Влияние электролитов на величину электрокинетического потенциала. Явление перезарядки коллоидной частицы.

Величина электрокинетического потенциала зависит от концентрации ионов электро-

литов в растворе н от их за-ряда. Чем больше концентрация раствора электролита, тем мень-

ше толщина диффузионной части ДЭС, тем меньше ξ-потенциал; ξ=0, если ионы диффузи-

онного слоя перейдут в адсорбционный.

В соответствии с приведенным ранее уравнением теории строения двойного ионного слоя Гуи-Чепмена,электрокинетический потенциал должен уменьшаться линейно при повышении концентрации электролита, пропорционально C^1/2. Такая зависимость может проявляться только в случае, если наблюдается лишьэлектростатическое взаимодействие, т.е. происходит неспецифическая адсорбция введенных в системуионов. Поскольку именно такие представления положены в основу теории Гуи-Чепмена, хотелось бы напомнить, что неспецифическая адсорбция является лишь идеализацией, хотя в целом и полезной, реальной ситуации.

На практике зависимость электрокинетического потенциала от концентрации электролитов определяется прежде всего именно специфической адсорбцией ионов, что приводит к тому, что ионы одинаковойвалентности будут тем сильнее снижать электрокинетический потенциал, чем меньше их гидратная оболочка, что способствует адсорбции. Например, на одинаково заряженной отрицательной поверхности можно наблюдать такой ряд адсорбции: .

Лиотропный ряд снижения электрокинетического потенциала будет противоположен ряду адсорбции (чем выше адсорбция, тем ниже z-потенциал). Поскольку противоионы тем больше будут способны накапливаться в слое Штерна и экранировать потенциал определяющие ионы, чем меньше их размер в гидратированном состоянии, то именно в такой последовательности будет уменьшаться число ионов в диффузионной части двойного слоя, снижаться электрокинетический потенциал и устойчивость дисперсных систем. Естественно, что двухзарядные ионы будут более эффективны, чем однозарядные, так как у них не только вышеэлектростатическое взаимодействие с потенциалопределяющими ионами, но и значительно сильнее проявляется специфическая адсорбция, приводящая к повышению степени заполнения слоя Штерна. При низких концентрациях электролитов это способно вызывать рост поверхностной проводимости, неучет которой приводит к появлению кажущейся экстремальной зависимости электрокинетического потенциала отконцентрации электролитов, найденной из измерений электрофоретической подвижности частиц или электроосмотической скорости дисперсионной среды. Критерием, который показывает необходимость учета поверхностной проводимости электрокинетического потенциала по данным электрофореза, служит отношение поверхностной и объемной проводимостей:

, (1.4.39)

где k_s, k_v – удельная поверхностная и объемная проводимость; k- параметр Дебая; r – радиус капилляра или частицы. Если R_el<<1, то электрофорез (и электроосмос) не осложнен поверхностной проводимостью и нечувствителен к форме частиц (или капилляров). Максимум на зависимостях z-потенциала от концентрацииэлектролита свидетельствует об изменении режима электрофоретической подвижности (электроосмотической скорости) от R_el.

ПЕРЕЗАРЯДКА КОЛЛОИДОВ, изменение знака заряда коллоидных частиц под влиянием действия ионов. Коллоидные частицы несут обычно на своей пограничной поверхности электрический заряд. В растворе ему противостоит равный по величине и противоположный по знаку заряд, образуемый ионами, к-рые составляют наружную обкладку электрического двойного слоя (см.). Вследствие этого путем изменения ионного состава раствора можно изменять не только величину, но даже знак заряда коллоидной частицы. вызывать ее перезарядку. Напр. солями трехвалентных (лантана, церия и др. редких земель) и четырехвалентных катионов (тория) удается сообщать отрицательно заряженным коллоидным частицам положительный заряд. В обратном направлении действуют многие анионы, благодаря чему прибавление их солей [например K₄Fe(CN₆)] позволяет перезаряжать положительно заряженные коллоиды. Весьма характерными особенностями отличается перезарядка амфотерных коллоидов. Последние в зависимости от реакции раствора обладают в одних случаях кислотным, а в других—щелочным характером (см. Лмфолиты). В первом случае они имеют отрицательный, во втором—положительный заряд. Поэтому перезарядка амфотерных коллоидов легко может быть произведена путем изменения реакции раствора (см. также Изоэлектрическая точка). Многие свойства коллоидов (стабильность, отношение к электролитам и др.) зависят от их электрического заряда и потому могут подвергаться глубоким изменениям при перезарядке.