Jedes Sol besteht aus Mizellen(Partikel in dispergierter Phase) und intermicellare Flüssigkeit(Dispersionsmedium, das ein Lösungsmittel und darin gelöste Elektrolyte und Nichtelektrolyte enthält).

Mizellen haben eine komplexe Struktur. Nach modernen Vorstellungen besteht eine Mizelle aus einem elektrisch neutralen Aggregat und einer Ionenhülle. Als Elektrolyt bezeichnet man den Elektrolyten, dessen Ionen die Ionenhülle des Aggregats bilden Stabilisator. Bei der Gewinnung eines Sols auf chemischem Wege handelt es sich in der Regel um einen Elektrolyten im Überschuss. Es verleiht kolloidalen Lösungen Stabilität aufgrund der Abstoßungskräfte gleich geladener Partikel (Granulat).

Die Masse eines kolloidalen Teilchens konzentriert sich hauptsächlich in einem Aggregat, das aus Hunderten und Tausenden von Atomen und Molekülen besteht. Beispielsweise beträgt die durchschnittliche Molmasse einer Eisen(III)-hydroxid-Hydrosol-Mizelle 56.500 g/mol und die eines Kieselsäure-Hydrosols 49.000 g/mol. Folglich enthält das Teilchen im ersten Fall 530 Fe-Atome, im zweiten Fall 630 Si-Atome.

Nehmen wir an, dass bei einer chemischen Reaktion ein Silberjodidsol entsteht:

AgNO 3 + KI ® AgI¯ + KNO 3 .

Die Basis kolloidaler Partikel (Abb. 32) werden Mikrokristalle aus schwer löslichem AgI sein, einschließlich m Struktureinheiten von AgI (genauer gesagt, m Paaren von Ag + und I – Ionen). Diese Mikrokristalle heißen Einheit.

Wenn die Reaktion in Gegenwart eines Überschusses an KI-Lösung abläuft, entsteht auf der Oberfläche des Aggregats eine negativ geladene Schicht infolge der selektiven Adsorption der darin enthaltenen überschüssigen n I – –-Ionen (gemäß Panetta). Fayence-Regel, die Struktur Kristallgitter kann nur die Ionen vervollständigen, die Teil seiner Zusammensetzung sind oder mit der Substanz dieses Gitters zusammenhängen. Jodidionen in in diesem Fall Sind potentiell bestimmende Ionen. Das Aggregat ist zusammen mit potentiell bestimmenden Ionen ein Teilchen der festen Phase und wird als bezeichnet Kern.

Unter dem Einfluss elektrostatischer Kräfte werden n Ionen mit entgegengesetztem Vorzeichen vom Kern angezogen – Gegenionen, Kompensation der Atomladung. In diesem Fall übernehmen überschüssige K+-Ionen diese Rolle. Einige der Gegenionen (n–x) werden in der Nähe des Kerns festgehalten und bilden zusammen mit potenzialbestimmenden Ionen Adsorptionsschicht. Das Aggregat und die Adsorptionsschicht bilden zusammen Körnchen, eine Ladung aufgrund unvollständiger Kompensation der Ladung potentiell bestimmender Ionen durch Gegenionen haben, in unserem Fall negativ.

Die verbleibenden x K + -Gegenionen, die schwächer an den Kern gebunden sind (nur elektrostatisch), werden beeinflusst thermische Bewegung liegen diffus (also unscharf) in einem flüssigen Medium vor, weshalb sie auch so genannt werden diffuse Schicht. Das Granulat bildet zusammen mit einer diffusen Schicht aus Gegenionen Mizelle. Die Mizelle ist elektrisch neutral. Das Mizellendiagramm lässt sich wie folgt darstellen:

Für den Fall, dass eine Lösung von AgNO 3 im Überschuss entnommen wird, ergibt sich das Mizellendiagramm nächste Ansicht:

(×nAg + × (n–x)NO ) x + ×x NO

Aus den obigen Formeln geht klar hervor, dass die erste Mizelle aufgrund der selektiven Adsorption von I-Ionen am Aggregat ein negativ geladenes Granulat aufweist – , und das Körnchen der zweiten Mizelle ist durch Ag+-Ionen positiv geladen, d. h. die Ladung des Körnchens wird durch die Ladung der potenzialbestimmenden Ionen bestimmt.

Bei der Verwendung von Diagrammen zur Struktur von Mizellen ist zu bedenken, dass die Sol-Mizelle nichts Dauerhaftes ist. Die Zahlen m, n und x können sich in Abhängigkeit von den Bedingungen zur Gewinnung und Reinigung des Sols sowie unter dem Einfluss verschiedener Faktoren in weiten Grenzen ändern externe Faktoren. Wenn beispielsweise ein indifferenter (nicht spezifisch mit der Oberfläche interagierender) Elektrolyt in das Sol eingebracht wird, wird der diffuse Teil komprimiert (der Radius der Mizelle nimmt ab). In diesem Fall beginnen die Gegenionen der diffusen Schicht in die Adsorptionsschicht zu wandern, d. h. die Anzahl der Gegenionen der Adsorptionsschicht

(n–x) nimmt zu und die Anzahl der Gegenionen der diffusen Schicht (x) nimmt ab. Die Ladung des Granulats sinkt und bei vollständigem Übergang der Ionen in die Adsorptionsschicht verliert das Partikel seine Ladung (das Granulat wird neutral). Das Mizellendiagramm hat die Form:

(×nI – × nK + ) 0 oder (×nAg + × nNO ) 0

Da kolloidale Partikel keine Ladung haben, beginnen sie bei der Kollision zusammenzukleben, was zu einer Vergrößerung der Partikel und ihrer Ausfällung unter dem Einfluss der Schwerkraft führt. In diesem Fall wird das kolloidale System grob dispergiert und es kommt dann zu einer Phasentrennung. Daher sind das Vorhandensein einer Ladung auf einem Partikel der dispergierten Phase sowie das Vorhandensein einer diffusen Schicht, von der die Größe der Ladung des Partikels abhängt, die Hauptbedingungen dafür, dass das System nicht zusammenbricht.

Daraus folgt, dass zur Erzielung stabiler kolloidaler Systeme die Anwesenheit eines Stabilisators erforderlich ist.

Methoden zur Gewinnung kolloidaler Lösungen

Kolloidale Lösungen oder Sole können durch zwei Gruppen grundsätzlich unterschiedlicher Methoden gewonnen werden: Dispergierung und Kondensation.

Dispersionsmethoden sind Methoden zur Herstellung kolloidaler Lösungen, die auf der Zerkleinerung großer Partikel in kleinere basieren. Es gibt physikalische und chemische Methoden zur Dispergierung.

ZU physikalische Dispersionsmethoden Dazu gehören die mechanische Zerkleinerung mittels Kugel- oder Kolloidmühlen, die Ultraschallzerkleinerung und das Sprühen im Lichtbogen.

Chemische Dispersionsmethode ist die Peptisierungsmethode. Sein Wesen ist wie folgt: Dem frisch gewonnenen losen Niederschlag wird ein Peptisierungsmittel (Stabilisator) zugesetzt, bei dem es sich um Elektrolytlösungen, Tensidlösungen oder Lösungsmittel handeln kann. Beispielsweise kann ein frisch gefällter Fe(OH) 3-Niederschlag mit einer FeCl 3-Lösung behandelt werden, die ein Fe 3+-Peptizer-Ion enthält. An Fe(OH) 3-Kristallen adsorbierte Fe 3+-Ionen vervollständigen das Kristallgitter und bilden eine Schicht potenzialbestimmender Ionen. Sedimentpartikel werden aufgeladen und suspendiert. Das Diagramm einer Sol-Mizelle sieht folgendermaßen aus:

(× nFe 3+ × (3n–x)Cl – ) x+ × xCl –

Eine andere Möglichkeit, durch Peptisierung ein Sol zu erhalten, besteht darin, den Niederschlag mit einem Elektrolyten zu behandeln, der diesen Niederschlag teilweise auflöst. Beispielsweise kann der Niederschlag von Fe(OH) 3 behandelt werden eine kleine Menge HC1-Lösung. In diesem Fall erfolgt die Reaktion:

Fe(OH) 3 + HC1 ® FeOCl + 2H 2 O

Das bei der Reaktion entstehende Salz dissoziiert nach folgendem Schema:

FeOCl ® FeO + + Сl – . Die Ionen dieses Salzes dienen als Peptisator. Das Mizellendiagramm hat in diesem Fall folgende Form:

(× nFeO + ×(n–x)Cl – ) X+ × xCl –

Bei dieser Peptisierungsmethode ist es wichtig, dass die Menge des zugegebenen Elektrolyten sehr gering ist, da sich sonst der gesamte Niederschlag auflöst.

