Коллоидтық ерітінділердің молекулалық- кинетикалық қасиеттері

Молекулалық-кинетикалық теория көзқарастары түрғысынан коллоидтық ерітінділер — нағыз ерітінділердің жеке көрінісі. Дисперстік фаза еріген зат ретінде, ал дисперсиялық орта — еріткіш ретінде қарастырылады. Мұндай жорамал осмос кұбылысын, диффузия, броундық қозғалыс пен седиментациялық тепе-теңдікті біршама қанағаттанарлық дәрежеде түсіндіруге мүмкіндік береді. Нағыз ерітінділер мен коллоидтық ерітінділер арасында тек сандық айырмашылықтар болатындығын айта кету керек.

Коллоидтық ерітінділердің маңызды молекулалық-кинетикалық қасиеттерінің біріне диффузия жатады. 9-тарауда нағыз ерітінділер түзілген кездегі диффузия Фик заңымен сипатталатыны керсетілген болатын.

Фик заңына сәйкес диффузия жылдамдығы зат өтетін бет ауданға және зат концентрациясының градиентіне тура пропорционал (9.2-бөлім). Бұл теңдеудегі пропорционалдық коэффициенті — диффузия коэффициенті - сфералық бөлшектің радиусына кері пропорционал (9.3-тендеуді қара). Екі тендеуді де коллоидтық ерітінділерге қолдануға болатындығы эксперимент арқылы дәлелденген. (9.3) теңдеу коллоидтық бөлшектердің өте аз диффузиялану жылдамдығын түсіндіруге мүмкіндік береді. Коллоидтық бөлшектердің өлшемдері кішімолекулалық заттардың атомдары, молекулалары мен иондарының өлшемдерінен шамамен 100 есе үлкен. Олай болса, коллоидтық бөлшектердің диффузиялану коэффициенті (9.3) теңдеуге сәйкес нағыз ерітінділердегі кішімолекулалық қосылыстар бөлшектерінің диффузиялану коэффициентінен сонша есе аз болады.

Диффузиялану коэффициенттерін эксперимент арқылы анықтауды 1907 ж. швед физикохимигі Т. Сведберг алтын, күкірт және т.б. зольдердің мысалында орындаған болатын. (9.3) теңдеуінің көмегімен эксперимент бойынша өлшенген диффузиялық коэффициенттер шамаларының көмегімен коллоидтық бөлшектердің өлшемдерін есептеп табуға болады.

1827 ж. ағылшын ботанигі Р. Броун гүл тозаңын микроскоппен зерттей отырып, оның суда қалқып жүрген бөлшектерінің қарқынды үздіксіз хаосты қозғалыс жасайтынын анықтады. Осы қозғалысты бірінші болып ашқан зерттеушінің кұрметіне ол броундық қозғалыс деп аталды. Алдымен броундық қозғалыс — гүл тозаңының тіршілік ету формасының бір көрінісі деген жорамал жасалды. Сонан соң тура осындай қозғалысты органикалық және бейорганикалық сипаттағы заттардың бөлшектері де жасайтындығы анықталды. Броундық қозғалыстың карқындылығы бөлшектердің өлшемдеріне, температура және сұйықтықтың тұтқырлығына тәуелді болатыны эксперимент жүзінде дәлелденді. Температураның жоғарылауы қозғалыс жылдам- дығының өсуін тудырады. Ортаның тұтқырлығы өскенде қозғалыс жылдамдығы төмендейді. Броундық қозғалыс өлшемдері 10-6 м-ден аспайтын бөлшектерге тән. Бөлшектердің өлшемдері 410-6 м болған кезде олар тек тербеледі, ал өлшемдері бұл шамадан төмен болғанда олар ирек- үдемелі қозғалыс жасайды, оның қарқындылығы бөлшектердің өлшемдері азайғанда артады (20.4-сур.).

20.4-сур. Броундык қозғалыс кезіндегі коллоидтық бөлшектердің біртіндеп орналасу реті: Ах — траекториясының проекциясы (х бөлшегінің белгілі бір уақыт аралығындағы ығысуы)

∆x2 = ktT/3πrη (20.5)

мұндағы к - Больцманның константасы; t - бөлшектің бастапқы орнынан х қашықтыққа ығысуына кеткен уақыт; η = ортаның тұтқырлығы; г - бөлшектің радиусы; dim∆x2 = L2, өлшем бірлігі м.

