgCl v + KNO3.

Структура міцели AgCl буде визначатися концентрацією компонентів AgNO3 і KCl, т. е. тим, який компонент узятий в надлишку. При цьому може бути в надлишку AgNO3 (1 випадок) або KCl (випадок 2), або концентрації AgNO3 і KCl рівні (випадок 3).

Розглянемо випадок 1:

а) записують формулу основного речовини - ультрамікрокрісталла AgCl, що складається з «m» молекул AgCl в квадратних дужках m [AgCl];

б) визначають, виходячи з надлишку компонента, потенціалопределяющего іони, які згідно з правилом іонної адсорбції (правилом Пєскова-Фаянсу) повинні бути спорідненими з твердою поверхнею, т. е. з ультрамікрокрісталлом. У нашому випадку це іони «nAg+»;

в) ультрамікрокрісталл разом з потенціалопределяющего іонами утворює ядро ??міцели m [AgCl] nAg+;

г) за ядром записують протівоіони адсорбційного шару, т. е. іони NO3?, їх число буде (n - x). Ядро і протівоіони адсорбційного шару утворюють гранулу міцели, яка полягає в фігурні дужки і несе на собі заряд, що відповідає заряду потенциалопределяющих іонів; за гранулою записують протівоіони дифузного шару. В цілому ця структура носить назву міцели.

 {M [AgCl] nAg+(N - x) NO3?}х+ хNO3?

 ядро

 гранула

міцела

У 2 разі при надлишку KCl формула міцели буде мати вигляд:

{M [AgCl] nCl? (n - x) K+}х? хk+.

У разі 3 система знаходиться в ізоелектричному стані і гранула не має заряду. Формула міцели має вигляд:

{M [AgCl] nAg+nNO3?}0.

Типові розрахунки

приклад 1

Уявити формулу міцели грунтового коллоида гідрозолі кремнієвої кислоти, якщо гранула при електрофорезі переміщається до анода.

Рішення.

Основна речовина, що утворить ультрамікрокрісталл, це H2SiO3(SiO2· nH2O). Гранула переміщається до анода, отже, вона несе негативний заряд. молекули H2SiO3 частково дисоціюють на іони: H2SiO3 - 2Н+ + SiO32?, З яких SiO32? будуть потенціалопределяющего, а противоионами будуть Н+. Формула міцели буде мати вигляд:

m [H2SiO3] nSiO32?2 (n - x) Н+}2хН+.

приклад 2

Скласти формулу міцели і позначити її складові частини, якщо вона отримана реакцією обміну між 20 мл розчину Ba (NO3)2, Молярна концентрація еквівалента якого з (1/2 Ba (NO3)2) = 0,001 моль / л і 20 мл розчину Nа2SO4, З (1/2 Nа2SO4) = 0,02 моль / л.

Рішення.

Розрахуємо число моль-еквівалентів компонентів Ba (NO3)2 і Nа2SO4 для того, щоб визначити, який з них взято в надлишку:

n Ba (NO3)2 = 20 · 0,001 = 0,02 ммоль;

n Nа2SO4 = 20 · 0,02 = 0,4 ммоль (надлишок).

Рівняння реакції Ba (NO3)2 + Nа2SO4 = ВаSO4v + 2 NаNO3показує, що важко розчинними речовина і становить основну речовину міцели, формула якої така:

m [ВаSO4] N SO42?2 (n - x) Nа +}2хNа +.

Стійкість колоїдних систем. Коагуляція і її закономірності.

Агрегативна стійкість - здатність дисперсної системи зберігати незмінними розміри частинок дисперсної фази. Однак більшість дисперсних систем мають надлишком поверхневої енергії, отже, в них можуть мимовільно йти процеси укрупнення частинок. Такі системи називають агрегативно нестійкими.

Коагуляція - процес втрати агрегативной стійкості колоїдних систем за рахунок злипання частинок і їх укрупнення. Коагуляція залежить від зміни температури, механічних впливів, концентрації системи, дії електролітів. Коагуляція викликає збільшення каламутності розчину, зміна забарвлення розчину, збільшення осмотичного тиску, зростання в'язкості.