Kondensationsmethoden- Dies sind Methoden, die mit der Aggregation von Molekülen zu größeren kolloidalen Partikeln verbunden sind. Mit ihrer Hilfe ist es möglich, aus homogenen Lösungen dispergierte Systeme zu gewinnen. Das Auftreten einer neuen Phase erfolgt, wenn das Medium übersättigt ist. Übersättigung (d. h. die Bildung von Konzentrationen über dem Gleichgewicht) kann verursacht werden durch physikalischer Vorgang oder chemische Reaktion.

ZU physikalische Methoden der Kondensation betreffen:

1. Methode zum Lösungsmittelaustausch. Es basiert auf der langsamen Zugabe einer Lösung einer Substanz zu einer Flüssigkeit, die sich gut mit dem Lösungsmittel vermischt, in der der gelöste Stoff jedoch so wenig löslich ist, dass er sich als hochdisperse Phase abscheidet. Wenn beispielsweise alkoholische Lösungen von Schwefel, Cholesterin oder Kolophonium in Wasser gegossen werden, entstehen aufgrund ihrer geringen Wasserlöslichkeit Hydrosole der entsprechenden Stoffe.

2. Dampfkondensationsmethode. Es basiert auf der Einleitung von Dämpfen einer einfachen Substanz in eine Flüssigkeit. Durch Dampfkondensation entstehen sehr stabile Sole. Dämpfe des Stoffes können elektrisch gewonnen werden. Beispielsweise werden durch Zerstäubung von Metallen unter Wasser oder unter einer organischen Flüssigkeit in einem Voltaic Arc oder in einer Hochfrequenz-Funkenentladung Metallsole erhalten. Stabilisatoren für bei der Kondensation entstehende Metalldämpfe sind Oxide derselben Metalle, die als Nebenprodukte des Sputterprozesses entstehen. Oxide werden an Metallpartikeln adsorbiert und bilden eine Schutzschicht. In der Natur entstehen Nebel und Wolken, wenn Wasserdampf in der Atmosphäre kondensiert.

Im Kern chemische Kondensationsverfahren Es gibt chemische Reaktionen, die zur Bildung von in einem bestimmten Medium unlöslichen Stoffen führen, insbesondere die folgenden Arten von Reaktionen.

1. Reduktionsreaktionen. Zum Beispiel die Gewinnung eines Goldsols durch Reduktion von Chlorgoldsäure. Als Reduktionsmittel kann Wasserstoffperoxid verwendet werden:

2HAuCl 4 + 3H 2 O 2 ® 2Au¯ + 8HCl + 3O 2

Durch elektrochemische Reduktion ihrer Salze können Sole aus Eisen, Nickel, Wolfram, Blei und einer Reihe anderer Metalle gewonnen werden.

2. Oxidationsreaktionen. Insbesondere diese Reaktion wird zur Gewinnung von Schwefelsol genutzt:

2H 2 S + O 2 ®2S¯ + 2H 2 O

In diesem Fall entstehen neben Schwefel Polythionsäuren, hauptsächlich Pentathionsäure H2S5O6, die durch Adsorption an Schwefelpartikeln das Sol stabilisiert:

( × nS 5 O × (2n–x)H + ) x– × xH +

3. Hydrolysereaktionen. Dieses Verfahren wird häufig zur Gewinnung von Metallhydroxidsolen verwendet. Beispielsweise wird Eisenhydroxidsol durch die folgenden Reaktionen erhalten:

FeCl 3 + 3H 2 O ® Fe(OH) 3 ¯+ 3HCl

Der Hydrolysegrad nimmt mit steigender Temperatur und zunehmender Verdünnung zu. Folgende Mizellenstrukturschemata sind möglich:

(× nFe 3+ × (3n–x)Cl – ) x+ × xCl –

(× nFeO + ×(n–x)Cl – ) x+ × xCl –

4. Austauschreaktionen. Sie ermöglichen die Gewinnung von Sole vieler schwerlöslicher Verbindungen. Wenn beispielsweise verdünnte Lösungen gemischt werden, die ungleiche Mengen an Bariumchlorid und Natriumsulfat enthalten, entsteht ein Bariumsulfat-Sol:

Na 2 SO 4 + BaCl 2 ® BaSO 4 ¯+ 2NaCl

Der Aufbau einer Solmizelle hängt davon ab, welche Elektrolytlösung im Überschuss eingenommen wird:

(×nBa 2+ × (2n–x)Cl – ) x+ ×xCl – (überschüssige BaCl 2-Lösung)

( × nSO × (2n–x)Na + ) x– × xNa + (überschüssige Na 2 SO 4-Lösung).

Aus all dem oben Gesagten folgt, dass drei Bedingungen erfüllt sein müssen, um stabile kolloidale Lösungen zu erhalten:

1. Die dispergierte Phase sollte im Dispersionsmedium schwer löslich sein. Dies bedeutet, dass die Gewinnung kolloidaler Lösungen durch chemische Kondensation erforderlich ist Bildung einer schwerlöslichen Substanz.

2. Die Partikelgrößen schwerlöslicher Stoffe sollten im Bereich von 10 –7 –10 –9 m (1-100 nm) liegen. Hierzu werden chemische Kondensationsverfahren eingesetzt Stammlösungen müssen ausreichend verdünnt werden.

3. Es muss ein Stabilisator (Elektrolyt-Ionen) vorhanden sein. Daher bei der Gewinnung von Solen durch chemische Kondensation Einer der Elektrolyte muss im Übermaß eingenommen werden. Dabei wird eine Lösung eines im Mangel eingenommenen Elektrolyten in kleinen Portionen in eine Lösung eines im Überschuss eingenommenen Elektrolyten gegossen, bis eine leichte Trübung (oder Opaleszenz) auftritt.

Methoden zur Reinigung kolloidaler Lösungen

Durch chemische Verfahren gewonnene dispergierte Systeme enthalten Verunreinigungen niedermolekularer Elektrolyte, die die Stabilität kolloidaler Systeme verringern. Sie werden mit den folgenden Methoden entfernt.

Dialyse– besteht darin, Sole mithilfe reiner Lösungsmittel und semipermeabler Membranen von Verunreinigungen niedermolekularer Substanzen zu reinigen. Das Diagramm des einfachsten Dialysators ist in Abb. dargestellt. 33. Das zu reinigende Sol wird in ein Innengefäß gegossen, dessen Boden eine Membran ist, die kolloidale Partikel oder Makromoleküle zurückhält und den Durchtritt von Lösungsmittelmolekülen und niedermolekularen Verunreinigungen ermöglicht. Das Lösungsmittel wird in das äußere Gefäß gegossen. Moleküle niedermolekularer Verunreinigungen passieren dabei die Membran Außenumgebung(Dialysat), deren Konzentration kleiner oder gleich Null ist. In der Abbildung ist die Strömungsrichtung der Verunreinigungsmoleküle durch Pfeile dargestellt. In diesem Fall können Partikel der dispergierten Phase aufgrund ihrer Größe nicht durch die Poren der Membran eindringen. Die Reinigung wird fortgesetzt, bis die Konzentrationen der Verunreinigungen in der Asche und im Dialysat nahe beieinander liegen. Wenn Sie das Lösungsmittel aktualisieren, können Sie Verunreinigungen von Elektrolyten und niedermolekularen Nichtelektrolyten fast vollständig entfernen.

Der Nachteil dieser Methode ist die lange Dauer des Reinigungsprozesses (Wochen, Monate).

Elektrodialyse- Hierbei handelt es sich um eine durch den Einsatz von elektrischem Strom beschleunigte Dialyse. IN diese Methode Die Reinigung von Solen aus niedermolekularen Elektrolyten erfolgt in einem Gerät namens Elektrodialysator (Abb. 34). Es handelt sich um ein Gefäß, das durch zwei Membranen in drei Kammern unterteilt ist. In die mittlere Kammer (B) wird eine kolloidale Lösung gegossen. Elektroden von der Quelle werden in den Seitenkammern (A) platziert. Gleichstrom und sorgen für die Zufuhr und Entfernung von Lösungsmittel (Wasser). Unter dem Einfluss von elektrischem Strom erfolgt die Übertragung positiv geladener Teilchen von der Mittelkammer in die Kathodenkammer und negativ geladener Teilchen in die Anodenkammer viel schneller. Die Lösung in der Mittelkammer kann innerhalb kurzer Zeit (Minuten, Stunden) von gelösten Salzen befreit werden.

Ultrafiltration– eine Reinigungsmethode, bei der ein Dispersionsmedium zusammen mit niedermolekularen Verunreinigungen durch Ultrafilter (Membranen) gepresst wird. Die zu reinigende kolloidale Lösung wird unter Druck durch die Membran gedrückt. In diesem Fall passieren Moleküle des Dispersionsmediums und Verunreinigungen die Poren der Membran und kolloidale Partikel verbleiben auf der Membran. Durch das Waschen kolloidaler Partikel mit Wasser erreicht man eine schnelle Reinigung der dispergierten Phase von Verunreinigungen. Die Reinigung kann nicht nur durch die Erzeugung von Druck über dem Filter erfolgen, sondern auch durch die Erzeugung eines Vakuums (Vakuum) unter dem Filter durch Abpumpen von Luft aus dem Kolben.