(20.5) теңдеуі Эйнштейн-Смолуховский теңдеуі деген атқа ие болды. Польша физигі М. Смолуховский флуктуация теориясын жасады. Зольдің микроскопиялық көлемінде коллоидтық бөлшектердің саны үнемі өзгеріп отырады: бір бөлшектер бұл көлемнен шығып кетеді, ал басқалары, керісінше, оған келіп жатады, келетін және кететін бөлшектердің саны бірдей болмайды. Флуктуациялар бірнеше бөлшектері бар жүйелерге термодинамиканың екінші заңының қолданылмайтынын тағы да көрсетеді. Смолуховскийдің сіңірген еңбегінің мәні мынада: ол броундық қозғалыстың қарқындылығын сипаттауға басқа жолмен келді, атап айтқанда, қандай да бір бөлшектер санының зольдің таңдап алынған микроскопиялық көлемінде болу ықтималдығы арқылы сипаттады.

Броундық қозғалыстын ашылуы және оның табиғатын анықтаудың өте үлкен ғылыми-философиялық маңызы болды. Реалды бөлшектер ретінде молекулалардың бар екендігі эксперимент арқылы дәлелденді [Сведберг Т., 1907 ж.]. 1909 ж. Ж.Б. Перрен (20.5) теңдеуді және өзінің эксперимент мәліметтерін қолданып, Авогадро санын анықтады, ол басқа әдістермен алынған мәндермен жақсы сәйкес келді.

Коллоидтық ерітінділердің бірқатар касиеттерін сипаттау үшін бөліктік концентрация дегенді қолданады: Cбөлік = m\miV (20.6)

мұндағы Сбөлік - бөліктік концентрация, dimeСбөлік= L^-3, өлшем бірліктері м^-3; m - дисперстік фазаның массасы; mi - дисперстік фазаның бір бөлшегінің орташа массасы; V - зольдің көлемі.

Нағыз ерітінділердікі сияқты лиозольдердің осмостық кысымы Ванг-Гофф заңына бағынады (9.33). Зольдің молярлық концентрациясы бөліктік концентрацияның Авогадро константасына қатынасы түрінде анықталады: с = Сбөлік/ N_A; сонымен, зольдердің осмостық қысымын мына формула бойынша есептеуге болады: Росм = cбөлікRT/N_A = ck_БТ, мұндағы к_Б - Больцман константасы; кБ = R/N_A.

Зольдердің осмостық қысымын эксперимент жүзінде анықтау белгілі бір дәрежеде жоғарырақ нәтижелер береді, себебі зольдер тұрақтандырғыштар болмағанда тұрақсыз болады, ал тұрақтандырғыштардың болуы, әсіресе олар электролиттер болса, өлшенетін шамаға айтарлықтай өздерінің үлесін қосады.

Дисперстік фаза бөлшектерінің өлшемдері үлкен болғандықтан, олай болса, бөліктік концентрацияның аз мәндерінде зольдің осмостық қысымы массалық үлесінің мәні шамамен осындай болатын нағыз ерітінділердің осмостық қысымынан шамамамен мың есе аз болады. Массалық үлесі 1% жүйелер үшін 25 °С-тағы зольдердің осмостық қысымы туралы әдебиеттерде мынадай мәліметтер кездеседі: алтынның золі 46 кПа, күшәла(ІІІ) сульфидінің золі 3,5 кПа, сахароза ерітіндісі 75 кПа.

Егер дисперсті фазаның бөлшегі сфералық болса, онда мына теңдеу дұрыс болады:

ті = 4/3 рπr3, (20.8)

мұндағы р - дисперстік фаза затынының тығыздығы; г - бөлшектің радиусы. π = 3,14 (20.6) және (20.8) ескере отырып, (20.7) теңдеуін мына түрге өткізуге болады:

Росм = 3mk_БТ\4Vπрr³ (20.9)

Алынған өрнекті талдау мынадай қорытындылар жасауға мүмкіндік береді. Біріншіден, зольдердегі осмостық қысым бөлшектер ірі болған сайын (дисперсті фазаның массасы m бірдей болғанда) төмен болады.

Екіншіден, зольдерде жүретін агрегациялану үдерістері осмостық қысымды күрт төмендетеді, өйткені ол бөлшек радиусының кубіне кері пропорционал. Сонымен, зольдердің осмостык қысымы нағыз ерітінділерге қарағанда төмен ғана емес, сонымен қатар үнемі өзгеріп отырады. Осмостық қысымды өлшей отырып, коллоидтық бөлшектердің өлшемдерін, яғни жүйенің дисперстену дәрежесін анықтауға болады.

