Заказ №38828

Для гидрофобного золя вещества А, полученного при взаимодействии избытка вещества В с веществом С (см. таблицу 16), составить формулу мицеллы, указать знак заряда коллоидной частицы, изобразить графически изменение потенциала в пределах двойного электрического слоя, показать на графике величину электрокинетического потенциала. Таблица 16 - Исходные данные № А В С 15 FePO4 FeCl3 Na2HPO4

Решение:

В гидрофобном золе (водном коллоидном растворе) фосфат железа находится в виде микрокристалликов. Чтобы предотвратить дальнейший их рост, в растворе должен присутствовать стабилизатор. Им является то исходное вещество, которое было взято в избытке в химической реакции получения золя, т о есть в данном случае хлорид железа. Оно образует на поверхности микрокристаллов двойной электрический слой, который препятствует дальнейшей их кристаллизации или слипанию, обеспечивая сохранение неизменными их размеров. Твердая частица с двойным электрическим слоем (ДЭС) на своей поверхности называется мицеллой лиофобного золя, а если среда, в которой находится частица, является водой, то она называется мицеллой гидрофобного золя («гидро» - вода). При взаимодействии хлорида железа, взятого в избытке, с гидрофосфатом натрия, образуется фосфат железа, выпадающий в осадок FeCl3+Na2HPO4=FePO4+2NaCl+HCl Рассмотрим подробно образование и строение мицеллы фосфата железа, стабилизированного хлоридом железа. m[FePO4] - нерастворимый агрегат фосфата железа (микрокристаллик), где m - число молекул, его образующих. ДЭС на его поверхности образует FeCl3, так как в нашем примере именно он взят в избытке. В растворе он распадается на ионы FeCl3FFe3++3Cl– Согласно правилу Панета-Фаянса адсорбироваться будут те ионы, которые входят в состав кристаллической решетки агрегата или изоморфны ей. В данном случае такими ионами являются ионы трехвалентного железа Fe3+. Именно они способны «достроить» кристаллическую решетку агрегата, поэтому прочно адсорбируются на его поверхности, переходя из жидкой фазы, и придают ей положительный заряд: m[FePO4]*n*Fe3+ 00 , где n - число потенциалопределяющих ионов Fe3+ . 277 На поверхности агрегата возникает потенциал, который называется термодинамическим (0). В жидкой же фазе оказывается избыток противоположно заряженных ионов, которые притягиваются к заряженной поверхности агрегата, образуя слой противоионов. В нашем случае это ионы Cl– . Общее количество противоионов должно быть таким, чтобы полностью скомпенсировать заряд потенциалопределяющих ионов. Слой противоионов имеет сложное строение и состоит из 2 частей: адсорбционного и диффузного слоев. Адсорбционный слой (d) имеет толщину, близкую к диаметру противоиона (это несколько А), и те противоионы, которые попадают в это пространство, называются противоионами адсорбционного слоя. Они связаны с заряженным агрегатом двумя типами сил: электростатическими и адсорбционными силами притяжения так прочно, что образуют с ним единое кинетическое целое (при движении эти ионы не отрываются от агрегата и передвигаются вместе с ним). Число адсорбционных противоионов равно (n - x). Это единое кинетическое целое называется гранулой, или коллоидной частицей, и при написании выделяется фигурными скобками: {m[FePO4]*n*Fe3+*(n - 3x)Cl– } +3x .