Ultrafiltration wird häufig zur Reinigung und Trennung von Mischungen aus Proteinen, Nukleinsäuren und Enzymen sowie zur Sterilisation von Lösungen eingesetzt.

Die Dialyse kann mit der Ultrafiltration kombiniert werden. Ein Beispiel hierfür ist die künstliche Niere, die bei akutem Nierenversagen vorübergehend die Nierenfunktion ersetzen soll. Das Gerät wird chirurgisch an das Kreislaufsystem des Patienten angeschlossen; Blut fließt unter dem Druck einer pulsierenden Pumpe („künstliches Herz“) in einen schmalen Spalt zwischen zwei Membranen und wird von außen mit Kochsalzlösung gewaschen. Dank der großen Arbeitsfläche der Membranen (15.000 cm 2) werden Giftstoffe relativ schnell (3–4 Stunden) aus dem Blut entfernt – Produkte des Stoffwechsels und des Gewebeabbaus (Harnstoff, Kreatin, Kaliumionen usw.). ).

Dielektrizitätskonstante ε = 81, Viskosität des Mediums η = 1·10-3 N·s/m2. 18. Welcher Druck muss angewendet werden, wenn eine 96 %ige Lösung von Ethylalkohol durch eine Membran aus Bariumcarbonat gedrückt wird, damit das Strömungspotential 1,98 V beträgt? Das elektrokinetische Potential beträgt 0,054 V, spezifisch elektrische Leitfähigkeit Medium  = 1,1·10-4 Ohm-1m-1, Dielektrizitätskonstante ε = 81, Mediumviskosität η = 1,2·10-3 N·s/m2. 19. Berechnen Sie den Wert des elektrokinetischen Potentials  des Sols in Methylalkohol, wenn die Elektrophoresegeschwindigkeit U = 6,6·10-6 m/s, der äußere Feldspannungsgradient H = 300 V/m und die Dielektrizitätskonstante des Sols beträgt Medium ε = 34, die Viskosität des Mediums η = 6,12·10-4 N·s/m2. 20. Bei welcher Stromstärke während der elektroosmotischen Bewegung einer wässrigen KCl-Lösung durch eine Polystyrolmembran beträgt ihre Volumengeschwindigkeit  = 8,6·10-10 m3/s? Die spezifische elektrische Leitfähigkeit des Mediums beträgt  = 7,5·10-2 Ohm-1m-1, die Dielektrizitätskonstante von Wasser beträgt ε = 81, die Viskosität des Mediums beträgt η = 1·10-3 N·s/m2. Der Wert des elektrokinetischen Potenzials  = 0,062 V. 21. Berechnen Sie den Wert des elektrokinetischen Potenzials  an der Grenze: Bariumcarbonatmembran – 96 %ige Ethylalkohollösung. Das Strömungspotential beträgt 0,7 V, der angelegte Druck beträgt 7,9 · 103 N/m2, die elektrische Leitfähigkeit  = 1 · 10-4 Ohm-1m-1, die Dielektrizitätskonstante ε = 81, die mittlere Viskosität η = 1,2 · 10 -3 N s/m2. 22. Berechnen Sie den Wert des elektrokinetischen Potentials  von Bleisol in Methylalkohol, wenn sich die Geschwindigkeit des Lösungsspiegels in 10 Minuten um 1,1 mm bewegt, bei einem Abstand zwischen den Elektroden von 10 cm und einer angelegten externen Feldspannung von 30 V . Dielektrizitätskonstante des Mediums ε = 34, Viskosität des Mediums η = 6,12·10-4 N·s/m2. 23. Berechnen Sie den Wert des elektrokinetischen Potentials  an der Grenze der Polystyrolmembran – einer wässrigen KCl-Lösung. Im Prozess der Elektroosmose beträgt seine Volumengeschwindigkeit  =25·10-10 m3/s, die Stromstärke beträgt 5·10-3 A, die spezifische elektrische Leitfähigkeit  =11,8·10-2 Ohm-1m-1, die Dielektrizitätskonstante beträgt 71 Wasser ε = 81, mittlere Viskosität η = 1·10-3 N·s/m2. 24. Bei der Untersuchung des Sols von Bodenpartikeln durch Elektrophorese wurde eine Bewegung von 2,5 mm in 1 Stunde bei einer Potentialdifferenz von 5,8 V aufgezeichnet. Der Abstand zwischen den Elektroden beträgt l = 0,346 m. ​​​​Berechnen Sie den Wert des elektrokinetischen Potentials . Dielektrizitätskonstante des Mediums ε = 81, Viskosität des Mediums η = 1·10-3 N·s/m2. 72 § 9. Struktur kolloidaler Mizellen Eine Mizelle ist ein komplexes Strukturgebilde bestehend aus einem Aggregat, potenzialbestimmenden Ionen und Gegenionen. Innenteil Mizellen bilden ein Aggregat der Hauptsubstanz, bestehend aus große Zahl Moleküle (Atome) kristalliner oder amorpher Struktur. Das Aggregat ist elektrisch neutral, verfügt jedoch über ein hohes Adsorptionsvermögen und ist in der Lage, Ionen aus der Lösung an seiner Oberfläche zu adsorbieren – potenzialbestimmende Ionen (POIs). Bei der Auswahl potentiell bestimmender Ionen wird die empirische Regel von Fajans-Panet-Peskov verwendet: „Auf der festen Oberfläche eines Aggregats werden vor allem Ionen adsorbiert, die:  Teil des Aggregats sind;  in der Lage, das Kristallgitter der Einheit zu vervollständigen;  mit den Ionen des Aggregats eine schwerlösliche Verbindung bilden;  isomorph mit den Ionen des Aggregats.“ Das Aggregat bildet zusammen mit den potenzialbestimmenden Ionen den Kern der Mizelle. Der hoch geladene Mizellenkern zieht Ionen mit entgegengesetzter Ladung – Gegenionen (CI) – aus der Lösung an. Einige der Gegenionen befinden sich in unmittelbarer Nähe des Kerns, sind durch Adsorption und elektrostatische Kräfte fest mit diesem verbunden und bilden einen dichten Teil der elektrischen Doppelschicht (Adsorptionsschicht). Der Kern und die Gegenionen des dichten Teils der elektrischen Doppelschicht bilden ein Granulat oder kolloidales Partikel. Das Vorzeichen der Ladung des Kolloidteilchens wird durch das Vorzeichen der Ladung der potentiell bestimmenden Ionen bestimmt. Das kolloidale Teilchen (Granulat) ist von Gegenionen der diffusen Schicht umgeben – der Rest der Gegenionen unterliegt der Brownschen Bewegung und ist weniger fest mit dem Kern verbunden. Insgesamt entsteht eine Mizelle. Eine Mizelle ist im Gegensatz zu einem kolloidalen Teilchen elektrisch neutral. Der Elektrolyt, dessen Ionen DES bilden, wird als Elektrolytstabilisator bezeichnet, da er das Sol stabilisiert und ihm Aggregatstabilität verleiht. Beispiele zur Problemlösung Beispiel 1. Silberiodidsol wurde durch chemische Kondensation mit einem Überschuss an Silbernitrat erhalten. Zu welcher Elektrode bewegt sich das Teilchen während der Elektrophorese? Schreiben Sie die Formel einer Solmicelle. Lösung: 1. Betrachten Sie die Bildung einer Silberiodid-Sol-Mizelle mit einem Überschuss an Silbernitrat: AgNO3 (Bsp.)  KJ  AgJ   KNO3 Da Silbernitrat im Überschuss aufgenommen wird, fungiert die AgNO3-Lösung als Stabilisatorelektrolyt , deren Ionen das DES bilden: AgNO3  Ag   NO3   2. Gemäß der Fajans-Panet-Peskov-Regel sind Ag -Ionen potenzialbestimmende Ionen, dann sind NO3-Ionen Gegenionen. 3. Die Mizellenformel wird wie folgt geschrieben: mgJnAg + . (n-x) N O3-x+. xN O3 – potentiell aggregatbestimmende Gegenionen, Gegenionen, Ionen, Kern, Adsorptionsschicht, diffuse Schicht, kolloidale Partikel (Granulat), Mizelle m – Anzahl der Moleküle oder Atome, die das Aggregat bilden; n ist die Anzahl der auf der Oberfläche des Aggregats adsorbierten potenzialbestimmenden Ionen; n  x  – Anzahl der Gegenionen im dichten Teil der doppelten elektrischen Schicht (Adsorptionsschicht); x ist die Anzahl der Gegenionen im diffusen Teil der elektrischen Doppelschicht; x  ist die Ladung des kolloidalen Teilchens (Granulats). 74 4. Da das kolloidale Teilchen positiv geladen ist, bewegt es sich während der Elektrophorese in Richtung der negativ geladenen Elektrode (Kathode). 75 Aufgaben zur unabhängigen Lösung 1. Bariumsulfat-Sol wurde durch Eingießen gleicher Volumina von Lösungen aus Bariumnitrat und Schwefelsäure erhalten. Sind die anfänglichen Elektrolytkonzentrationen gleich, wenn sich das Partikel während der Elektrophorese zur Anode bewegt? Schreiben Sie die Formel der BaSO4-Sol-Mizelle. 2. Schreiben Sie die Formeln der Mizellen von Solen: Al(OH)3 stabilisiert mit AlCl3; SiO2 stabilisiert mit H2SiO3. Zu welchen Elektroden bewegen sich kolloidale Partikel jedes der angegebenen Sole während der Elektrophorese? 3. Um AgCl-Sol zu erhalten, wurden 10 ml 0,02 M KCl und 100 ml 0,05 M AgNO3 gemischt. Schreiben Sie die Formel der Mizelle des resultierenden Sols. Zu welcher Elektrode bewegt sich das Teilchen während der Elektrophorese? 4. Aluminiumhydroxidsol wurde durch Eingießen gleicher Volumina von Lösungen aus Aluminiumchlorid und Natriumhydroxid erhalten. Sind die anfänglichen Elektrolytkonzentrationen gleich, wenn sich das Partikel während der Elektrophorese zur Kathode bewegt? Schreiben Sie die Formel einer Solmicelle. Al(OH)3. 5. Eisenhydroxidsol wurde durch Hydrolyse von Eisenchlorid erhalten. Schreiben Sie die Formel der Mizelle, wenn der Solstabilisator ein FeOCl-Elektrolyt ist. Welche Ladung hat ein kolloidales Teilchen? 6. Schreiben Sie die Formel einer Mizelle aus AgBr-Hydrosol, die durch Kombinieren einer verdünnten Lösung von AgNO3 mit einem Überschuss an KBr erhalten wird. Wie verändert sich die Struktur der Mizelle, wenn das AgBr-Hydrosol durch Zusammenführen einer stark verdünnten KBr-Lösung mit einem Überschuss an AgNO3 gewonnen wird? 7. HgS-Hydrosol wurde erhalten, indem H2S durch eine wässrige Lösung von Quecksilberoxid geleitet wurde. Schreiben Sie die Gleichung für die Reaktion der Solbildung und die Formel der Mizelle, wenn der Solstabilisator H2S ist. Bestimmen Sie das Vorzeichen der Ladung des kolloidalen Teilchens. 