Дисперстік фаза бөлшектерінің табиғаты әр түрлі күштердің (гравитациялық, центрге тартқыш, электрлік) әсерінен тұнуы седиментация (лат. Sedimentum - тұну, шөгу) деп аталады. Дисперстік фаза бөлшектерінің тұнуына қажетті салмақ күштерін Архимед заңын ескере отырып, мына формуламен есептеп табуға болады:

Ғсалмақ = 4/Зπг3(р – р_о)g. (20.10)

мұндағы Ғсалмақ - салмақ күші; г - дисперстік фаза бөлшегінің радиусы; р және р_о - сәйкесінше дисперстік фаза мен дисперсиялық ортаның тығыздығы; g - еркін құлаудың үдеуі.

Тұтқыр ортада бөлшектің қозғалысына үйкеліс күші кедергі жасайды. Стокс заңынан сфералық бөлшекке әсер ететін үйкеліс күші оның радиусына г, қозғалыс жылдамдығына и және ортаның тұтқырлығына η пропорционал екендігі шығады:

Fүйкеліс = 6πrηu (20.11)

Тұну тұрақты жылдамдықпен салмақ күші үйкеліс күшіне тең болғанда (F_салмақ = Ғ_{үйкеліс}) жүреді:

4/3πr³ (p–p_о)g = 6πrηu (20.12)

Бұл теңдеуді жылдамдыққа қатысты шешкенде алатынымыз:

u = 2r²(p – p_о)g/9η (20.13)

(20.13) теңдеуден бөлшектердің салмақ күштерінің әсерінен тұну жылдамдығы бөлшек радиусының квадратына тура пропорционал екендігін байқауға болады. г мәні жоғары ірі дисперсті бөлшектер көзге байқалатын жылдамдықпен тұнады. Коллоидтық дисперстену дәрежесі бар бөлшектер салмақ күштерінің әсерінен іс жүзінде тұнбайды. Мысалы, радиусы 10^-7 м (ең ірі коллоидтық бөлшектер) болатын күміс бөлшектерінің 1 см тереңдікке тұну үшін қажетті уақыт бірнеше сағатқа созылса, радиусы 10^-8 м бөлшектердің тұнуы 60 тәулікке созылады, ал радиусы 10^-9 м бөлшектер (ең майда коллоидтық бөлшектер) ондаған жылдар бойы тұнады.

Тұну жылдамдығын анықтау седиментациялық талдаудың негізіне алынған, оның көмегімен бөлшектердің өлшемдерін және олардың фракциялық құрамын - әр түрлі өлшемді бөлшектердің санын анықтауға болады. Седиментациялық талдауды эритроциттердің функционалды жағдайын сапалық бағалау үшін кеңінен қолданады. Эритроциттердің тұну жылдамдығы (ЭТЖ) әр түрлі аурулар кезінде айтарлықгай өзгереді және дәрігерге пациенттің организмінің жағдайы туралы қорытынды жасауға мүмкіндік береді.

