wymagania6 bmp

hydroliza wodorotlenków metali takich jak np. Zr(OH)4, reakcja wymiany, np. AgNOy+ KI ^ Agli + KN0₃.

5.3. Oczyszczanie układów koloidowych

Układy koloidowe zarówno naturalne, jak i otrzymywane sztucznie są zawsze zanieczyszczone przez domieszki substancji krystalicznych i elektrolitów.

Oczyszczanie układów koloidowych od domieszek substancji tworzących zwykle roztwory rzeczywiste (substancji krystalicznych i elektrolitów) przeprowadza się najczęściej za pomocą następujących metod:

•    dializy,

•    elektrodializy,

•    elektrodekantacji,

•    ultrafiltracji,

•    adsorpcji wymiennej na jonitach.

Dializa jest procesem oddzielania substancji rozpuszczonych (najczęściej w postaci jonów) od układu koloidowego wykorzystującym dyfuzję tych substancji przez błony półprzepuszczalne (dawniej naturalne błony zwierzęce, obecnie błony kolo-dionowe, celofanowe lub kuprofanowe). Metodę tę po raz pierwszy zastosował Graham (schemat dializatora stosowanego przez Grahama przedstawiono na rys. 5.1). Cylinder szklany zakończony błoną półprzepuszczalną u dołu, wypełniony koloidem (zolem), zanurzony jest w rozpuszczalniku - wodzie. Przez błonę przenikają z zolu do wody jony lub małe cząsteczki rozpuszczone (nie przenikają duże cząstki koloidowe). Dializę należy prowadzić ostrożnie w przypadku zoli, których czynnikiem stabilizującym jest elektrolit, gdyż zbyt daleko posunięte oczyszczanie może doprowadzić do zniszczenia podwójnej warstwy elektrycznej i do koagulacji zolu.

Dializę można przyspieszyć, jeżeli dializator umieści się w polu elektrycznym, czyli stosując elektrodializę. Ruch jonów jest przyspieszany w polu elektrycznym. Proces ten prowadzi się stosując prąd elektryczny o niewielkim natężeniu, aby uniknąć zbytniego ogrzania, które prowadziłoby do zmiany właściwości zolu, a nawet jego koagulacji.

Modyfikacją procesu elektrodializy jest tzw. elektrodekanta-cja. Przyłożenie pola elektrycznego powoduje elektroforetyczną (zjawisko elektroforezy zostało opisane w rozdziale 5.7) wędrówkę cząstek koloidowych w kierunku błony, Rysunek 5.1    obok której umieszczono elektrodę.

Schemat dializatora    Zagęszczenie cząstek koloidowych

w jednej części zbiornika umożliwia odprowadzenie pozostałej części roztwom wraz z zanieczyszczeniami.

Ultrafiltracja jest metodą polegającą na zastosowaniu błon lub sączków przepuszczających wszystkie składniki układu oprócz cząstek koloidowych. Jako sączki stosuje się pólprzepuszczalne błony roślinne i zwieizęce lub sztuczne błony wykonane z galaret koloidowych (kolodium - azotan celulozy, celofan - celuloza; żelatyna odpowiednio przygotowana) lub ze szkła spiekanego. Szybkość ultrasączenia można zwiększyć przez zastosowanie pompy ssącej, podwyższonego ciśnienia lub umieszczenie układu w polu elektrycznym.

Wykorzystanie jonitów do oczyszczania układów koloidowych polega na przepuszczaniu zanieczyszczonego jonami koloidu przez mieszaninę anionitu i ka-tionitu. Następuje wymiana jonów elektrolitu w zolu na pochodzące z jonitów kationy wodorowe i aniony wodorotlenowe tworzące wodę. Uzyskuje się w ten sposób wysoki stopień oczyszczenia koloidów.

5.4. Właściwości kinetyczne układów koloidowych

5.4,1. Ruchy Browna

W 1827 roku angielski botanik Brown zauważył pod mikroskopem, że koloidowe cząstki pyłku kwiatowego w wodzie znajdują się w bezustannym chaotycznym ruchu. Ruchy te, nazwane później ruchami Browna, zostały wyjaśnione w 1905 roku przez Einsteina i Smoluchowskiego, którzy przyjęli, że obserwowane translacje cząstek koloidowych stanowią wypadkową bardzo wielu przesunięć zachodzących w różnych kierunkach (rys. 5.2).

Obserwując cząstki koloidowe przez ultramikroskop można wyznaczyć średnią wartość długości przesunięcia Ac w czasie At na podstawie dużej liczby pomiarów dla pojedynczej cząstki koloidowej. Einstein i Smoluchowski niezależnie od siebie wyprowadzili wzór (5.1) (obowiązujący w warunkach spełnienia prawa Stokesa):

Rysunek 5.2

Przesunięcie cząstki koloidowej w ruchu Browna

(Az)² =

RTAl 3 N_Anrr\

R — stała gazowa,

T - temperatura, K,

Ną - liczba Avogadra, r    — promień cząstki koloidowej,

Tl - współczynnik lepkości ośrodka.

Równanie (5.1) stało się podstawą do pierwszego doświadczalnego wyznaczenia liczby