Коагуляция коллоидных систем

Нарушение агрегативной устойчивости коллоидной системы в сторону укрупнения частиц за счет их слипания под влиянием молекулярных сил притяжения называется коагуляцией (от лат.сгущение, свёртывание). Коагуляцию коллоидов могут вызывать электролиты, изменения температуры, механические воздействия, изменение состава дисперсионной среды, электрический ток и др.

Электролитная коагуляция.

Основные правила коагуляции:

1. Все электролиты могут вызвать коагуляцию. Но коагулирующим действием обладает только тот ион, который противоположен заряду гранулы

2. Коагуляцию вызывает только определенная концентрация электролита.

Минимальная концентрация электролита, вызывающая быструю коагуляцию, называется порогом коагуляции (ПК).

Он выражается обычно в миллимолях на литр коллоидного раствора.

Коагулирующая способность электролита связана с валентностью ионов. Коагулирующий ион должен иметь заряд, противоположный заряду частиц.

3. Величина ПК зависит от величины заряда иона-коагулятора. Чем выше его валентность, тем меньшая концентрация электролита соответствует порогу коагуляции. Это правило Шульца – Гарди. Существует общая закономерность: с повышением валентности иона уменьшается концентрация добавляемого коагулирующего электролита, а соотношение порогов коагуляции для одно-, двух-, и трех-валентных ионов соответствует соотношению чисел: сотен, десятков и единиц.

Согласно правилу Шульце-Гарде, порог коагуляции (γ_с) измеряется обратно пропорционально 6-степени валентности иона (в предельном случае)

γ_с = k/Z⁶, k – коэффициент.

То есть, значения порогов коагуляции для одно-, двух-, и трехвалентных ионов как 1: (1/2)⁶: (1/3)⁶ = 1: 1/64: 1/729 = 729: 11: 1.

Порог коагуляции зависит от природы электролита и от валентности коагулирующего иона. Порог коагуляции вычисляют по формуле:

γ = СV(электролита)/(V(золя) + V(электролита)) (ммоль/л),

где С – концентрация электролита, ммоль/л; V - минимальный объем раствора электролита, при добавлении которого началась коагуляция золя, мл.

4. Коагулирующая способность ионов одинаковой зарядности увеличивается с возрастанием радиуса иона.

5. Коагулирующее действие электролита не сводится только к сжатию диффузного слоя. Одновременно протекает избирательная адсорбция на коллоидной частице тех ионов электролита, которые имеют заряд, противоположный грануле.