20.5. Коллоидтық-дисперсті жүйелердің оптикалық қасиеттері

Зерттелетін жүйемен электрмагниттік сәулеленудің негізінен бес әрекеттесу түрін бөліп қарастырады: өтіп кету, шағылу, шашырау, сыну, жұтылу. Көзге байқалатын оптикалық әсерлерді спектрдің көрінетін бөлігінің электрмагниттік сәулеленуін қолданғанда байқауға болады (толқын ұзындыгы 3,8-10^-8 м-ден 7,610^-7 м аралығында). Нағыз ерітінділер, зольдер мен ірі дисперсті жүйелер алғашқы үш әрекеттесулермен өзгешеленеді. Нағыз ерітінділер үшін жарықтың өтіп кетуі тән; сондықтан олар оптикалық мөлдір болады. Ірі дисперсті жүйелерде бөлшектердің сызықтық өлшемдері спектрдің көрінетін бөлігінің электрмагниттік сәулелену толқын ұзындығынан жоғары, осының нәтижесінде жарық геометриялық оптика заңдарына сәйкес шағылады. Ірі дисперсті жүйелерді сондықтан оптикалық лай жүйелер дейді. Зольдерге жарықты шашырату тән. Жарықтың шашырауы бөлшектерінің өлшемдері түсетін жарықтың 0,1-0,2 толқын ұзындығынан аспайтын жүйелерде пайда болады. Жүйенің біртекті болмауынан зольдерде жарық толқынының бөлшектерді айналып өтуі нәтижесінде жарықтың дифракциялық шашырауы орын алады. Сөйтіп, дисперстік фазаның әрбір бөлшегі екіншілік жарықтың көзіне айналады. Жай көзбен қарағанда опалесценция - өткінші және шашыраған жарықта коллоидтық ерітінді түсінің өзгешелігі байқалады. Жарықтың шашырау құбылысын алғаш болып ағылшын физигі Дж. Тиндаль (1868 ж.) егжей-тегжейлі зерттей бастады. Егер зольге қарқынды жарық шоғын бағыттап, оған бүйірінен қарасақ, онда жарқыраған (опалесценцияланатын) жолақты байқауға болады. Басқаша айтқанда, жарық сәулесін коллоидтық-дисперсті ортада көруге болады. Бұл бақылауға болатын кұбылысты Тиндаль конусы деген атқа ие болды (2.2-суретті қара). Тиндаль конусының болуы коллоидтық ерітінділерді нағыз ерітінділерден ажыратуға мүмкіндік береді. Жарықтың зольдердегі шашырау теориясының одан әрі дамуы басқа ағылшын физигі Дж. Рэлейдің жұмыстарында дамытылды, ол жарықтың шашырау заңын ашты (1871 ж.), оның түрі мынадай:

I = I_оk  c_бөлікV²/λ⁴

мұндағы I - шашыраған жарықтың қарқындылығы; I_о - түскен жарықтың қаркындылығы; k - Рэлей константасы, дисперсиялық орта мен дисперстік фаза сыну көрсеткіштерінің қатынасына тәуелді; V - дисперстік фаза бөлшегінің көлемі; λ - түсетін жарық толқынының ұзындығы; c_бөлік - концентрация.

Рэлей теңдеуін талдау төмендегідей қорытындылар жасауға мүмкіндік береді:

1. Шашыраған жарықтың қарқындылығы бөлшектердің концентрациясына тура пропорционал. Осы тәуелділікке нефелометрия (опалесценциялаитын ерітінділер мен суспензиялардың жарықты шашыратуы бойынша концентрациясын өлшеу) және турбидиметрия (лайлану бойынша, яғни оптикалық тығыздық арқылы концентрацияны өлшеу) сияқты талдау әдістері негізделген. Екі әдісте биохимиялық зертханаларда ақуыздар мен басқа табиғи заттардың ерітінділерін талдау үшін кеңінен қолданылады.

2. Шашыраған жарықтың қарқындылығы бөлшектің көлемінің квадратына, яғни радиусының алтыншы дәрежесіне (сфералық бөлшектер үшін) тура пропорционал. Бұл оптикалық әдіспен коллоидтық бөлшектердің өлшемін анықтауға мүмкіндік береді.

3. Зольдер арқылы жарық өткенде қысқа толқынды сәулеленудің шашырауы басымырақ болады. Шашыраған жарық спектрінің қысқа толқынды аймаққа қарай ығысуын осымен түсіңдіріледі. Коллоидтық ерітіндіні аралас (ақ) жарықпен жарықтандырғанда күлгін (толқын ұзындығы 3,810^-7- 4,5×10^-7 м) және көк (4,5×10^-7×5,0×10^-7 м) сәулелер қызыл (6,2×10^-7-7,6×10^-7 м), қызғылтсары (5,9×10^-7— 6,2×10^-7 м) және сары (5,6×10^-7-5,9×10^-7 м) сәулелерге қарағанда айтарлықтай қарқыңды түрде шашырайды. Мысалы, қызыл және күлгін түс үшін (λқ/λк)⁴ қатынасының төртінші дәрежесі (0,76/0,38)⁴ = 16, яғни шашыраған күлгін жарық қызылға қарағанда 16 есе қарқындырақ, сондықтан өткінші жарықта түссіз болатын коллоидтық ерітінділердің түсі сарғыш-қызыл боялған болады, ал шашыраған жарықта — көкшіл-күлгін болады.

