и обнаружение отдельных ионов. В результате возникновения коллоидных растворов сульфидов III аналитической группы они не могут быть отделены от растворов катионов других групп ни центрифугированием, ни фильтрованием, и разделение ионов оказывается недоступным.

Что же представляют собой коллоидные растворы? Эти растворы являются дисперсной системой, в которой совокупность раздробленных частиц называют дисперсной фазой, а вещество, в котором они распределены, дисперсионной средой.

По размерам частиц, т. е. по степени дисперсности, выделяют 3 группы дисперсных систем: 1) суспензии, взвеси или эмульсии — частицы дисперсной фазы крупнее 100 нм* (суспензия—взмученные частицы глины в воде, эмульсия—мельчайшие капли жира в воде, например молоко); 2) коллоидные растворы или золи — частицы дисперсной фазы размером от 100 до 1 нм; 3) истинные растворы или просто растворы — частицы дисперсной фазы меньше 1 нм.

Коллоидные частицы видимы под ультрамикроскопом, истинные растворы под ультрамикроскопом совершенно прозрачны. Коллоидные частицы проходят через бумажные фильтры и могут быть задержаны пергаментной перегородкой или мембраной из коллодия. Коллоидные растворы устойчивы, так как их частицы несут заряды. Наличие зарядов у коллоидных частиц противодействует их соединению в более крупные агрегаты, поскольку они отталкиваются друг от друга. Коллоидные частицы несут положительные заряды (гидроксиды алюминия, хрома, железа и др.) или отрицательные (сульфиды мышьяка, галогениды серебра и др.).

Устойчивость частиц обусловливается адсорбцией отрицательного заряда на поверхности анионов и положительного заряда на поверхности катионов. В большинстве случаев возникает адсорбция частицами (ядрами) из раствора чаще всего одноименных ионов, т. е. входящих в состав кристаллической решетки этих частиц. Например, коллоидная частица гидроксида алюминия в кислой среде имеет положительный заряд, так как адсорбирует ионы А13 из раствора, в котором происходит осаждение гидроксида. В растворе, где имеются положительные коллоидные частицы гидроксида алюминия, находятся отрицательно заряженные ионы. Вещества, в результате адсорбции которых коллоидная частица приобретает заряд и коллоид становится устойчивым, называются стабилизаторами.

Коллоидная частица и непосредственно связанные с ней молекулы и ионы называют гранулой, она имеет заряд. Заряженную гранулу и окружающие ее в растворе противоположно заряженные ионы называют мицеллой.

* 1 нм=10-9М.

В кислой среде

гранула [А1(ОН)3 ,иН2ОиА13-+] мицелла {[А1(ОН)3™Н20-/гА13+] + ЗиСГ} В щелочной среде

гранула [А1(ОН)3 ,иН20 ■ nAlOj] мицелла { [А1 (ОН)3 • т Н 20 ■ п АЮ2" ]+и Na+} Коллоидная частица гидроксида железа может адсорбировать ионы Fe3+ из раствора FeCl3 или ОН "-ионы из щелочного раствора, образуя положительно заряженную частицу [Fe(OH)3]y «Fe или отрицательно заряженную [Fe(OH)3]j, иОН". Коллоидная частица Agl адсорбирует ионы Ag+ из раствора нитрата серебра, образуя [AgIJJ,«Ag+ или 1"-ионы из раствора иодида калия, образуя [AgYL п\~. В указанных примерах стабилизаторами являются FeCl3, AgN03, KI и т. д.

В аналитической практике имеют значение гидрозоли, в которых коллоидные частицы присоединяют воду. Наличие гид-ратной оболочки у коллоидных частиц не позволяет им близко подойти друг к другу и препятствует их соединению в более крупные агрегаты.

Различают: 1) лиофильные коллоиды — более стойкие, так как имеют сильное взаимодействие коллоидных частиц с дисперсионной средой и 2) лиофобные — частицы системы не обнаруживают сильного взаимодействия с растворителем, они легко разрушаются, малоустойчивы. Если в качестве дисперсионной среды используют воду, то коллоиды называют соответственно гидрофильными (растворы белков, клея, крахмала и др.) и гидрофобными (золи металлов, сульфидов и др.). Золи гидроксидов металлов занимают промежуточное положение между ними.

Если к гидрофобной системе золя добавить электролит или нагреть ее, то коллоидные частицы, соединяясь, укрупняются и выпадают в осадок. Разрушение коллоидной системы называют процессом коагуляции, который завершается седиментацией, т. е. осаждением твердой фазы из раствора. Процесс седиментации протекает следующим образом. Коллоидные частицы сближаются на расстояние, которое допускает слияние их водных оболочек, и образуются электронейтральные частицы. Частицы слипаются, образуя более крупные агрегаты частиц, которые под действием силы тяжести оседают на дно сосуда. Выпадающие осадки называют гидрогелями. Коллоидные системы коагулируют медленно. Устойчивость систем понижается вследствие нейтрализации электрического заряда. Это происходит при добавлении в раствор электролита. Чаще применяют кислоты, избыток осадителя или соли аммония.

На положительно заряженные частицы коллоидов оказывают влияние анионы, на отрицательно заряженные—катионы. При этом надо учитывать зарядность прибавляемых электролитов.

5 Зак. 539

129

128

Copyright © 2007-2012 Zomber.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить химию