logo
Коллоидная химия

Механизм коагуляции

Электролитная коагуляция заключается в уменьшении расклинивающего давления тонкого слоя жидкости, что может происходить вследствие:

а) уменьшения заряда поверхности твердой фазы и, как следствие, уменьшения межфазного и затем электрокинетического потенциалов;

б) уменьшения толщины ионных атмосфер диффузных слоев, и, как следствие, уменьшения дзета-потенциала.

В связи с этим по механизму различают два вида коагуляции:

Нейтрализационная коагуляция наступает под действием электролита, который химически взаимодействует с потенциалопределяющими ионами, связывая их в прочное соединение (например, в осадок) и тем самым уменьшая заряд поверхности ядра.

Например, при добавлении К2S к коллоидному раствору AgI с положительно заряженными гранулами (потенциалопределяющие ионы Ag+), между ионами-коагулянтами S2– и потенциалопределяющими ионами Ag+ происходит реакция с образованием осадка Ag2S, что приводит к разрушению мицеллы AgI.

В результате связывания потенциалопределяющие ионы Ag+ уменьшается межфазный потенциал φмф и число противоионов NO3-, необходимых для компенсации заряда поверхности ядра. Таким образом, ионная атмосфера становится тоньше, снижается расклинивающее давление, что приводит к слипанию частиц.

Концентрационная коагуляция наступает под действием электролита, который химически не взаимодействует с ионами стабилизатора и не изменяет заряд поверхности ядра мицеллы. Коагулирующее действие проявляют те ионы электролита, которые являются противоионами для данных мицелл. Концентрационная коагуляция происходит при неизменном значении межфазного потенциала φмф, но сопровождается уменьшением электрокинетического дзета-потенциала (ξ), например, при добавлении нитратов к коллоидному раствору AgI, мицеллы которого содержат противоионы NO3–:

При увеличении концентрации добавляемых ионов NO3– они «вталкивают» противоионы диффузного слоя в адсорбционный. При этом диффузный слой сжимается и может наступить такое состояние, при котором диффузный слой исчезнет и гранула станет электронейтральной. В этом случае расклинивающее давление минимально, что приводит к слипанию частиц в более крупные агрегаты.