Физико-химические процессы в дисперсных системах и поверхностные явления Химия
Напишите строение мицеллы золя, образованного в результате взаимодействия указанных веществ (избытка одного, затем другого вещества). Назовите составляющие компоненты мицеллы, а также условия устойчивости и разрушения полученного золя. Укажите, к какому электроду будут перемещаться гранулы этого золя в электрическом поле?
Mn(NO3)2 + K2S →
Строение мицеллы золя MnS и условия его устойчивости
Реакция образования золя:
При взаимодействии нитрата марганца(II) (Mn(NO₃)₂ ) и сульфида калия (K₂S) образуется нерастворимый сульфид марганца (MnS), который в избытке одного из реагентов образует коллоидный раствор (золь).
Мицелла золя:
Строение мицеллы зависит от того, какой из реагентов взят в избытке. Рассмотрим оба случая:
Избыток Mn(NO₃)₂:
Ядро мицеллы: Микрокристаллики MnS с адсорбированными на поверхности ионами Mn²⁺ (потенциалопределяющие ионы).
Адсорбционный слой: Противоионы NO₃⁻ образуют диффузный слой вокруг ядра мицеллы.
Мицелла: [mMnS · nMn²⁺ · (n-x)NO₃⁻]ˣ⁺ · xNO₃⁻
Избыток K₂S:
Ядро мицеллы: Микрокристаллики MnS с адсорбированными на поверхности ионами S²⁻ (потенциалопределяющие ионы).
Адсорбционный слой: Противоионы K⁺ образуют диффузный слой вокруг ядра мицеллы.
Мицелла: [mMnS · nS²⁻ · (n-x)K⁺]ˣ⁻ · xK⁺
Условия устойчивости золя:
Наличие заряда на поверхности частиц: Заряд мицеллы обеспечивает электростатическое отталкивание частиц, препятствуя их слипанию и коагуляции.
Наличие адсорбционного слоя: Адсорбционный слой создает вокруг частиц гидратную оболочку, которая также препятствует слипанию частиц.
Дисперсность: Чем меньше размер частиц, тем больше их удельная поверхность и тем сильнее проявляются явления адсорбции и сольватации, что повышает устойчивость золя.
Устойчивость золя может быть нарушена:
Введением электролита: Электролит нейтрализует заряд мицеллы, что приводит к уменьшению силы отталкивания между частицами и их слипанию.
Нагреванием: При нагревании увеличивается кинетическая энергия частиц, что может привести к их столкновению и слипанию.
Смешением с другим золем: При смешении золей с противоположно заряженными частицами происходит взаимная нейтрализация зарядов и коагуляция.
Перемещение гранул в электрическом поле:
Избыток Mn(NO₃)₂: Гранулы золя будут перемещаться к катоду, так как они несут положительный заряд.
Избыток K₂S: Гранулы золя будут перемещаться к аноду, так как они несут отрицательный заряд.
Дополнительные факторы, влияющие на устойчивость золя