8. Die Ladung von SiO2-Hydrosolpartikeln entsteht durch die Dissoziation von Kieselsäure H2SiO3, die auf der Oberfläche eines kolloidalen Partikels während der Wechselwirkung von Oberflächen-SiO2-Molekülen mit Wasser gebildet wird. Schreiben Sie die Formel einer Solmicelle. 76 9. Der Stabilisator des MnO2-Hydrosols ist Kaliumpermanganat KMnO4. Schreiben Sie die Formel der Sol-Mizelle und bestimmen Sie die Ladung des kolloidalen Teilchens. Zu welcher Elektrode bewegen sich die Partikel während der Elektrophorese? 10. Arsensulfid-Sol As2S3 wurde erhalten, indem Schwefelwasserstoff durch eine verdünnte Lösung von Arsenoxid As2O3 geleitet wurde. Der Solstabilisator ist Schwefelwasserstoff. Schreiben Sie die Reaktion der Solbildung und die Formel der Mizelle auf. Bestimmen Sie das Vorzeichen der Ladung des kolloidalen Teilchens. 11. AgJ-Sol wurde durch Zugabe von 8 ml einer 0,05 M wässrigen KJ-Lösung zu 10 ml 0,02 M AgNO3 erhalten. Schreiben Sie die Formel der Mizelle des resultierenden Sols. Bestimmen Sie das Vorzeichen der Ladung des kolloidalen Teilchens. 12. Eisenhydroxidsol wurde durch Zugabe von 15 ml einer 2 %igen FeCl3-Lösung zu 85 ml kochendem destilliertem Wasser erhalten. Schreiben Sie die möglichen Formeln von Fe(OH)3-Solmizellen und berücksichtigen Sie dabei, dass während der Bildung eines Sols die folgenden Ionen in der Lösung vorhanden sein können: Fe3+, FeOH+, H+, Cl  . Bestimmen Sie die Ladung des kolloidalen Teilchens. 13. Goldsol wird durch Reduktion von Goldsäure mit Tannin gemäß der Reaktion erhalten: 2HAuO2  C76 H 52O46  2 Au  C76 H 52O49  H 2 O Was ist das Vorzeichen der Ladung des kolloidalen Teilchens und die Formel des Mizelle, wenn sich die Partikel während der Elektrophorese in Richtung Anode bewegen? 14. Preußischblaues Sol Fe4 wurde durch Eingießen gleicher Volumina von K4- und FeCl3-Lösungen erhalten. Sind die anfänglichen Elektrolytkonzentrationen gleich, wenn sich das Partikel während der Elektrophorese zur Anode bewegt? Schreiben Sie die Formel einer Solmicelle. 15. Das rot-orange Kupfer-Eisensulfid-Hydrosol Cu2 wird durch eine doppelte Austauschreaktion erhalten: 2CuCl 2  K 4 Fe(CN) 6   Cu 2 Fe(CN) 6   4KCl Sind die Anfangskonzentrationen der Elektrolyte gleich? Wenn sich die Partikel bei der Elektrophorese in Richtung Anode bewegen? Schreiben Sie die Formel der Cu2-Sol-Mizellen. 16. Preußischblaues Sol wurde durch Eingießen gleicher Volumina von K4- und FeCl3-Lösungen erhalten. Sind die Anfangskonzentrationen der Elektrolyte gleich, wenn sich die Partikel während der Elektrophorese zur Kathode bewegen? Schreiben Sie die Formel der Fe4-Sol-Mizelle. 17. Aluminiumhydroxidsol wurde durch Eingießen gleicher Volumina von Lösungen aus Aluminiumchlorid und Natriumhydroxid erhalten. Sind die Anfangskonzentrationen der Elektrolyte gleich, wenn sich die Partikel während der Elektrophorese in Richtung Anode bewegen? Welcher Elektrolyt wird im Überschuss aufgenommen? Schreiben Sie die Formel der Al(OH)3-Sol-Mizelle. 18. AgJ-Sol wurde durch schrittweise Zugabe von 15,0 ml einer 0,2 %igen AgNO3-Lösung zu 20,0 ml einer 0,01 M KJ-Lösung erhalten. Schreiben Sie die Formel der Mizelle des resultierenden Sols und bestimmen Sie die Richtung des kolloidalen Teilchens im elektrischen Feld. Nehmen Sie die Dichte der Silbernitratlösung gleich Eins. 19. Welches Volumen 0,005 M AgNO3 muss zu 20,0 ml 0,015 M KJ hinzugefügt werden, um ein positiv geladenes Silberiodidsol zu erhalten? Schreiben Sie die Formel der Mizelle. 20. Silberbromidsol wurde durch Eingießen von 25,0 ml 0,008 M KBr und 18,0 ml 0,0096 M AgNO3 hergestellt. Bestimmen Sie das Vorzeichen der Ladung des kolloidalen Teilchens und bilden Sie die Formel der Sol-Mizelle. 21. Frisch gefällter Aluminiumhydroxid-Niederschlag wurde mit einer kleinen Menge behandelt Salzsäure , nicht ausreichend, um das Sediment vollständig aufzulösen. In diesem Fall wurde ein Al(OH)3-Sol gebildet. Schreiben Sie die Formel für eine Sol-Mizelle und berücksichtigen Sie dabei, dass sich Sol-Partikel in einem elektrischen Feld in Richtung der Kathode bewegen. 22. Metallisches Goldhydrosol kann durch Reduktion von Kaliumaurat KAuO2 mit Formaldehyd hergestellt werden. Kaliumaurat dient als Stabilisator für das Sol. Schreiben Sie die Formel der Mizelle und bestimmen Sie das Vorzeichen der Ladung des Kolloidteilchens. Zu welcher Elektrode bewegen sich die Partikel während der Elektrophorese? 23. Arsensulfid-Sol As2S3 wird hergestellt, indem Schwefelwasserstoff durch eine verdünnte Lösung von Arsenoxid As2O3 geleitet wird. Schreiben Sie die Gleichung für die Reaktion der Solbildung und die Formel der Mizelle, wenn sich Partikel während der Elektrophorese zur Anode bewegen. 78 § 10. Koagulation lyophober Sole mit Elektrolyten. Auswahl des Koagulatorions Koagulation ist der Prozess der Zerstörung kolloidaler Systeme durch die Adhäsion von Partikeln, die Bildung von Aggregaten und deren anschließende Sedimentation. Der Hauptgrund für die Koagulation ist die Wirkung von Elektrolytlösungen auf das Sol. Regeln für die Elektrolytkoagulation 1. Ausnahmslos alle starken Elektrolyte können in einer bestimmten Konzentration zur Koagulation einer kolloidalen Lösung führen. 2. Regel des Ladungszeichens: Die Koagulation einer kolloidalen Lösung (Sol) wird durch das Elektrolytion verursacht, dessen Ladungszeichen der Ladung des kolloidalen Teilchens entgegengesetzt ist. Dieses Elektrolytion wird als koagulierendes Ion bezeichnet. 3. Jeder Elektrolyt hat eine Koagulationsschwelle in Bezug auf ein bestimmtes Sol. Koagulationsschwelle () – die minimale Elektrolytkonzentration, die ausreicht, um eine offensichtliche Koagulation des Sols zu bewirken: V C   , (10.1) W wobei:  – Koagulationsschwelle, mol/l; V ist das Elektrolytvolumen, das die Koagulation verursacht, ml; C – Elektrolytkonzentration, mol/l; W ist das Volumen des Sols, ml. Die Koagulationsfähigkeit des Elektrolyten (P) ist ein Wert, der umgekehrt proportional zur Koagulationsschwelle ist: P 1.  (10.2) 4. Der Einfluss der Ladung (Valenz) des Koagulatorions auf die Koagulationsfähigkeit des Elektrolyten (Schulze-Hardy-Regel). Die Koagulationsfähigkeit des Elektrolyten nimmt mit zunehmender Wertigkeit des koagulierenden Ions zu. const  , (10.3) zn wobei: z die Wertigkeit (Ladung) des Koagulatorions ist, n = 2 ÷ 6 5. Die Koagulationsfähigkeit von Koagulatorionen derselben Wertigkeit nimmt mit zunehmendem Radius des Koagulatorions zu: Li   Na   K   Rb   Cs   Erhöhung der Gerinnungsfähigkeit und  79 Beispiel zur Lösung des Problems Beispiel 1. Eine Lösung von AgNO3 (Substanz B) wird langsam in eine verdünnte Lösung von NaJ (Substanz A) eingeleitet. Dies führt zur Bildung von AgJ (Hydrosol C). Schreiben Sie die Formel der Mizelle auf und geben Sie das Vorzeichen der Ladung des kolloidalen Teilchens an. Welcher der folgenden Koagulationselektrolyte: NaF, Ca(NO3)2, K2SO4 hat die niedrigste Koagulationsschwelle für AgJ (Hydrosol C)? Lösung: 1. Betrachten Sie die Bildung einer Silberiodid-Sol-Mizelle mit einem Überschuss an Natriumiodid: AgNO3  NaJ (Bsp.)  AgJ   NaNO3 Da Natriumiodid im Überschuss aufgenommen wird, fungiert die NaJ-Lösung als Stabilisatorelektrolyt , deren Ionen das DES bilden: NaJ  Na   J  Nach der Fajans-Panet-Peskov-Regel sind J -Ionen potenzialbestimmende Ionen, dann sind Na -Ionen Gegenionen. 2. Dann wird die Formel der Sol-Mizelle wie folgt geschrieben: mAgJ  nJ   (n  x) Na   x xNa  3. Da das kolloidale Teilchen negativ geladen ist, dann gemäß dem Nach der Schulze-Hardy-Regel führt die Koagulation des resultierenden Sols zu Kationen, und zwar umso schneller, je größer die Ladung des Kations ist. Von den vorgeschlagenen koagulierenden Elektrolyten der größte positive Ladung hat das Ca2+-Ion, daher hat der Ca(NO3)2-Elektrolyt die niedrigste Koagulationsschwelle. Aufgaben zur eigenständigen Lösung Nach Ihrer Version: 1. Schreiben Sie die Reaktionsgleichung für die Bildung des Hydrosols C aus den Stoffen A und B. 2. Schreiben Sie die Formel der Mizelle des resultierenden Hydrosols C, vorausgesetzt, Stoff A wird im Überschuss aufgenommen. Geben Sie das Vorzeichen der Ladung des kolloidalen Teilchens an. 3. Geben Sie einen koagulierenden Elektrolyten an, der eine niedrigere Koagulationsschwelle aufweist. 80

