Коагуляция лиофобных коллоидов

Наиболее важным и изученным фактором коагуляции гидрофобных коллоидов является воздействие на них растворов электролитов.

Для коагуляции золей электролитами установлен ряд эмпирических закономерностей.

Для начала коагуляции золя необходима некоторая минимальная концентрация электролита, называемая порогом коагуляции.

Порогом коагуляции называют минимальное количество электролита, которое надо добавить к коллоидному раствору, чтобы вызвать коагуляцию. Порог коагуляции выражают числом миллимолей электролита, которое вызывает коагуляцию
1 литра коллоидного раствора.

Величина, обратная порогу коагуляции, называется коагулирующим действием (Д_к): .

Порог коагуляции зависит от природы дисперсной фазы, концентрации ее в коллоидной системе, скорости прибавления электролита, интенсивности перемешивания, присутствия других веществ и др.

Коагулирующим действием обладает тот из ионов электролита, заряд которого противоположен заряду коллоидных частиц, причем коагулирующее действие иона тем сильнее, чем больше его заряд (правило Шульце – Гарди).

Правило Шульце-Гарди: чем больше заряд коагулирующего иона, тем эффективнее его коагулирующее действие. Коагулирующее действие иона пропорционально заряду иона в шестой степени.

где:   z – заряд коагулирующего иона;

       А – постоянная величина.

Величины порогов коагуляции двухзарядных ионов примерно на порядок, а трехзарядных – на два порядка меньше, чем для однозарядных ионов. Правило значности имеет приближенный характер и справедливо только для неорганических ионов; некоторые однозарядные органические ионы обладают более сильным коагулирующим действием, чем двухзарядные неорганические ионы, что обусловлено их сильной специфической адсорбируемостью.

Чем выше заряд иона, тем сильнее его коагулирующее действие, тем ниже порог коагуляции и тем меньше нужно электролита для коагуляции. По коагулирующей способности катионы (вызывают коагуляцию золя с отрицательно заряженной гранулой) располагаются в следующий ряд:

Na⁺ < NH₄⁺ < K⁺< Mg²⁺ < Ca²⁺ < Ba²⁺ < Al³⁺.

По коагулирующей способности анионы (вызывают коагуляцию золя с положительно заряженной гранулой) располагаются в следующий ряд:

 PO₄^3- > SO₄^2- > Cl^- > Br^- > NO₃^- > I^- > SCN^-

3. В рядах неорганических ионов с одинаковыми зарядами коагулирующее действие возрастает с уменьшением гидратируемости ионов; например, в ряду однозарядных катионов щелочных металлов коагулирующее действие возрастает от лития к рубидию:

Д(Li⁺) < Д(Na⁺) < Д(К⁺) < Д (Rb⁺)

4. В осадках, получаемых при коагуляции золей электролитами, всегда присутствуют ионы, вызвавшие коагуляцию.

5. При коагуляции золей смесями электролитов сравнительно редко наблюдается их независимое (аддитивное) действие; обычно имеет место взаимное усиление либо ослабление коагулирующего действия (синергизм либо антагонизм ионов).