Электрокинетический потенциал
Вернемся к вопросу о заряде коллоидных частиц, от которого в существенной мере зависит их агрегативная устойчивость. Возникновение этого заряда частиц связано с избирательной адсорбцией ионов из раствора. В ряде случаев частицы могут приобретать заряд за счет собственной ионизации. Так, например, кислые красители отщепляют в воде ионы водорода, а остающиеся на поверхности анионы составляют отрицательную обкладку у двойного слоя. Ионы, несущие противоположный заряд, притягиваются к заряженной поверхности. При этом образуется двойной электрический слой. Между твердой заряженной поверхностью и жидкостью возникает разность потенциалов – скачок потенциала. Величина общего скачка потенциала определяется плотностью заряда на твердой частице и представляет собой разность между этим зарядом и точкой, находящейся в дисперсионной среде. Противоионы размещаются как в плотной части двойного слоя, так и в диффузной области. Падение потенциала в диффузном слое будет меньше общего скачка потенциала, поскольку часть заряда частицы скомпенсирована противоионами, находящимися в плотной части двойного электрического слоя. Очевидно, что это падение потенциала в диффузной части будет тем меньше, чем меньше противоионов этот слой включает. Однако коллоидные частицы находятся в постоянном движении. Это создает условия, порождающие возникновение электрохимического потенциала. При направленном движении жидкости относительно твердого тела (или, наоборот, твердого тела относительно жидкости) на поверхности твердого тела сохраняется неподвижный слой жидкости.
|
|
|
Таким образом, скольжение жидкой фазы относительно твердой происходит не непосредственно на границе твердая фаза – жидкость, а в самой жидкости на расстоянии Δ от твердой фазы. Эта величина Δ имеет молекулярные размеры, т.е. сравнимые с таковыми молекул. Часть противоионов остается в этом неподвижном слое жидкости, часть – в движущейся. Разность потенциалов между неподвижной частью системы и подвижной получила название электрокинетический потенциал или дзета-потенциал, поскольку он обозначается греческой буквой «дзета». Он отличается от падения потенциала в диффузном слое. Это объясняется тем, что граница скольжения часто не совпадает с границей между слоем Гельмгольца и слоем Гуи, а отстоит на некотором расстоянии от этой границы и сдвинута в сторону жидкости.
Таким образом, величина электрокинетического потенциала зависит не только от характера падения потенциала в двойном и диффузном слоях, но и от характера движения жидкости вблизи твердой поверхности, что в свою очередь определяется свойствами жидкости.
|
|
|
Отметим, что величина и плотность заряда твердой поверхности больше суммарного заряда твердой поверхности и связанной с ней неподвижно жидкости, поскольку последняя включает некоторую часть противоионов. Чем больше концентрация противоионов в связанной жидкости, тем меньше суммарный заряд движущейся частицы и тем меньше электрокинетический потенциал. Именно величина электрокинетического потенциала определяет силу отталкивания между коллоидными частицами и тем самым агрегативную устойчивость системы.
На величину электрокинетического потенциала по современным представлениям оказывают влияние многие свойства коллоидных систем:
1) концентрация ионов в растворе: чем больше концентрация ионов, тем большее количество противоионов накапливается в твердом слое и тем меньше их будет в диффузной области;
2) заряд противоионов: чем больше заряд противоионов, тем сильнее они притягиваются к заряженной поверхности твердого тела, тем тоньше диффузный слой и соответственно меньше величина дзета-потенциала;
3) полярность противоионов: чем больше поляризуемость противоионов, тем больше дополнительные силы притяжения и тем тоньше становится слой Гельмгольца;
4) лиофильность: оболочка из молекул растворителя снижает силу взаимодействия между поверхностью твердого тела и противоионами. чем прочнее сольватная оболочка, тем толще диффузный слой и тем больше электрокинетический потенциал.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 448; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!