wymagania3 bmp

Tlys. 2. Zależność szybkości koagulacji od stężenia elektrolitu

zmiana barwy lub wzrost zmętnienia, zwanego koagulacją jawną.

Agregacyjna trwałość* zoli fazowych uwarunkowana jest głównie jednakowym ładunkiem elektrycznym cząstek koloidalnych danego zolu, co w dużym stopniu utrudnia ich łączenie się w większe skupiska (patrz pkt 6.4.1). Czynniki zmniejszające wielkość ładunku cząstek koloidalnych lub inaczej — obniżające potencjał elektrokinetyczny, mają decydujący wpływ na koagulację zoli fazowych. Najbardziej gruntownie została zbadana koagulacja pod wpływem elektrolitów. Zachodzi ona na skutek zmian w podwójnej warstwie elektrycznej. Doświadczalnie wykazano, że wzrastające stężenie elektrolitu powoduje spadek potencjału elektrokinetycznego. Gdy wartość potencjału C spada poniżej tzw. potencjału krytycznego (dla wielu zoli wynosi on około 0,03 V), zol zaczyna jawnie koagulować tworząc klaczkowatą zawiesinę.

Zole ujemne koaigulują pod wpływem kationów, dodatnie — pod wpływem anionów, a działanie koagulujące jest tym silniejsze im większy jest ładunek jonu koagulującego (reguła Hardy’ego i Sćhultz’a).

Zależność szybkości koagulacji od stężenia elektrolitu można przedstawić następująco (rys. 2). Koloid bez dodatku elektrolitu koaguluje tak wolno, że szybkość koagulacji możemy przyjąć za równą zeru. Od pewnego

'Zdolność układu do zachowania określonego stopnia dyspersji określonego stężenia elektrolitu 0_o> które powoduje obniżenie potencjału elektrokinetycznego do wartości potencjału krytycznego Cr, rozpoczyna się koagulacja jawna, która dzieli się na dwa okresy: koagulacji powolnej i szybkiej.

Szybkość przebiegu koagulacji powolnej rośnie ze wzrostem stężenia elektrolitu (Unia ab), w koagulacji szybkiej natomiast (punkt b), dalsze zwiększanie stężenia elektroUtu nie wpływa na szybkość, to znaczy koagulacja ta przebiega ze stalą maksymalną szybkością. Wynika to stąd, że przy pewnym stężeniu elektroUtu C (punkt b) potencjał elektrokinetyczny spada do zera, £ = 0 i dalszy wzrost stężenia elektroUtu nie wpływa na zmiany potencjału.

Najmniejsza ilość elektroUtu (w miUmolach na dm³ zolu) powodująca koagulację jawną (C₀, rys. 2) nazywa się wartością koagulacyjną lub progiem koagulacji.

. Należy zaznaczyć, że w procesie koagulacji wraz ze wzrostem wymiarów cząstek zmieniają się także niektóre właściwości roztworów koloidalnych. Już skryta koagulacja obniża szybkość dyfuzji i zwiększa lepkość roztworów. Przy koagulacji jawnej efekty są odpowiednio większe, w szczególności rośnie natężenie światła rozproszonego w związku z czym barwa roztworów ulega zmianie.

Różnoimiennie naładowane zole mogą się wzajemnie koagulować. Zachodzi to wówczas, gdy ładunek jednego koloidu zobojętni ładunek elektryczny koloidu drugiego. Zjawisko to nazywamy koagulacją wzajemną.

e.4.3.1. Ćwiczenie: Koagulacja zolu Agi pod wpływem elektrolitów. Wyznaczanie wartości koagulacyjnąj

Początek koagulacji jawnej charakteryzuje się między innymi zmętnieniem roztworu koloidalnego. Można więc proces koagulacji śledzić za pomocą nefelometrów lub absorpcjometrów (wizualnych, fotoelektrycznych).

W tym ostatnim przypadku należy pamiętać, że mierzona absorpcja jest pozorną (A_p), ponieważ natężenie światła przechodzącego przez mętny roztwór jest mniejsze od padającego, głównie wskutek rozproszenia światła.

Proces koagulacji można także śledzić stosując proste urządzenia działające na zasadzie turbidymetru z zastosowaniem detektorów fotoelektTycz-nych (np. fotoogniwo selenowe), (rys. 3).'

W skład aparatury wchodzi: źródło światła (1) połączone ze stabilizowanym zasilaczem (2), naczynko pomiarowe z badanym roztworem koloidalnym (4) oraz urządzenie rejestrujące przebieg doświadczenia. To ostatnie składa się z fotoogniwa selenowego (7) połączonego z miliwoltomierzem cyfrowym (8). Naczynko pomiarowe (4) wraz z fotoogniwem (7) znajduje się w szczelnej ciemnej obudowie (11). Światło przez szczelinę (3) w obudowie aparatu pada na badany roztwór i po przejściu przez szczelinę (5)

159