Das Hauptthema dieses Artikels sind die kolloidalen Teilchen. Hier werden wir uns das Konzept und die Mizellen ansehen. Wir werden auch die Hauptartenvielfalt der als kolloidal klassifizierten Partikel kennenlernen. Lassen Sie uns gesondert darauf eingehen verschiedene Funktionen der untersuchte Begriff, einige einzelne Konzepte und vieles mehr.

Einführung

Das Konzept eines kolloidalen Teilchens ist eng mit verschiedenen Lösungen verbunden. Zusammen können sie eine Vielzahl mikroheterogener und verteilter Systeme bilden. Die Partikel, die solche Systeme bilden, haben normalerweise eine Größe von einem bis einhundert Mikrometern. Neben dem Vorhandensein einer Oberfläche mit klar getrennten Grenzen zwischen dem dispergierten Medium und der Phase zeichnen sich kolloidale Partikel durch die Eigenschaft geringer Stabilität aus und die Lösungen selbst können sich nicht spontan bilden. Die große Diversität in der inneren Struktur und Größe führt zur Entwicklung einer Vielzahl von Methoden zur Herstellung von Partikeln.

Konzept eines kolloidalen Systems

In kolloidalen Lösungen bilden die Partikel in ihrer Gesamtheit dispergierte Systeme, die zwischen Lösungen liegen, die als echte und grobdisperse Lösungen definiert sind. In diesen Lösungen liegen die Größen von Tropfen, Partikeln und sogar Blasen, die die dispergierte Phase bilden, zwischen einem und tausend Nanometern. Sie sind in der Regel kontinuierlich im dispergierten Medium verteilt und unterscheiden sich vom ursprünglichen System in der Zusammensetzung und/oder im Aggregatzustand. Um die Bedeutung einer solchen terminologischen Einheit besser zu verstehen, ist es besser, sie vor dem Hintergrund der Systeme zu betrachten, die sie bildet.

Eigenschaften definieren

Unter den Eigenschaften kolloidaler Lösungen sind die wichtigsten:

• Die sich bildenden Partikel stören den Lichtdurchgang nicht.
• Transparente Kolloide haben die Eigenschaft, Lichtstrahlen zu streuen. Dieses Phänomen wird Tyndall-Effekt genannt.
• Die Ladung eines kolloidalen Teilchens ist bei dispersen Systemen gleich und kann daher nicht in Lösung auftreten. Bei der Brownschen Bewegung können dispergierte Teilchen nicht ausfallen, was durch ihre Aufrechterhaltung im Flugzustand bestimmt wird.

Haupttypen

Grundlegende Klassifizierungseinheiten kolloidaler Lösungen:

• Eine Suspension fester Partikel in Gasen wird als Rauch bezeichnet.
• Eine Suspension flüssiger Partikel in Gasen wird als Nebel bezeichnet.
• Ein Aerosol entsteht aus kleinen festen oder flüssigen Partikeln, die in einer Gasumgebung schweben.
• Gassuspension in Flüssigkeiten bzw Feststoffe Schaum genannt.
• Eine Emulsion ist eine flüssige Suspension in einer Flüssigkeit.
• Sol ist ein disperses System vom ultramikroheterogenen Typ.
• Ein Gel ist eine Suspension aus 2 Komponenten. Beim ersten Schritt entsteht ein dreidimensionaler Rahmen, dessen Hohlräume mit verschiedenen Lösungsmitteln mit niedrigem Molekulargewicht gefüllt werden.
• Eine Suspension fester Partikel in Flüssigkeiten wird als Suspension bezeichnet.

In all diesen kolloidalen Systemen können die Partikelgrößen je nach Herkunft und Aggregatzustand stark variieren. Aber trotz der äußerst unterschiedlichen Anzahl an Systemen mit unterschiedlicher Struktur sind sie alle kolloidal.

Partikelartenvielfalt

Primärteilchen mit kolloidalen Abmessungen werden je nach Art der inneren Struktur in folgende Typen eingeteilt:

1. Suspensoide. Sie werden auch irreversible Kolloide genannt, die nicht über längere Zeiträume unabhängig existieren können.
2. Kolloide vom mizellaren Typ oder, wie sie auch genannt werden, Halbkolloide.
3. Reversible Kolloide (molekular).

Die Entstehungsprozesse dieser Strukturen unterscheiden sich stark voneinander, was es erschwert, sie im Detail auf der Ebene der Chemie und Physik zu verstehen. Die kolloidalen Partikel, aus denen solche Partikel gebildet werden, haben extrem verschiedene Formen und Bedingungen für den Prozess der Bildung eines integralen Systems.

Bestimmung von Suspensionen

Suspensoide sind Lösungen, die Metallelemente und deren Variationen in Form von Oxiden, Hydroxiden, Sulfiden und anderen Salzen enthalten.

Alle Bestandteile der oben genannten Stoffe besitzen ein molekulares oder ionisches Kristallgitter. Sie bilden eine Phase einer dispergierten Substanzart – ein Suspensionoid.

Ein charakteristisches Merkmal, das sie von Suspensionen unterscheidet, ist das Vorhandensein eines höheren Dispersitätsindex. Sie sind jedoch durch das Fehlen eines Stabilisierungsmechanismus für die Ausbreitung miteinander verbunden.