Поріг коагуляції (або критична концентрація міцелоутворення) - найменша концентрація електроліту ?, при якій починається коагуляція:

? =  · 1000, моль / л, (6.1)

де Cэ, Vэ - Концентрація і обсяг електроліту відповідно;

Vз - Обсяг золю.

Вплив електролітів на стійкість дисперсних систем вивчено Г. Шульце (Німеччина) і У. Гарді (Англія). Вони встановили, що:

1. Коагуляцію викликає або катіон, або аніон електроліту. Цей іон отримав назву іона-коагулянту.

2. Коагулююча дію іона-коагулянту залежить від його заряду: чим більше заряд іона-коагулянту, тим його коагулююча дія більше, а поріг коагуляції менше.

3. Знак заряду гранули золю протилежний знаку заряду коагулюючого іона.

Типові розрахунки

приклад 3

Золь йодиду срібла, одержуваний по реакції:

KJ + AgNO3 = AgJ v + KNO3,

при деякому надлишку KJ, коагулюють розчинами нітрату калію і ацетату кальцію. Коагулююча дію якого електроліту сильніше?

Рішення.

Міцела золю матиме наступну будову:

m [AgJ] nJ? (n - x) До+}х- хК+.

За правилом Шульце-Гарді визначаємо іони-коагулятори. Виходячи з знака заряду гранули (він негативний), випливає, що іони-коагулятори - катіони, т. Е. Са2+ і К+. Для порівняння коагулюючої дії порівнюємо заряди катіонів. Коагулююча дію ацетату кальцію Са (СН3СОО)2 буде сильніше.

приклад 4

Грунтовий колоїдний гидрозолей кремнієвої кислоти об'ємом 100 мл піддається коагуляції нітратом калію (V = 10 мл, з (КNO3) = 0,01 моль / л) і хлоридом заліза (V = 10 мл, з (1/3 FeCl3) = 0,01 моль / л). Уявити формулу міцели і визначити напрямок руху гранули при електрофорезі.

Рішення.

Розрахуємо пороги коагуляції електролітів:

? (КNO3) =  · 1000 = 9,09 ммоль / л,

? (FeCl3) =  · 1000 = 0,05 ммоль / л.

З порівняння зарядів аніонів NO3? і Cl? пороги коагуляції, якби вони викликали коагуляцію, були б рівні. За розрахунком це не так, отже, коагуляцію викликають катіони К+ і Fe3+. Значення порогів коагуляції підтверджують правило Шульце-Гарді (заряд Fe3+ > До+, А поріг коагуляції 0,05 <9,09). За правилом Шульце-Гарді знак заряду гранули протилежний знаку заряду коагулюючого іона, т. Е. Гранула гідрозолі кремнієвої кислоти негативна. Формула міцели має вигляд:

m [H2SiO3] nSiO32?2 (n - x) Н+}2хН+.

Розчини високомолекулярних сполук (ВМС)

Основна ознака ВМС - висока молекулярна маса (не менше 10000). По ряду властивостей розчини ВМС схожі з колоїдними, а саме:

- Мала швидкість дифузії;

- Невелике осмотичний тиск;

- Не проходять через напівпроникні мембрани.

Однак розчини ВМС мають молекулярну природу і не є золями, а істинними, гомогенними системами. Відмінності від колоїдних систем полягають в наступному:

- Розчини ВМС утворюються мимовільно і в стабілізаторі не потребують;

- Розчинення ВМС передує процес набухання. Ступінь набухання ? може бути розрахована за формулою:

 , (6.2)

де m0 - Навішування полімеру до набрякання, г;

mt - Навішування полімеру після набухання до даного моменту часу, м

При обмеженому набуханні розраховують швидкість набухання:

 , (6.3)

де  - Швидкість набухання;

k - константа швидкості набухання, що залежить від природи полімеру, природи розчинника і температури;

Qmax - Граничне набухання;

Qt - Набухання до даного моменту часу.

Розрахунок константи набухання проводять за рівнянням:

 . (6.4)

 




 Температура замерзання і кипіння розчинів |  Колігативні властивості електролітів |  Визначення ступеня і константи дисоціації оцтової кислоти |  методом |  Програми для самостійної роботи |  Теоретичні основи розділу |  Теоретичні основи розділу |  Іонно-обмінна адсорбція |  Адсорбція оцтової кислоти грунтом |  Лабораторна робота № 8 |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати