2009 01 024407

O. W \»l iwo S. J. IXjIIv. C A.MW trafowcJLr, ^ttnrj 2C07 ISBN «?iwiuoM5>24-.i. C by WN PWN 200?

365

14.1. Właściwości powierzchni materiałów koloidalnych

Zatrzymywanie substancji chemicznych na powierzchni koloidów w wyniku adsorpcji specyficznej

Drugi mechanizm zatrzymywania substancji chemicznych na powierzchni czystek koloidalnych polega na tworzeniu się specyficznego wiązania. Zjawisko adsorpcji spowodowane elektrostatycznym oddziaływaniem można traktować jako proces fizyczny, w którym gęstość ładunku na powierzchni cząstek koloidalnych i jonów w roztworze określa stopień adsorpcji. W przeciwieństwie do tego specyficzne wiązanie oznacza tworzenie wiązań kowalencyjnych między substancjami w roztworze i atomami na powierzchni cząstek koloidów. Na wiązanie kowalencyjne nie wpływa ładunek powierzchniowy koloidu. Wymaga ono odpowiedniej kombinacji atomów elektronodonorowych i elektrono-akccptorowych w substancjach występujących w roztworze oraz na powierzchni koloidu. Adsorpcja kwasów tłuszczowych na powierzchni uwodnionego tlenku żelaza jest przykładem adsorpcji związanej z tworzeniem się wiązania kowalencyjnego:

Fc — OH

^Fe —Oli

1/    O

-ł HOOC — R

Fc —OH

\    /C—R

Fe — O

/

11,0

(14.2)

Dla tego typu reakcji chemicznej stan równowagi może być przesunięty daleko na prawą stronę równania. Adsorpcji może sprzyjać określone pH roztworu, nic oznacza to jednak, że zależy ona po prostu od obecności dodatniego lub ujemnego ładunku na powierzchni ciała stałego. Taki chemiczny typ procesu adsorpcji jest w znacznym stopniu nieodwracalny i często nosi nazwę adsorpcji specyficznej (chcmisorpcji). W tym przypadku adsorpcja zależy od wielkości powinowactwa chemicznego, a nie przyciągania elektrostatycznego. między cząstkami koloidu i substancją zaadsorbowaną.

Jony metali również mogą tworzyć specyficzne wiązania z powierzchnią tlenków, co przedstawiono na przykładzie jonów cynku:

Fe — Oli

Fc — OH

ZntHjOn

n_F( ^

Zn + 211*0*

(14.3)

Gdy zachodzi adsorpcja specyficzna, ulega zmianie charakter powierzchni, jak również stopień sprotonowania lub zdeprotonowania, mierzony wartością pHi>. Wiązanie kowalencyjne między kationami a powierzchnią powoduje, że staje się ona bardziej dodatnia, zwiększając wartość pH₀ koloidu, podczas gdy wiązanie anionów prowadzi do zmniejszenia pHn.