Оптические свойства золей

Золи отличаются от истинных растворов визуально, с помощью так называемого конуса Тиндаля.

Если на плоскопараллельную кювету, заполненную истинным раствором, направить узкий луч видимого света, то будут видны точки входа и выхода луча. Ход луча в растворе не будет виден, рис.8.

Рис.8

В силу того,что частицы растворённого вещества несоизмеримо меньше длины волны луча, луч проходит через раствор,"не замечая" эти частицы, поэтому его ход и не виден.

 

Если такой луч направить на кювету с золем, рис.9, то ход луча будет виден в виде светящегося конуса голубоватого цвета.

Рис.9

Размер частиц дисперсной фазы меньше длины волны луча по меньшей мере в 10 раз. Но в данном случае луч "замечает" эти частицы и огибает их. Происходит явление дифракции, в результате чего и возникает этот конус.

 

 

Электрические свойства золей

Рассмотрим мицеллу золя в разрезе, рис.10.

 

Рис.10

На границе определяющих ионов и противоионов возникает потенциал φ, равный ≈ 1В. На границе гранулы и диффузионного слоя возникает ещё один потенциал ζ, так называемый дзета - потенциал, величина которого не превышает 0,1В.

Если к раствору гидрофобного золя подвести постоянное напряжение, то мицелла разорвётся по ζ - потенциалу. Гранула мицеллы пойдёт к одному электроду, в соответствии со своим зарядом, а диффузионный силой, увлекая за собой прилежащие к нему слои воды, - к другому электроду.

Перемещение гранулы к электроду называется электрофорезом.

Перемещение диффузионного слоя с прилежащими слоями воды называется электроосмосом.

Поскольку диффузный слой содержит мало вещества, то его отложение на электроде было обнаружено недавно, когда появились точные методы. Тем не менее ζ - потенциал очень важен для существования гидрофобных золей.

Разрушение гидрофобных золей

{[m Ag J] n J^- (n-x)K⁺}^-x K⁺

Разрушение гидрофобных золей достигается добавлением к раствору постороннего электролита. Разрушающими являются ионы электролита, имеющие одинаковый заряд с зарядом диффузионного слоя. Разрушающая сила ионов зависит от их заряда.

Na⁺ Cu²⁺ Al³⁺
Cl^- SO₄^2- PO₄³⁺
1 : 10 : 100 ---- разрушающая сила ионов возрастает на порядок.

Разрушающее действие постороннего электролита заключается в том, что однозарядный ион вытесняет противоионы диффузионного слоя в адсорбционный слой.

– уменьшается заряд диффузного слоя.
- уменьшается заряд гранулы.

В конечном счёте уменьшается ζ - потенциал. С уменьшением ζ - потенциала мицеллы начинают терять свою защиту и слипаются. Когда слипание частиц достигает такого предела, что становится заметным помутнение раствора, соответствующая этому состоянию величина ζ - потенциала носит название – порог коагуляции.

Состояние, при котором ζ - потенциал становится равным нулю, называется изоэлектрическим состоянием.

При изоэлектрическом состоянии коагуляция идёт полным ходом. Защита потеряна, и золь разрушается.

Если слить растворы, содержащие мицеллы с противоположными зарядами, то разрушение золей пойдёт очень интенсивно, в силу взаимного притяжения мицелл , у которых диффузионные слои имеют противоположные заряды.