Коллоидная химия

При коагуляции золя смесью двух электролитов возможны три случая (рис. 10.5 ). По оси абсцисс отложена концентрация первого электролита - его порог коагуляции. Аналогично по оси ординат отложена концентрация второго электролита - его порог коагуляции.

1. Аддитивное действие электролитов (линия 1). Электролиты действуют как бы независимо один от другого, их суммарное действие складывается из воздействий каждого из электролитов. Если - концентраций первого электролита, то для коагуляции золя концентрация второго электролита должна быть равной . Аддитивность наблюдается обычно при сходстве коагулирующей способности обоих электролитов.

2. Синергизм действия (линия 2). Электролиты как бы способствуют друг другу - для коагуляции их требуется меньше, чем нужно по правилу аддитивности

Условия, при которых наблюдается синергизм, сформулировать трудно.

3. Антагонизм действия (линия 3). Электролиты как бы противодействуют друг другу, и для коагуляции их следует добавить больше, чем требуется по правилу аддитивности. Антагонизм наблюдается при большом различии в коагулирующем действии электролитов.

Существует несколько теорий, объясняющих явление антагонизма. Одной из его причин может служить химическое взаимодействие между ионами.

Например, для золя AgCl, стабилизированного хлоридом калия, коагулирующим действием обладают катионы. Например, большой коагулирующей способностью обладает четырехзарядный ион тория . Однако если взять для коагуляции смесь то коагулирующая способность этой смеси значительно меньше, чем отдельно взятого . Связано это с тем, что в результате химической реакции образуется комплекс:

и вместо четырехзарядных ионов в золе будут находиться однозарядные катионы К+, коагулирующее действие которых значительно слабее (правило Шульце-Гарди).

3.5.6.

ЗАЩИТА КОЛЛОИДНЫХ ЧАСТИЦ

Коллоидной защитой называется повышение агрегативной устойчивости золя путем введения в него высокомолекулярного соединения (ВМС).

Для гидрофобных золей в качестве ВМС обычно используются белки, углеводы, пектины; для неводных золей - каучуки.

Защитное действие ВМС связано с образованием на поверхности коллоидных частиц определенного адсорбционного слоя. В присутствии ВМС золи, которые вообще не поддаются концентрированию, можно даже выпарить досуха, а затем снова превратить в коллоидный раствор. Коагуляцию таких золей можно осуществить только веществами, осаждающими защитное вещество. Так, золи, защищенные желатином, теряют устойчивость при добавлении таннидов, образующих с желатином нерастворимое соединение.

Для характеристики защитного действия различных ВМС Зигмонди предложил использовать золотое число.

Золотое число - это количество миллиграммов BMС, которое надо добавить к 10 0,0006%-го красного золя золота, чтобы предотвратить его посинение при добавлении к нему 1 10%-го раствора NaCl.

Известно, что при добавлении к красному золю золота некоторого количества NaCl начнется коагуляция золя, частички золота будут укрупняться, что приведет к изменению окраски золя - он станет синим. Таким образом, за процессом коагуляции золя золота можно наблюдать невооруженным глазом на стадии, когда еще нет осадка. Чтобы была возможность сравнивать защитное действие разных ВМС, необходимо добавлять всегда к одному и тому же золю определенной концентрации одинаковое количество коагулянта.

Иногда для характеристики защитного действия ВМС вместо золя золота используются коллоидные растворы серебра (серебряное число), гидроксида железа (железное число) и др.

В таблице 10.2 приведены значения этих чисел для некоторых ВМС.

Таблица 10.2. Защитное действие некоторых ВМС

Защитное вещество

Число

золотое

серебряное

железное

Желатин

0,01

0,035

5