Коагуляции золей смесями электролитов

Коагулирующее действие смеси электролитов проявляется по-разному, в зависимости от природы ионов, вызывающих коагуляцию. Если электролиты в смеси близки по своим свойствам (например, NaCl и KCl), то коагулирующее действие их суммируется (рис. 70). В этом случае говорят об аддитивности ионов. В некоторых случаях коагулирующее действие многозарядных ионов электролита ослабляется при введении в раствор второго электролита, коагулирующие ионы которого имеют меньшую величину заряда. То есть, в этом случае образовавшаяся смесь оказывает более слабое воздействие на золь, чем исходный электролит (рис. 70). Это явление, получившее название «антагонизм ионов», не всегда находит объяснение.

Рис. 70. Коагуляция смесями электролитов:
1 – аддитивность коагулирующего действия; 2 – антагонизм;
3 – синергизм коагулирующего действия

Одной из причин уменьшения коагулирующего действия смеси может быть химическое взаимодействие между ионами электролитов, в результате которого образуются комплексы, не обладающие коагулирующим действием.

Наконец, коагулирующее действие смеси электролитов может возрастать в большей степени, чем по правилу аддитивности (рис. 70).

Это явление называется «синергизмом ионов». Причина его во многих случаях также заключается в химическом взаимодействии между ионами, приводящем к получению многозарядных комплексных ионов, обладающих повышенной адсорбционной способностью. Например:
6KCN + FeCl₂ = K₄[Fe(CN)₆] + 2KCl
6CN^– + Fe²⁺ = [Fe(CN)₆]^4–
Заряд образовавшегося комплексного аниона в четыре раза больше заряда анионов исходных электролитов смеси.

Взаимная коагуляция используется как один из методов определения знака заряда золя с помощью золей с известным знаком заряда.
Взаимная коагуляция наблюдается при сливании двух противоположно заряженных гидрофобных золей; в этом случае при перекрытии диффузных слоев возникает электростатическое притяжение противоположно заряженных частиц вместо сил отталкивания, которое ведет к слипанию их. При избытке одного из золей может произойти перераспределение зарядов, раствор может остаться устойчивым, так как частицы одного из золей принимают заряд другого золя, который находится в избытке, в результате адсорбции частиц его на поверхности первого.
Взаимная коагуляция используется как один из методов определения знака заряда золя с помощью золей с известным знаком заряда.
Взаимная коагуляция золей.| Неправильные ряды при коагуляции. Происходит полная взаимная коагуляция положительно и отрицательно заряженных золей.
Явление взаимной коагуляции играет существенную роль в почвенных процессах: часть содержащихся в почвах коллоидов рассматривается как продукт взаимной коагуляции положительных золей Fe (OH) 3 и А1 (ОН) 3 с отрицательными золями кремневой кислоты и органического коллоида - гумуса.
Явление взаимной коагуляции играет большую роль в почвенных процессах: часть содержащихся в почвах коллоидов образуется в результате взаимной коагуляции положительно заряженных золей Fe (ОН) 3, А1 (ОН) 3 и отрицательно заряженных золей кремневой кислоты, а также гуминовых веществ. Явление взаимной коагуляции используется при очистке воды от органических веществ.
Коагуляция смесями электролитов. Механизм взаимной коагуляции состоит в том, что при перекрывании двойных слоев коллоидных частиц, имеющих разные знаки, происходит не отталкивание, а электростатическое притяжение и быстрая агрегация частиц. Наиболее полно взаимная коагуляция происходит тогда, когда заряды коллоидов, противоположные по знаку, равны между собой.
Явление взаимной коагуляции или гетерокоагуляции, коллоидов, наблюдавшееся еще Пиктоном и Линдером в 1897 г., объясняли действием противоположных зарядов частиц дисперсной фазы обоих золей, в результате чего происходит слипание частиц. При этом считали, что для полной коагуляции необходимо, чтобы золи были взяты в таком количественном соотношении, которое обеспечивало бы более или менее полную нейтрализацию заряда частиц. Однако последующие исследования установили, что взаимная коагуляция коллоидных систем может наблюдаться и тогда, когда частицы обоих золей несут электрический заряд одного и того же знака.
Изучение взаимной коагуляции с помощью электронного микроскопа, проведенное советскими учеными, подтвердило давно высказанное мнение, что в основе механизма коагуляции лежит электростатическое притяжение противоположно заряженных частиц. В некоторых случаях причиной ее является химическая реакция между веществами двух дисперсных фаз.
Явление взаимной коагуляции имеет большое значение как в ряде природных (например, в образовании почвенных коллоидов), так и технологических процессов.
Явление взаимной коагуляции или гетерокоагуляции, коллоидов, наблюдавшееся еще Пиктоном и Линдером в 1897 г., объясняли действием противоположных зарядов частиц дисперсной фазы обоих золей, в результате чего происходит слипание частиц. При этом считали, что для полной коагуляции необходимо, чтобы золи были взяты в таком количественном соотношении, которое обеспечивало бы более или менее полную нейтрализацию заряда частиц. Однако последующие исследования установили, что взаимная коагуляция коллоидных систем может наблюдаться и тогда, когда частицы обоих золей несут электрический заряд одного и того же знака.
Динамика изменений объема осадка в процентах.| Колебания состава стачных вод общего стока никотинового завода. При взаимной коагуляции отдельных стоков наблюдается выпадение осадка.