Аэрозольге жататын ауа күннің жарығын шашыратады. Күндіз біз аспанды шашыраған жарықта көреміз, сондықган оның түсі көгілдір болады, күн шыққанда немесе батқанда — өткінші жарықта қараймыз, одан қысқа толқынды сәулеленуді алып тастасақ, аспанның түсі қызыл болады. Қызыл жарықтың нашар шашырауына оны қауіп-қатер туралы белгі беретін кондырғыларда қолдану негізделген, мысалы теміржол және автомобиль бағдаршамдарында қызыл шамдар қолданылады. Қызыл жарық тұман болғанның өзінде алыстан көрінеді.

Рэлей теңдеуі жарықты сіңірмейтін және электр тогын өткізбейтін сфералық бөлшектерге қолданылады.

Кейбір зольдер, соның ішінде солидозольдер де, оларға кейбір минералдар, асыл тастар мен боялған шынылар жатады, спектрдің көрінетін бөлігіндегі электрмагниттік сәулеленуді жұтады. Белгілі бір толқын ұзындығы бар жарықты жұтып, олар спектрдің қалған бөлігін өткізіп жібереді, осының нәтижесінде сіңірілетін түске қосымша түс алады. Қосымша түстердің жұбына мысалдар: кызыл - көк-жасыл; қызғылтсары - көк; жасыл-сары - күлгін. Берлин көгілдірі золінің қарқынды көк түсі бар, өйткені ол спектрдің қызғылтсары бөлігін жұтады, сүрме(ІІІ) сульфидінің түсі - қызыл, себебі жарықты спектрдің көк-жасыл бөлігінде жұтады.

Зольдердің бояуы көбінесе дисперстік фаза бөлшектерінің дисперстену дәрежесіне тәуелді болып келеді, өйткені зольдің өзінің бояуына опалесценцияның нәтижесіндегі бояу (ол дисперстену дәрежесіне тәуелді) қабаттасуы мүмкін. Бұған классикалық мысал ретінде алтынның золін келтіруге болады. Бөлшектерінін өлшемдерінің кішірею реті бойынша (5×10^-8 -ден 1×10^-9 м-ге дейін) золь өткінші жарықта өзінің бояуын былайша өзгертеді: сары, қызыл, көк. Рэлей заңын металдардың коллоидтық ерітінділеріне қолдануға болмайды.

20.5-сур. Ультрамикроскоптың сызбасы: 1 - жарық көзі; 2 - зерттелетін коллоид- тық ерітінді; 3 - бақылаудың бағыты; 4 - микроскоптың тубусы

Әрбір жарқыраған бөлшек бір бөлшектің шашыратқан жарық толқынының шоғырына сәйкес келеді. Жарық шоғырының көлденең қимасы бөлшектің өзінен үлкен, сондықтан оны микроскоппен бақылауға болады. Коллоидтық бөлшектердің өлшемін коллоидтық ерітіндінің бақыланатын көлеміндегі V жарқырайтын нүктелердің саны N бойынша анықтайды. Анықтама бойынша, коллоидтық ерітіндінің концентрациясы тең болады С_белік = N/V.

Коллоидтық ерітіндідегі заттың массалық үлесін ω, концентрациясын С_бөлік және дисперстік фазаның тығыздығын р біле отырып, коллоидтық бөлшектердің сфералық пішіні болады деп жорамалдап, бөлшектің радиусын табуға болады:

r = 3ωV/4πрс_бөлік (20.15)

20.6-сур. Ультрамикроскоптың көмегімен бөлшектердің пішінін анықгау: 1 - жарық көзі; 2 - сфералық коллоидтық бөлшек; 3 - пластинкалық коллоидтық бөлшек

Таяқша тәрізді бөлшектерді пластинка бөлшектерден ажырату үшін ультрмикроскопияны ағысы бар кюветте жүргізу керек. Ультрамикроскопияны қанның плазмасы мен сары суын, лимфа, вакциналар, сары сулар мен антигендерді зерттегенде қолданады, сонымен қатар инъекциялық ерітінділердің, судың, қоршаған ортаның, соның ішінде ауаның тазалығын бақылау үшін кеңінен қолданады.
20.6. Коллоидтық-дисперсті жүйелердің электрлік қасиеттері

Дисперсті жүйеге электр өрісімен әсер еткенде дисперстік фаза мен дисперсиялық ортаның бірі-біріне қатысты қозғалысын байқауға болады. Осыдан жүйенің бөліктері электр зарядталған деген қорытынды шығады. Алғаш рет бұл құбылыстарды 1807 ж. Мәскеу университетінің профессоры Ф.Ф. Рейс зерттеген болатын. Рейсс аспабының сызбасы 20.7-суретте келтірілген. Саз балшықтың қабатына кварц кұмы мен суға толы екі шыны түтік орналастырылған. Түтіктерге тұрақты ток көзіне қосылған электродтар батырылған. Бірнеше уақыттан кейін электр өрісінің әсерінен анод кеңістігіндегі судың деңгейі төмендейді, сонымен қатар балшықтың бөлшектерінен түзілген суспензияның пайда болуынан ол лайланады. Катод кеңістігінде судың деңгейі көтеріледі. Кейінірек электр өрісіндегі бөлшектердің қозғалысы электрофорез, ал еріткіштің козғалысы — электроосмос деп аталды.

