2009 01 024300

a W v»il iwn $. I. DulK r    W.ru:iTrj iWlT

ISBN    0 by WN PWN 20U?

360

14. Chemia środowiskowa koloidów i powierzchni

14.1. Właściwości powierzchni materiałów koloidalnych

Ładunek powierzchniowy

Konsekwencją niezwykle dużej powierzchni właściwej koloidów są wykazywane przez nie specyficzne właściwości, które zależą od ich indywidualnego charakteru chemicznego. Powszechnie występującą i istotną dla środowiska cechą jest. że powierzchnia koloidu jest zdolna do adsorpcji cząsteczek lub jonów /. pozostającego /. nią w kontakcie roztworu. Adsorpcja ta, która jest tymczasowa (jeśli jest odwracalna) lub trwała (jeśli jest nieodwracalna), prowadzi do usuwania rozmaitych postaci substancji z roztworu. W jeziorze lub innym zbiorniku wodnym adsorpcja powoduje zmniejszenie stężenia rozpuszczonych substancji, podczas gdy w wodzie przenikającej (filtrowanej) przez glebę adsorpcja na powierzchni fazy stałej powoduje spowolnienie ruchu pewnych substancji rozpuszczonych.

Istnieje kilka rodzajów zjawiska adsorpcji. Jeden z nich jest związany z przyciąganiem elektrostatycznym do naładowanej powierzchni. Wiele zazwyczaj spotykanych w środowisku koloidów, np. minerały ilaste, ma ujemny ładunek powierzchniowy, którego wielkość jest stosunkowo stała. W przypadku innych ciał stałych ładunek len mc jest ustalony i zależy od właściwości otaczającego roztworu. Tlenki metali, takie jak tlenki żelaza i glinu, stanowią ważną klasę ciał stałych w środowisku, których obecność stwierdzono w glebie i w osadach. Stanowią one dobry przykład materiałów o zmiennym ładunku. To czy powierzchnia jest sprotonowana i dlatego wykazuje ładunek dodatni, czy zdeprotonowana i naładowana ujemnie, zależy od pH otaczającej wody (rys. 14.4).

uwodniony Al,O,

w roztworze kwasowym pH<pH₀

powierzchnia    ciało

ciało stale

w roztworze zasadowym pH>pHp

powierzchnia    ciało stale

protonowanc (H"l miejsca na powierzchni

dcprotonowanc miejsca rui powierzchni

Rys. 14.4. Wielkość ładunku powierzchniowego uwodnionego tlenku glinu w środowisku wodnym

o zmiennej kwasowości

Materiał huminowy wykazuje również zmienny ładunek powierzchni, na której de-protonowanic grup karboksylowych nadaje jej ujemny ładunek (zwyczajna sytuacja).