Розчинність малорозчинного осаду сильного електроліту за рахунок пептизації

Утворений осад малорозчинного електроліту при додаванні надлишку осаджувача може розчинятися в результаті утворення колоїдної системи. Розглянемо це явище на прикладі розчинення осаду AgI при додаванні до системи «осад-розчин» надлишку йодиду. Арґентум йодид утворюється при взаємодії арґентум нітрату з калій йодидом:

AgNO₃ + KI = AgI↓ + KNO₃

Якщо до розчину KI додавати краплинами розчин AgNO₃, то на поверхні ядра колоїдної частинки, що складається з m молекул AgI, будуть адсорбуватися вибірково тільки йодид-іони, яких в даний момент у розчині надлишок, і частинка набуде від’ємного заряду. Колоїдна частинка є не просто дисперсною частинкою у вигляді полімолекулярного агрегату колоїдних розмірів з деякими фізичними властивостями (кінетичною рухливістю, електричним зарядом і ін.), а являє собою складне новоутворення, у якому речовина дисперсної фази (ядро частинки) знаходиться в певному фізико-хімічному зв’язку з навколишнім середовищем через стабілізуючий подвійний електричний шар йонів і через щільну сольватну оболонку з молекул розчинника. Таке новоутворення називається міцелою. Як найменша кількість колоїдної речовини, міцела здатна існувати самостійно у вигляді відокремленої частинки та визначає всі основні властивості колоїдної системи.

До складу міцели входять:

– ядро кристалічної структури чи аморфної будови;

– подвійний електричний шар із сольватованих йонів;

– дифузна частина подвійного шару з протиіонів.

Розглянемо схему будови міцели золя арґентум йодиду, утвореної за умови надлишку йодид-іонів у розчині та розподілення потенціалів у подвійному електричному шарі:

{m [AgI] nI^-(n-x)K⁺}^х- xK⁺

Умовні позначення:

m – число молекул в ядрі частинки (ядро заключено в квадратні дужки);

n – число йонів, міцно адсорбованих на поверхні ядра. Вони називаються потенціалвизначальними;

x – число протиіонів, що утворюють зовнішній, так званий дифузний шар йонів;

(n-x) – частина протиіонів, що входять в адсорбційний шар і до складу частинки (частинка заключена у фігурні дужки).

У безпосередній близькості до поверхні ядра, від’ємно зарядженої потенціалвизначальними адсорбованими йонами nI^-, на відстані, що дорівнює середньоу йонному радіусу, розташований перший шар протиіонів (n-x)K⁺. Ці йони входять до складу адсорбційного шару і в звичайних умовах вони нерухомі, а переміщуються разом з ядром частинки. Далі від адсорбційного шару йонів – у навколишньому розчині – дифузно розподілений залишок загального заряду у вигляді безперервного об’ємного заряду, що знижується асимптотично до нуля в міру віддалення від стінки в глибину розчину. Це дифузна частина шару із йонів, що залишились, – xK⁺. Товщина дифузної частини подвійного шару, в залежності від концентрації електроліту, може змінюватись у широких межах.

Колоїдні частинки мають дуже малі розміри. Їх діаметри знаходяться в межах 1-150 нм, але більші за молекули розчинника. Оскільки діаметри колоїдних частинок менші від довжини хвиль світла видимої області спектра, то світло від таких частинок не відбивається, а лише має місце дифракція світлових променів. Тому колоїдні частинки невидимі навіть у потужні світлові мікроскопи.

Процес переходу речовини із стану осаду в колоїдний стан під впливом введених у систему «осад-розчин» розчинів сильних електролітів називається пептизацією. На швидкість розчинення малорозчинних осадів за рахунок пептизації впливають концентрація і хімічні властивості електроліту, що викликає пептизацію, кількість і стан осаду, температура, перемішування і ін.

З пептизацією мають справу в практиці хімічного аналізу при інтенсивному промиванні осадів.