Die Irreversibilität von Suspensionen erklärt sich aus der Tatsache, dass das Sediment aus dem Dampfprozess den Menschen daran hindert, erneut Sole zu erhalten, indem es einen Kontakt zwischen dem Sediment selbst und dem dispergierten Medium herstellt. Alle Suspensionen sind lyophob. In solchen Lösungen werden Partikel im Zusammenhang mit Metallen und abgeleiteten Salzen, die zerkleinert oder kondensiert wurden, als kolloidal bezeichnet.

Die Produktionsmethode unterscheidet sich nicht von den beiden Arten, wie verteilte Systeme immer erstellt werden:

1. Erhalten durch Dispergieren (Zerkleinern großer Körper).
2. Die Methode der Kondensation ionischer und molekularer gelöster Stoffe.

Bestimmung von Myzelkolloiden

Mizellare Kolloide werden auch Halbkolloide genannt. Die Partikel, aus denen sie entstehen, können entstehen, wenn ein ausreichender Grad an amphiphilem Typ vorhanden ist. Solche Moleküle können durch ihre Assoziation zu einem Molekülaggregat – einer Mizelle – nur niedermolekulare Substanzen bilden.

Moleküle diphiler Natur sind Strukturen, die aus einem Kohlenwasserstoffrest mit ähnlichen Parametern und Eigenschaften wie ein unpolares Lösungsmittel und einer hydrophilen Gruppe, die auch polar genannt wird, bestehen.

Mizellen sind spezielle Ansammlungen regelmäßig angeordneter Moleküle, die hauptsächlich durch den Einsatz dispersiver Kräfte zusammengehalten werden. Mizellen entstehen beispielsweise in wässrigen Lösungen von Waschmitteln.

Bestimmung molekularer Kolloide

Molekulare Kolloide sind hochmolekulare Verbindungen sowohl natürlichen als auch synthetischen Ursprungs. Das Molekulargewicht kann zwischen 10.000 und mehreren Millionen liegen. Die Molekülfragmente solcher Stoffe haben die Größe eines kolloidalen Teilchens. Die Moleküle selbst werden Makromoleküle genannt.

Verbindungen eines hochmolekularen Typs, die einer Verdünnung unterliegen, werden als echte, homogene Verbindungen bezeichnet. Bei extremer Verdünnung beginnen sie, der allgemeinen Gesetzesreihe für verdünnte Verbindungen zu gehorchen.

Die Gewinnung kolloidaler Lösungen vom molekularen Typ ist eine ziemlich einfache Aufgabe. Es genügt der Kontakt mit dem entsprechenden Lösungsmittel.

Die unpolare Form von Makromolekülen kann sich in Kohlenwasserstoffen lösen, und die polare Form kann sich in polaren Lösungsmitteln lösen. Ein Beispiel für Letzteres ist die Auflösung verschiedener Proteine ​​in einer Lösung aus Wasser und Salz.

Diese Stoffe werden als reversibel bezeichnet, da die molekularen Kolloidpartikel durch die Verdampfung unter Zugabe neuer Portionen in Lösung gelangen. Der Prozess ihrer Auflösung muss eine Phase durchlaufen, in der sie anschwillt. Das ist sie zufällig charakteristisches Merkmal, was molekulare Kolloide vom Hintergrund anderer oben diskutierter Systeme unterscheidet.

Während des Quellvorgangs dringen die das Lösungsmittel bildenden Moleküle in die feste Dicke des Polymers ein und drücken dadurch die Makromoleküle auseinander. Letzteres im Zusammenhang mit ihrer große Größen beginnen langsam in Lösungen zu diffundieren. Äußerlich lässt sich dies an einer Erhöhung des Volumenwertes von Polymeren beobachten.

Mizellenstruktur

Es wird einfacher sein, Mizellen eines kolloidalen Systems und ihre Struktur zu untersuchen, wenn wir den Entstehungsprozess betrachten. Nehmen wir AgI. In diesem Fall entstehen bei der folgenden Reaktion kolloidale Partikel:

AgNO 3 +KI à AgI↓+KNO 3

Silberiodid (AgI)-Moleküle bilden praktisch unlösliche Partikel, in denen das Kristallgitter aus Silberkationen und Jodanionen gebildet wird.

Die resultierenden Partikel haben zunächst eine amorphe Struktur, erhalten aber mit der allmählichen Kristallisation ein dauerhaftes Aussehen.

Wenn wir AgNO 3 und KI in den entsprechenden Äquivalenten nehmen, wachsen die kristallinen Partikel und erreichen beträchtliche Größen, die sogar die Größe des kolloidalen Partikels selbst überschreiten, und fallen dann schnell aus.

Wenn Sie einen der Stoffe im Übermaß zu sich nehmen, können Sie daraus künstlich einen Stabilisator herstellen, der die Stabilität kolloidaler Silberjodidpartikel anzeigt. Wenn zu viel AgNO 3 vorhanden ist, enthält die Lösung mehr positive Silberionen und NO 3 -. Es ist wichtig zu wissen, dass der Prozess der Bildung von AgI-Kristallgittern der Paneth-Fajans-Regel folgt. Folglich kann es nur in Gegenwart von Ionen ablaufen, die in der Zusammensetzung dieser Substanz enthalten sind und in dieser Lösung durch Silberkationen (Ag +) dargestellt werden.

Positive Argentumionen werden weiterhin auf der Ebene der Bildung des Kristallgitters des Kerns vervollständigt, sind fest in die Struktur der Mizelle eingebettet und geben ein elektrisches Potential an. Aus diesem Grund werden die Ionen, die zur Vervollständigung des Kerngitters verwendet werden, als potenzialbestimmende Ionen bezeichnet. Bei der Bildung eines kolloidalen Partikels – einer Mizelle – gibt es weitere Merkmale, die den einen oder anderen Prozessverlauf bestimmen. Allerdings wurde hier alles anhand eines Beispiels und unter Nennung der wichtigsten Elemente besprochen.

Einige Konzepte

Der Begriff kolloidales Teilchen steht in engem Zusammenhang mit der Adsorptionsschicht, die gleichzeitig mit Ionen des potenzialbestimmenden Typs bei der Adsorption der Gesamtmenge an Gegenionen entsteht.

Ein Granulat ist eine Struktur, die aus einem Kern und einer Adsorptionsschicht besteht. Sie hat elektrisches Potenzial hat das gleiche Vorzeichen wie das E-Potential, sein Wert ist jedoch kleiner und hängt vom Anfangswert der Gegenionen in der Adsorptionsschicht ab.

Das Zusammenkleben kolloidaler Partikel wird als Koagulation bezeichnet. In dispersen Systemen kommt es zur Bildung größerer Partikel aus kleinen Partikeln. Der Prozess ist durch den Zusammenhalt kleiner Strukturkomponenten zur Bildung von Koagulationsstrukturen gekennzeichnet.

„Eine Erhöhung der Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion durch die Einführung eines Katalysators erfolgt als Folge einer Abnahme …“

Die Antwort lautet „Aktivierungsenergie“

Antwort 1. „Sn“ 2. „Mg“ 3. „Zn“

„Das dispergierte System wurde durch Behandlung der Substanz mit Ultraschall erhalten. Diese Methode ist:

Die Antwort ist „dispersiv“

„Ordnen Sie den Namen der Analysemethode dem Gesetz zu, auf dem die Methode basiert:

Antwort: „Titrimetrie“ – „Äquivalente“; „Potentiometrie“ – „Nernst“; „Coulometrie“ – „Faraday“

„Bei Zugabe zu einer Lösung, die Eisenionen enthält, wurde Kaliumhexacyanoferrat (II) K4 oder gelbes Blutsalz zugesetzt. Welches Ion ist in der Lösung vorhanden, wenn sich ein dunkelblauer Niederschlag von Berliner Blau bildet:

Die Antwort ist „Fe3+“

Die Frage wurde gestellt: „Ein synthetisches Polymer ist: Die Antwort ist „Nylon“

„Eine anorganische Säure mit Polymerstruktur heißt: Antwort: Silizium“

„Sind 1 Mol CO2-Moleküle und 1 Mol SO2-Moleküle gleichwertig? Die Antwort lautet „Ja“

Antwort „CuCl2“

„Der höchste Wasserdampfdruck wird über der Lösung in 1 Liter beobachtet

„Ein Atom hat die niedrigste Ionisierungsenergie: Antworte mit „Na““

Die Frage wurde gestellt: „Ist die Reaktion möglich: 2SO2(g)+O2(g) -> 2SO3 unter Standardbedingungen... ?í= -197,8 kJ/mol; ? s=-187,8 J/mol?K

Die Antwort ist ja"

„Ist es möglich, dass die Reaktion: CaCO3(s) ->CaO(g)+CO2(g) unter Standardbedingungen abläuft?

H= 178 kJ
Die Antwort ist nein"

„Welches der folgenden Metalle reagiert mit HNO3 (konzentriert oder verdünnt)?

Antwort 1. „Bi“ 2. „Na“ 3. „Ag“

"Welche Aussage ist wahr?

Antwort „Ein Körnchen eines kolloidalen Partikels mit einer diffusen Schicht bildet eine Mizelle“

Antwort „SnCl4“

„Die titrimetrische Analysemethode basiert auf dem Gesetz: Antwort von „Äquivalenten“

„Die spektrophotometrische Analysemethode basiert auf: Die Antwort ist „Lichtabsorption“

"Am meisten hohe Temperatur mit anderen kochen gleiche Bedingungen Eine 20 %ige wässrige Lösung enthält:

„Formaldehyd (MP=15)“

„Die Anzahl der Neutronen stimmt mit der Anzahl der Protonen im Kern eines Isotopenatoms überein: Antwort „21H“

„Welches der folgenden Metalle dient als Schutz für ein Kupferkabel? Antworten Sie mit „Zn“

„Ist diese Reaktion Redox: 4Al+3O2=2Al2O3? Die Antwort ist „JA“

Die Antwort ist „Na2HPO4“

„Phänomen A und Prozess B zuordnen.“

Antwort: „Peptisierung“ – „Vergrößerung kolloidaler Partikel“; „Koagulation“ – der reversible Übergang eines Gels in ein Sol unter mechanischer Einwirkung“; „Thixotropie“ – „die Umwandlung eines frisch abgelagerten Sediments in ein Sol unter Einwirkung eines Elektrolyten“

„Die Formel einer Substanz, die eine Polykondensationsreaktion eingehen kann, lautet:

Antwort „NН2-CH2COOH“

„Das Polymer, das der Formel (-CH2-CH(OCOCH3-)n) entspricht, heißt…“ Antwort: „Polyvinylacetat“

„Sind 44 Gramm CO2 und 64 Gramm SO2 gleichwertig? Die Antwort ist ja.“

„Ein starker Elektrolyt ist eine wässrige Lösung: Antwort „CuSO4“

„Ein starker Elektrolyt ist eine wässrige Lösung:

Antwort „CuCl2“

„Die Masse an H2SO4, die in 0,5 Litern Lösung enthalten ist, mit der molaren Konzentration

„Die Formel eines Salzes, dessen pH-Wert in einer wässrigen Lösung größer als 7 ist:

Antwort „Na2CO3“

„Die Masse an H2SO4, die zur Herstellung von 500 ml einer Lösung mit einer molaren Konzentration des gelösten Stoffes von 1 mol/l erforderlich ist, beträgt ...... Gramm. Antwort „49“

„Für Elektronen in p-Orbitalen ist der Wert der Orbitalquantenzahl gleich:

Der höchste Grad an Ionizität ist gekennzeichnet durch chemische Bindung in Verbindungen:

Die Antwort ist „NaCl“

„Nennen Sie das gasförmige Produkt, wenn HNO3 konz. mit Hg reagiert, sofern die Reaktion möglich ist. Antwort: NO2

„Bestimmen Sie, in welcher der Reaktionen die größte Zahl Hitze, Standardbedingungen.

Antwort: „2Zn(k) + O2(g)? 2ZnО(k)“

„Die Partikel der dispergierten Phase haben Größen von 10 nm bis 100 nm. Es handelt sich um Partikel: Antwort „kolloidale Partikel“

„Das Produkt der Reduktion von Kaliumpermanganat mit Natriumsulfit in einem schwefelsauren Medium ist eine Substanz mit der Formel:

Antwort „MnSO4“

Die Antwort ist „NaOH“

„Die Kette besteht aus: -Si-O-, -Al-O-, -Ca-O-, -Mg-O- Fragmenten – das sind Polymere: Die Antwort ist „anorganisch“

„Homopolymere umfassen: Antwort „Nylon“

„Die Anzahl der ungepaarten Elektronen im Grundzustand des Atomelements, das das höhere Oxid der Zusammensetzung E2O5 bildet, ist gleich:

„Nennen Sie den Stoff, der unter Standardbedingungen am leichtesten oxidiert, und geben Sie dabei den Wert 0 an

„Welches Vorzeichen hat die Ladung des AgJ-Sol-Micellen-Granulats, das durch die Reaktion von KJ mit AgNO3 mit einem Überschuss davon erhalten wird?

Die Antwort ist negativ“

„Zwei Mol SO2-Moleküle bei normale Bedingungen nimmt ein Volumen von ______ Litern ein. Die Antwort lautet „44,8“

Aktuelle Bewertung 5.000 (5)

„Die Anzahl der Mole an Molekülen, die in vier Moläquivalenten O2 enthalten sind, beträgt ______

„Welches Volumen (l) nehmen unter normalen Bedingungen 1,5 Mol Sauerstoffäquivalente ein? Benutzerantwort: „8,4“

„Die Konzentration von Wasserstoffionen in einer wässrigen Lösung mit pH=11 beträgt … mol/l: Antwort „10-11“

„500 ml einer wässrigen Lösung mit 156 Gramm Na2S wurden 2-fach mit Wasser verdünnt. Die molare Konzentration der Substanz in der resultierenden Lösung beträgt ......... mol/l.

„Die Masse an H2SO4, die in 0,5 Litern einer Lösung mit einer molaren Äquivalentkonzentration (Normalkonzentration) von 2 mol/l enthalten ist, beträgt ......... Gramm. Antwort „49“

"Nummer Elektronenorbitale bestimmt..... Quantenzahl. Die Antwort ist „die Hauptsache“

„Nennen Sie, welches Produkt entsteht, wenn konz. H2SO4 mit Cu reagiert, wenn die Reaktion möglich ist.

Die Antwort ist „SO2“

„Die bei der Elektrolyse einer wässrigen Natriumsulfatlösung an inerten Elektroden freigesetzten Produkte sind …“

Die Antwort lautet „H2 und O2“

„Welche Formel beschreibt die Entropieänderung des Systems: Antwort „?S=Qrev/T“

„Welches der folgenden Metalle reagiert mit verdünnter H2SO4 und

„Wasserstoff ist ein Oxidationsmittel bei der Reaktion:

Antwort „Ca+H2=CaH2

„Das kolloidale Teilchen hat eine positive Ladung. Wählen Sie den Elektrolyten, der (unter sonst gleichen Bedingungen) am effektivsten zur Koagulation dieses Sols führt.“

Die Antwort ist „K2SO4“

„Das kolloidale Teilchen hat eine negative Ladung. Wählen Sie einen Elektrolyten, der (unter sonst gleichen Bedingungen) die Koagulation dieses Sols am effektivsten bewirkt.

Antwort „Al(NO3)3“

„Aminosäurereste sind Struktureinheiten: Antwort von „Polypeptide““

„Substanzen, deren Wechselwirkung mit aktiven Radikalen zur Bildung schwach aktiver Zentren führt, die nicht in der Lage sind, einen weiteren Polymerisationsprozess auszulösen, werden genannt:

Die Antwort lautet „Inhibitoren“

„Zu den Copolymeren gehören:

Die Antwort lautet „Harnstoff-Formaldehyd-Harz“

„Ein Oxid, das keine amphoteren Eigenschaften aufweist, ist: Antwort „CuO.“

„Ein Liter einer gesättigten Lösung enthält 5,7 * 10-4 SrSO4. Der Wert des Löslichkeitsprodukts PRSrSO4 beträgt .....

Antwort „3,2*10 -7“

„Die niedrigste Kristallisationstemperatur unter Standardbedingungen wird eine 5 %ige wässrige Lösung haben:

Die Antwort lautet „Formaldehyd (MP=15)“

„Der höchste Wasserdampfdruck wird über der Lösung in 1 Liter beobachtet

„Für Elektronen in d-Orbitalen ist der Wert der Orbitalquantenzahl gleich:

„Die Anzahl der Neutronen stimmt mit der Anzahl der Protonen im Kern eines Isotopenatoms überein: Antwort „168O“

„Für Elektronen in p-Orbitalen ist der Wert der Orbitalquantenzahl gleich:

„Korelate: die thermodynamischen Eigenschaften der Reaktion mit der Möglichkeit des spontanen Auftretens der Reaktion

Antwort: „?G=0“ ist verbunden mit: (1) „Gleichgewicht wurde im System hergestellt“; „?G>0“ – „Reaktion ist unmöglich“ „?G<0" - "реакция возможна"

„Ein Stoff, dessen Atome oder Ionen Elektronen aufnehmen, heißt: Antwort „Oxidationsmittel“

Die Frage wurde gestellt: „Welches Vorzeichen hat die Ladung des Granulats einer Mizelle des PbJ2-Sols, das durch die Reaktion von KJ mit Pb(NO3)2 mit einem Überschuss des ersteren erhalten wird?“

Die Antwort ist negativ“

„Lumineszenzanalyse bezieht sich auf Methoden:“ Antwort „spektral“

„Zu den Copolymeren gehören:“

Die Antwort lautet „Phenol-Formaldehyd-Harz“

„Zu den natürlichen Polymeren gehören:“ Antwort „Stärke“

„Ein Mol O2-Moleküle nimmt unter normalen Bedingungen ein Volumen von ______ Litern ein.“

Die Antwort lautet „22,4“

„Wie viele Gramm Salz werden benötigt, um 500 Gramm einer 15 %igen Lösung herzustellen? (auf einen ganzzahligen Wert genau)

„Die Konzentration von Wasserstoffionen in einer wässrigen Lösung mit pH=6 beträgt ... mol/l: Antwort „10-6“

„Der höchste Wasserdampfdruck wird über der Lösung in 1 Liter beobachtet

„Der niedrigste Siedepunkt wird bei sonst gleichen Bedingungen eine 10 %ige wässrige Lösung haben:

Die Antwort lautet „Saccharose (MP=342)“

„Die molare Konzentration von CaO-Äquivalenten (normale Konzentration) in einer Lösung, die durch Auflösen von 28 Gramm dieser Substanz in 2000 ml Wasser erhalten wird (Volumenänderung während der Auflösung vernachlässigen), beträgt ...... mol/ l.