Процесс взаимной коагуляции частиц различной природы называется гетерокоагуляцией.
Что такое взаимная коагуляция, ис-ггпккщия, зашита.
Наблюдается их взаимная коагуляция, на дне бокала оседают хлопья Ре (ОН) з и As2Ss, раствор над осадком становится прозрачным и бесцветным.
Взаимодействие и взаимная коагуляция желатина с поликремневыми кислотами подробно были рассмотрены в гл. Впоследствии Бергман и Нельсон [254] сравнили поведение золей поликремневой кислоты при рН 2 5 и 7 5, не учитывая того, что золь при низком значении рН состоял из частиц диаметром 2 - 3 нм, составляющих коллоидные агрегаты, тогда как при рН 7 5 кремнеземные частицы были, вероятно, в два раза большими по размеру и не объединялись в агрегаты, а находились в виде дискретных частиц.
На явлениях взаимной коагуляции основан важный технический способ очистки водопроводной воды, а также сточных вод. Природные воды всегда содержат в бблыпих или меньших количествах коллоидно растворенные вещества, а также частицы мелкой мути, которые проходят через слой песка, играющий роль фильтра для более крупных частиц. Содержащиеся в природной воде частицы суспензии, а также коллоидные частицы заряжены в большинстве случаев отрицательно.
Взаимная коагуляция растворов Fe (OH3 и As2Ss. С явлениями взаимной коагуляции мы часто встречаемся в быту.
Снятие заряда с коллоидной частицы при добавлении электролита с двухзарядными анионами. а - до начала коагуляции гранула заряжена положительно. б - гранула стала электронейтральной, коагуляция протекает с максимальной скоростью. На явлении взаимной коагуляции основана очистка питьевой воды.
Необходимым условием взаимной коагуляции является равенство противоположных зарядов частиц золей. Если это условие не соблюдается, коагуляция протекает неполностью независимо от концентрации коагулянта. Таким образом, взаимная коагуляция коллоидов протекает в узкой зоне их концентрации (см. гл.
Опыты по взаимной коагуляции производят следующим образом. Восковым карандашом помечают номера десяти пробирок.
С явлениями взаимной коагуляции мы часто встречаемся в быту. Чернила представляют собой коллоидные растворы различных красителей. Причем в разных чернилах коллоидные частицы заряжены по-разному. Вот почему при смешении разных чернил имеет место взаимная коагуляция.
На явлении взаимной коагуляции основана очистка питьевой воды. Исследования показали, что при добавлении к очищаемой воде раствора AI2 (SO4) 3 в течение примерно первых 30сек в результате гидролиза коагулянта образуется коллоидная гидроокись алюминия А1 (ОН) 3, которая обладает громадной суммарной поверхностью, на которой происходит адсорбция коллоидных примесей очищаемой воды. Тушь при температуре ниже нуля портится - коагулирует, так как вода замерзает и коллоидные частицы сажи, лишаясь защитной гидратной оболочки, необратимо коагулируют.
Это вызывает взаимную коагуляцию природных и вновь образованных коллоидных частиц.
Для количественного учета взаимной коагуляции коагулят был отфильтрован, высушен и взвешен.