20.7-сур. Рейсс аспабының сызбасы: 1 - эксперименттің басындағы судың деңгейі; 2 - эксперимент аякталғанда катод маңындагы кеңістікгегі судың деңгейі; 3 - эксперимент аякталғанда анод маңындағы кеңістікгегі судың денгейі

20.8-сур. Квинке (a) мен Дорн (б) аспаптарынын сызбалары. Квинке аспабы: 1 — ағатын дисперсиялық орта; 2 — жылжымайтын дисперсті фаза; 3 — электродтар. Дорн аспабы: 1 — жылжымайтын дисперсиялық орта; 2 — жылжымалы дисперстік фаза; 3 — электродтар

Барлық электркинетикалық құбылыстар — электрофорез бен седиментация потенциялы, электроосмос пен ағыс потенциялы — коллоидтық-дисперсті жүйелердің гетерогендігі анықталғанға және дисперстік фаза мен дисперсиялық орта түсініктері енгізілгенге дейін ашқандарын айта кету керек. 20.8-суретте қазіргі кезде қолданылатын терминдермен Квинке мен Дорн аспаптарының сызбалары келтірілген.

Сыртқы электр өрісінің әсерінен дисперстік фаза немесе дисперсиялық ортаның қозғалысын немесе дисперстік фаза мен дисперсиялық орта бірі-біріне қатысты қозғалғанда потенциалдар айырмасының пайда болуын электркинетикалық құбылыстар дейді.

Электркинетикалық құбылыстардың себебі — дисперстік фаза мен дисперсиялық ортаның бөліну шекарасьшда қос электрлік қабаттың пайда болуы, осының салдарынан дисперстік фаза бөлшектерінің де, дисперсиялық ортаның да электрлік зарядтарының болуы.

20.9-сур. Қос электрлік кабат: а) потенциал аныктағыш иондар — катиондар, қарсы иондар— аниондар; б) потенциал анықгағыш иондар — аниондар, қарсы иондар — катиондар

Қазіргі көзқарастарға сәйкес ҚЭҚ дисперстік фазаның бетімен біршама берік байланысқан потенциал анықтағыш иондардан және дисперсиялық ортада орналасқан қарама-қарсы зарядталған иондардың — қарсы иондардың эквивалентті санынан тұрады (20.9-сур.).

Дисперсиялық ортадағы қарсы иондардың орналасуы екі қарама-қарсы факторлармен анықталады: жылулық қозғалыс иондарды сұйық фазаның барлық көлеміне біркелкі таратуға тырысады, ал электрстатикалық тартылыс күштері, керісінше, оларды фазааралық бөліну бетінде ұстап қалуға тырысады. Осы екі факторлардық әсерінің нәтажесінде қарсы иондардың фазааралық беттен алыстаған сайын концентрациясының азаюы бойынша диффузиялық таралуы орын алады. Сонымен қатар, қарсы иондардың дисперстік фаза бетімен адсорбциялық әрекеттесуін де есепке алу керек. Адсорбциялық әрекеттесу және электрстатикалық тартылыс нәтижесінде қарсы иондардың бір бөлігі дисперстік фазаның бетімен өте мықты байланысады. Потенциал анықтағыш иондар байланған қарсы иондармен адсорбциялық қабатты (Штерн қабатын) түзеді, ол аса қалың емес және бірнеше иондық диаметрлермен өлшенеді.

Қарсы иондардың қалған бөлігі иондардың концентрациясы біртіндеп төмендейтін диффузиялық қабатта (Гуи қабаты) түзеді.

20.10-сур. ҚЭҚ-ғы электртермодинамикалық потенциалдың өзгерісі: р— электр- термодинамикалық потенциал: £— электркинетикалық потенциал; OA — адсорбциялық қабаттың қалындығы; АВ — жылжу шекарасы