Antwort „0,5“

„Geben Sie die Elemente an – Nichtmetalle:“ Antwort 1. „Phosphor“ 2. „Schwefel“ 3. „Chlor“

„Wählen Sie den Prozess aus, der an der Anode stattfindet, wenn die Integrität der Beschichtung auf einer verzinkten Eisenplatte in einer HCl-Lösung beschädigt ist und der O2-Zugang frei ist.

Antwort: „Zn -2e ? Zn2+“

„Bestimmen Sie die kathodische Reaktion in einer galvanischen Silber-Magnesium-Zelle.“

Antwort „Ag+ + e ? Ag“

„Die Atome welcher Elemente sind Metalle:“

Antwort 1. „Na“ 2. „K“

„Kann die Reaktion: 2SO2(g)+O2(g) -> 2SO3 unter Standardbedingungen ablaufen?“

H= -197,8 kJ/mol;

G=-142 J/mol; ?s=-187,8 J/mol?K“ Antworten Sie mit „Ja“

„Wenn eine Reaktion bei einer Temperatur von 700 °C 54 Minuten dauert und bei 1000 °C – in 2 Minuten, dann.“ Temperaturkoeffizient gleich......."

„Die Verbrennungswärme von Methanol beträgt 726 kJ/mol. Wenn 8 g Methanol verbrannt werden, wird es freigesetzt

KJ Wärme Beispielantwort: 234,4"

Die Antwort lautet „181,5“

„Die Anzahl der Elektronen, die 1 Mol eines Oxidationsmittels zu einem Oxidationsmittel hinzufügt

Reduktionsreaktion: Zn+HNO3(dil)? Zn(NO3)2+NH4NO3+H2O entspricht.........

„Welche der folgenden Stoffe können sowohl reduzierende als auch oxidierende Eigenschaften aufweisen:

„Der Vorgang des Übergangs eines frisch gefallenen Niederschlags in ein Sol unter Einwirkung eines Elektrolyten heißt:“ Antwort „Peptisierung“

„Das kolloidale Teilchen hat eine positive Ladung. Wählen Sie den Elektrolyten, der (unter sonst gleichen Bedingungen) die Koagulation dieses Sols am effektivsten bewirkt.“

Die Antwort ist „K3PO4“

„Die Partikel der dispergierten Phase haben eine Größe von 30 nm. Gehört dieses System zum kolloidalen System?“

Die Antwort ist ja"

„Passen Sie das zu bestimmende Kation und das Reagens für seinen Nachweis an:“

Antwort: „Fe(II)“ – „K3“; „Cd(II)“ – „K2S“; „Fe(III)“ – „K4Fe[(CN)6]“

Struktur kolloidaler Lösungen.

Kolloidale Lösungen – mikroheterogene Systeme, deren Partikel durch Papierfilter, aber nicht durch tierische Membranen gelangen und durch ein Ultramikroskop betrachtet werden.

Kolloidale Partikel haben eine komplexe Struktur: Sie bestehen aus Kernen, ladungsbildenden Ionen und Gegenionen.

Es entstehen kolloidale Partikel Peskov-Fajans-Regel: Auf jeder festen Oberfläche des Kerns werden überwiegend solche Ionen adsorbiert, die die gleiche Atomgruppe wie der Kern haben, und zwar im Überschuss.

Zum Beispiel, wenn es einer Lösung hinzugefügt wird

KJ + AgNO 3 → AgJ↓ + KNO 3

a) über KJ– Es entsteht eine Mizelle negative Ladung Granulat

( m(AgJ) nJ - (n-x)K + ) x - x K +

m(AgJ) – Kern

nJ – (n-x)K + – Adsorptionsschicht aus Gegenionen

X K + - Diffusionsschicht von Gegenionen

nJ – potenzialbestimmende Ionen

( m(AgJ) nJ - (n-x)K + ) x - - Granulat

( m(AgJ) nJ - (n-x)K + ) x - x K + - Mizelle

B) im Überschuss AgNO 3– Es entsteht eine Mizelle mit einer positiven Ladung des Granulats

(m(AgJ) nAg + (n-x) NO 3 - ) x+ x NO 3 -

Die Ionen, die die Ladung eines kolloidalen Teilchens bestimmen, werden genannt potenzialbestimmend. Ein Kern mit potenzialbestimmenden Ionen wird angezogen Umfeld Ionen entgegengesetzter Ladung, die in Lösung vorhanden sind Überschuss. Ein Teil der Gegenionen bildet eine Adsorptionsschicht, der andere Teil eine Diffusionsschicht. Man nennt den Kern mit potenzialbestimmenden Ionen und einer Adsorptionsschicht aus Gegenionen Körnchen, und das Granulat mit Gegenionen der Diffusionsschicht wird genannt Mizelle.

Elektrische Ladung Auf dem Scheiterhaufen. Partikel entstehen durch elektrolytische Dissoziation der dispergierten Phasensubstanz oder durch selektive Adsorption von Ionen. Das Vorhandensein einer Ladung kann festgestellt werden, indem man sie durch einen Pfahl leitet. Das System erhält einen konstanten elektrischen Strom, unter dessen Einfluss sich die Partikel zu den Elektroden bewegen. Die Bewegung dispergierter Phasenteilchen unter dem Einfluss von elektrischem Strom wird als bezeichnet Elektrophorese.

Unter bestimmten Voraussetzungen nein. Das Teilchen kann neutral sein -

( m(AgJ) nJ - (n-x)K + ) 0 – isoelektrischer Zustand, instabil, die Mizelle wird leicht zerstört.

2. Eigenschaften kolloidaler Lösungen. Kolloidale Lösungen werden genannt Sols. Basierend auf der Art der Wechselwirkung des Dispersionsmediums mit der dispergierten Phase werden unterschieden:

Zoli lyophil - interagiert gut mit Wasser (Lösungen aus Leim, Gelatine, Protein, Stärke, Seife)

Zoli lyophob– schwache oder keine Wechselwirkung mit dem Lösungsmittel (Lösungen einiger Sulfide, Metallhydroxide in Wasser).

Handelt es sich bei dem Lösungsmittel um Wasser, spricht man von Solen hydrophil und hydrophob.

Eigenschaften:

1. Molekularkinetisch – verbunden mit der chaotischen Bewegung von Teilchen (Diffusion).

2. Elektrische Eigenschaften – Wenn ein elektrischer Strom fließt, bewegen sich mit „+“ geladene Körnchen in Richtung Kathode und „-“ in Richtung Anode.

3. Optisch – Wenn sichtbares Licht durchgelassen wird, streuen Partikel der dispergierten Phase eines kolloidalen Systems das auf sie einfallende Licht. Das gestreute Licht bildet einen Pfahl um ihn herum. Teilchen-Leuchtfeld. Die beleuchtete Mizelle selbst wird zur Lichtquelle und in der Lösung bildet sich ein leuchtender Kegel. Daher sind kolloidale Lösungen bei Betrachtung im seitlichen Streulicht meist bläulich und im Durchlicht rötlich.

4. Koagulation, Peptisierung, Sedimentation.

Gerinnungsprozess – Dies ist eine Vergrößerung (Zusammenkleben) der Zählung. Partikel, die unter dem Einfluss verschiedener Faktoren stehen oder spontan passieren.

In diesem Fall werden lyophile Sole zu Gelen und hydrophobe Sole zu Pulver.

Faktoren, die eine Gerinnung verursachen:

- Temperatur - Durch Erhitzen wird die Ladung entfernt, da die Partikel gestärkt werden und die hydratisierte Hülle des Sols zerstört wird.

- Zugabe von Elektrolyt enthält ein Ion mit einer Ladung, die der Ladung des kolloidalen Teilchens entgegengesetzt ist.

Minimale Menge Elektrolyt, der 1 Liter Sol zugesetzt werden muss, um eine Koagulation herbeizuführen, nennt man Elektrolyt Gerinnungsschwelle (γ)