20-тарау. Дисперсті жүйелердің физикохимиясы
Электркинетикалық потенциал
жүктеу/скачать 300,99 Kb.
|
20 Т Дисперсті жүйелер Попков
| Электркинетикалық потенциал — электртермодинамикалық потенциалдың бір бөлігі. Оның шамасы диффузиялық қабаттың қалыңдығымен анықталады. Диффузиялық қабат сығылғанда, мысалы дисперсиялық ортадағы электролитің концентрациясы өскен кезде, қарсы иондардың бір бөлігі жылжу бетінің астындағы адсорбциялық қабатқа етеді. Электртермодинамикалық потенциал φ бұл кезде өзгермейді, ал ζ-потенциалдың абсолюттік шамасы көп зарядты қарсы иондар болған кезде электролит концентрациясының өсуі ζ-потенциалдың төмендеуіне ғана емес, сонымен қатар оның таңбасының өзгеруіне соқтыруы мүмкін. Осының нәтижесінде коллоидтық бөлшектер қайтадан зарядтала алады.
Электркинетикалық потенциал температураға тәуелді. Бір жағынан, температура жоғарылағанда диффузиялық қабаттың қалыңдығы артады, бұл электркинетикалық потенциалдың өсуіне соқтырады. Екінші жағынан, температура жоғарылағанда потенциал анықтағыш иондардың десорбциялануы салдарынан адсорбция төмендейді. Бұл үдеріс электртермодинамикалық потенциалдың ср төмендеуіне әкеледі, олай болса, оның құрамдас бөлігі — электркинетикалық потенциал да төмендейді. Коллоидтық бөлшектер күрделі кұрылымы бар бірлестіктер — мицеллалар (лат. micella — түйір, түйіршік) болып табылады. Мицелла қос электрлік қабатпен қоршалған электрбейтарап агрегаттан тұрады. Коллоидтық бөлшектің массасы негізінен агрегатта шоғырланған, ол жүздеген атомдар мен молекулалардан тұрады. Мысалы, темір(ІІІ) гидроксиді гидрозолінің орташа салыстырмалы мицеллалық массасы (жеке заттар үшін Мх аналогы) 56 500 г/моль, ал кремний қышқылының гидрозолінікі— 49 000 г/моль. Олай болса, бірінші жағдайда бөлшектің кұрамына 530 Ғе атомдары кіреді, ал, екінші жағдайда, — 630 Si атомдары. Агрегаттың құрылысы аморфты да, кристалдық та бола алады. Агрегат пен потенциал анықтағыш иондар ядроны түзеді. Агрегатты адсорбциялық қабатпен бірге гранула (бөлшек) дейді. Грануланың заряды потенциал анықгағыш иондардың және берік байланысқан қарсы иондардың зарядтарының қосындысына тең. Жалпы түрде мицелланың құрылысын былайша көрсетуге болады: Алмасу реакцияларының нәтижесінде түзілетін зольдер дисперстік фаза бөлшектері зарядтарының таңбасымен ерекшелене алады. Мысалы, күміс иодидінің золін мына реакциямен: AgNО3 (сулы) + КІ (сулы) → KNО3 (сулы) + Agl (қ) күміс нитратын артық алып, не калий иодидін артық алып алуға болады. Екі жағдайды да қарастырайық. Күміс нитратының артық мөлшерінде алынған зольдің бөлшектері оң зарядталады. Agl агрегаттары түзілгеннен кейін ерітіндіде К+, NО3-, I- және Ag+ иондары қалады. Панет-Фаянс ережесіне сәйкес күміс иодидінің кристалдық торын ерітіндідегі бар иондардың тек күміс иондары ғана одан әрі құрастыра алады. Олар агрегаттың бетіне оң заряд береді. Қарастырылып отырған мысалда нитрат-иондары қарсы иондар болады. Мұндай золь мицелласының сызбасын былайша жазамыз: {m[AgI]nAg+(n-x)N03-}x+xN03- мұндағы т — агрегаттағы Agl формулалық бірліктерінің саны; n - потенциаланықтағыш иондардың саны; х – диффузиялық қабаттың кұрамындағы қарсы иондардың саны. Калий иодидінің артық мөлшерінде алынған зольдің бөлшектері теріс зарядталады. Agl агрегаттары түзілгеннен кейін ерітіндіде К+, I- және NО3- иондары қалады. Панет-Фаянс ережесіне сәйкес күміс иодидінің кристалдық торын ерітіндідегі бар иондардың тек иодид-иондары ғана (потенциал-анықтағыш иондар) одан әрі құрастыра алады. Қарсы иондар — калий иондары. Мицелла кұрылысының сызбасы: {m[АgІ]nI-(n-х)К+}х-хК+ жүктеу/скачать 300,99 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|