Как при явлении взаимной коагуляции были замечены отступления от общего правила, так и в случае адсорбции отступления также имеются.
В основе механизма явления взаимной коагуляции лежит электростатическое притяжение противоположно заряженных частиц и взаимодействие ионов, образующих двойные слои.
В результате осуществляется процесс взаимной коагуляции: при взаимодействии двух коллоидных систем происходит уменьшение заряда, дегидратация и, наконец, укрупнение частиц. Образующиеся при этом крупные хлопья могут быть легко удалены при помощи фильтрования или отстаивания.
В результате осуществляется процесс взаимной коагуляции: при взаимодействии двух коллоидных систем происходит уменьшение заряда, дегидратация и, наконец, укрупнение частиц. Образующиеся при этом крупные хлопья могут быть легко удалены с помощью фильтрования или отстаивания.
Томсон 2 изучил случай взаимной коагуляции положительного золя гидроокиси железа и отрицательного золя кремневой кислоты. Было найдено, что наилучшее оседание получалось, когда полностью проходила реакция нейтрализации между пеп-тизаторами золя Ре (ОН) з с хлористым водородом и золя SiOa с едким натром; исчезновение Н и ОН - - ионов делало золи не стойкими, что вело к коагуляции.
Частным случаем коагуляции электролитами является взаимная коагуляция двух гидрофобных золей с различными знаками зарядов. В отличие от обычной электролитной коагуляции, при определенном соотношении концентрации смешиваемых золей всегда наступает переразрядка, тогда как при обычной коагуляции перезарядка происходит только при действии многовалентных ионов-коагуляторов.
Частный случай коагуляции электролитами - взаимная коагуляция, происходящая при смешении двух коллоидов с различными знаками зарядов. Каждый коллоид можно рассматривать как электролит, у которого один ион нормальный, а другой имеет огромную массу. Отсюда следует, что коллоид с частицами, заряженными положительно, будет играть роль коагулирующего электролита для золя с отрицательными частицами, и обратно.
Частным случаем коагуляции электролитами является взаимная коагуляция двух гидрофобных золей с различными знаками зарядов. В отличие от обычной электролитной коагуляции при определенном соотношении концентрации смешиваемых золей всегда наступает переразрядка, тогда как при обычной коагуляции переразрядка происходит только при действии многовалентных ионов-коагуляторов. Взаимная коагуляция имеет большое значение как в ряде природных, так и технологических процессов. Коагуляция почвенных коллоидов электролитами и взаимная коагуляция коллоидов имеет большое значение в формировании почвенного горизонта. Эти соли в воде гидролизуются и образуют положительно заряженные коллоидные частицы А1 (ОН) 3) которые, взаимодействуя с коллоидными частицами в воде, заряженными в большинстве случаев отрицательно, приводят к взаимной коагуляции с выпадением коагулированных частиц в осадок.
Частным случаем коагуляции электролитами является взаимная коагуляция двух гидрофобных коллоидов с различными знаками зарядов. В этом случае структура двойных слоев коллоидных частиц имеет обратный знак, перекрытие ионных атмосфер способствует не отталкиванию, а притяжению коллоидных частиц. Естественно, что наиболее полная коагуляция происходит при взаимной нейтрализации зарядов частиц; при избытке одного из коллоидов происходит перераспределение ионов и образование измененных двойных слоев вокруг агрегированных частиц, вследствие чего система в целом может остаться устойчивой, со знаком заряда избыточного коллоида.
Частным случаем коагуляции электролитами является взаимная коагуляция двух гидрофобных коллоидов с различными знаками зарядов. Здесь структура двойных слоев коллоидных частиц имеет обратный знак и перекрытие ионных атмосфер способствует не отталкиванию, а притяжению коллоидных частиц. Естественно, что наиболее полная коагуляция происходит при взаимной нейтрализации зарядов частиц.
Одним из вариантов коагуляции является взаимная коагуляция разнородных дисперсных систем - гетерокоагуляция. Если поверхности дисперсных фаз смешиваемых систем имеют заряды противоположного знака, то гетерокоагуляция происходит тем полнее, чем полнее произойдет нейтрализация зарядов частиц. При смешении систем с одноименно-заряженными частицами, как правило, образуются устойчивые смешанные системы, но возможна и гетерокоагуляция, вызываемая, например, перераспределением стабилизаторов, приводящим к уменьшению степени стабилизации.
Опыт показывает, что наиболее полной взаимная коагуляция становится тогда, когда число разноименных электрических зарядов на частицах обоих коллоидов одинаково.
К частному случаю коагуляции электролитами относится взаимная коагуляция двух гидрофобных коллоидов с различными знаками зарядов. Здесь перекрытие ионных атмосфер способствует притяжению коллоидных частиц. Расстояние между частицами, при котором происходит взаимная коагуляция, во много раз больше радиусов частиц. Наиболее полная коагуляция наблюдается при взаимной нейтрализации зарядов частиц. При избытке одного из золей возможно перераспределение ионов и образование измененных двойных слоев вокруг частиц. Система в целом может быть устойчивой со знаком заряда избыточного коллоида.
Опыт показывает, что наиболее полной взаимная коагуляция становится тогда, когда число разноименных электрических зарядов на частицах обоих коллоидов будет одинаково.
Образование почвенных коллоидов происходит на основе взаимной коагуляции различных органоминеральных соединений, а придание им устойчивости обеспечивается гуминовыми органическими веществами почв. Получение бетонов и строительных растворов основано на процессах коагуляционного твердения. Большое значение также имеют процессы коагуляции и защиты коллоидов в кожевенной, бумажной, резиновой, текстильной, маслосыродельной, пивоваренной, бродильной, кондитерской, сахарной, фармацевтической, мыловаренной промышленности, в хлебопечении и во многих других производствах.

