Строение мицеллы. Изоэлектрическое состояние мицеллы. Формулы, отражающие строение мицеллы

Мицелла – это отдельная частица дисперсной фазы золя.

В отличие от молекулы химического вещества состав коллоидной частицы не может быть выражен обычной простой химической формулой. Поэтому говорят не о молекулах коллоидной системы, а о так называемых мицеллах или просто о коллоидных частицах.

В центре коллоидной частицы (мицеллы) находится так называемое ядро (или кристалл). Ядро обычно инертно по отношению к дисперсионной среде, не растворяется в ней и не имеет сольватной оболочки. Ядро довольно сложный агрегат. Количество формульных единиц (условных молекул), образовавших ядро может быть очень большим. (Например, по данным некоторых исследователей, ядро Fe(OH)3 состоит из 80 000 000 молекул Fe(OH)3.)

Наличие поверхности раздела у такого агрегата (ядра) приводит к тому, что на его поверхности согласно правилу Фаянса-Панета может идти адсорбция ионов, которые могут продолжать построение кристаллической решетки.

Благодаря адсорбции ионов, ядро приобретает определѐнный заряд – эти ионы называются потенциал определяющие ионы [ПОИ]. Поэтому к такому заряженному ядру притягиваются ионы, имеющие противоположный знак заряда за счѐт сил электростатического взаимодействия. Итак, вокруг [ПОИ] располагается часть противоионов, образующих вместе с [ПОИ] адсорбционноый слой.

Ядро и адсорбционный слой образуют гранулу. Остальные противоионы, не вошедшие в в адсорбционный слой, образуют диффузный слой. (((для справки, адсорбционный слой – ионы сконцентрированные на ядре и ионы вокруг ядра – это и есть ДЭС))) - далее идет пример, может так будет лучше рассказать.

Рассмотрим в качестве примера образование коллоидной системы хлорида серебра при избытке раствора хлорида калия.

___________________ГРАНУЛА __________________

{[(AgCl)_m ∙ nCl ‾ ∙ (n – x) K ⁺ ] ∙ xK ⁺ } ⁰

кристалл внутренняя противоионы противоионы

(Ядро) обкладка плотного слоя диффузного слоя

l_________________________МИЦЕЛЛА_________________________l

В центре мицеллы находится ядро (AgCl). Ядро инертно по отношению к дисперсионной среде, не растворяется в ней и не подвергается сольватации (нет сольватной оболочки). Количество молекул, образующих ядро, обозначают через m. Это число велико. Наличие поверхности раздела у такого агрегата приводит к тому, что ядро вступает в адсорбционное взаимодействие с ионами окружающей среды (в нашем случае это n ионов хлора). На поверхности ядра согласно правилу Фаянса-Панета, может идти адсорбция ионов, которые образуют с ионами труднорастворимые частицы или достраивают кристаллическую решетку ядра. Эти ионы придают определѐнный заряд ядру (в нашем случае отрицательный). Поэтому эти ионы называют потенциалопределяющими ионами. Ионы калия, имеющие противоположный заряд, за счѐт сил электростатического притяжения собираются около адсорбированных на поверхности ядра ионов хлора. Следовательно, около кристалла (ядра) концентрируются ионы противоположного знака. Эти ионы называются противоионами.

В рассмотренном нами случае адсорбция ионов хлора происходит за счѐт сил, приводящих к прочному присоединению их к кристаллу. Оставшиеся в растворе ионы калия, имеющие противоположный заряд, притягиваются за счѐт сил электростатического притяжения между разноимѐнными по заряду ионами и восстанавливают нарушенную электронейтральность системы. Однако, ионы калия прочно присоединиться к поверхности не могут, так как они образуют с ионами хлора хорошо растворимое вещество – KCl. Кроме того, концентрация ионов калия около поверхности больше, чем в растворе, поэтому эти ионы диффундируют в сторону меньшей концентрации, т.е. они уходят от поверхности в раствор. Поэтому противоионы образуют два слоя: плотный слой противоионов и диффузный (размытый) слой. Количество ионов калия в плотном слое выражают через (n – x), а в диффузном слое через х.

Перемещение свободных ионов из диффузной части в плотный слой (сжатие диффузного слоя) ведѐт к уменьшению величины х и к увеличению величины (n – x). При х = 0 коллоидная частица будет находиться в состоянии, которое называют изоэлектрическим состоянием.

Изоэллектрическое состояние мицеллы – это состояние при котором заряд коллоидной частицы равен нулю.

Схематическое изображение мицеллы.