Образование почвенных коллоидов происходит на основе взаимной коагуляции различных органоминеральных соединений, а придание им устойчивости обеспечивается гуминовыми веществами почв. Получение бетонов и строительных растворов основано на процессах коагуляционного твердения. Большое значение также имеют процессы коагуляции и защиты коллоидов в маслосыродельной, пивоваренной, бродильной, кондитерской, сахарной, фармацевтической, мыловаренной промышленности, в хлебопечении и во многих других производствах.
Подобное изоэлектрическое состояние мицелл вызывает их взаимную коагуляцию и образование рыхлых гелеобразных структур в межпоровом пространстве или частичную цементацию с зернами фильтрующей загрузки с помощью солей кальция или магния, играющих роль вяжущего.
Однако между обычной электролитной коагуляцией и взаимной коагуляцией имеется и значительное различие. Оно заключается в том, что при определенном соотношении количеств смешиваемых золей при взаимной коагуляции всегда наступает перезарядка, тогда как при обычной коагуляции перезарядка практически происходит редко, только при действии многозарядных ионов-коагуляторов. Это можно объяснить тем, что частицы-коагуляторы всегда многозарядны.
При смешивании растворов разноименно заряженных частиц происходит взаимная коагуляция и частички быстро оседают на дно сосуда.
При сливании двух противоположно заряженных золей происходит взаимная коагуляция. Но для этого необходимо соблюдать строго определенные количественные отношения обоих коллоидов. Оптимум коагуляции наступает только тогда, когда общее число зарядов одного коллоидного раствора полностью нейтрализуют общее количество противоположных зарядов другого.
При взаимодействии двух противоположно заряженных золей наблюдается явление взаимной коагуляции. Например, отрицательно заряженный золь сернистой сурьмы Sb2S3 коагулирует при прибавлении положительно заряженного золя гидрата окиси железа.
Термин коацервация означает образование жидкого осадка в результате взаимной коагуляции коллоидных систем. В этом случае сетка коагулята может стягиваться до максимально возможной степени. Таким образом, основная жидкая фаза исключается из сетки прокоагу-лировавших частиц до тех пор, пока коагулят не становится высококонцентрированным, но все еще остается жидким, поскольку мостики или связи между коллоидными частицами нестабильны и могут непрерывно разрываться и заново формироваться. Классическим примером служит жидкая фаза, которая отделяется при смешивании концентрированных растворов желатина и аравийской камеди.