Адсорбция из растворов электролитов

 

Обменная адсорбция – процесс обмена ионов между раствором и твердой фазой, при котором твердая фаза поглощает из раствора ионы какого‑либо знака (катионы либо анионы) и вместо них может выделять в раствор эквивалентное число других ионов того же знака. Ввсегда специфична, т. е. для данного адсорбента к обмену способны только определенные ионы; обменная адсорбция обычно необратима.

Правило Пакета‑Пескова‑Фаянса: на поверхности кристаллического твердого тела из раствора электролита специфически адсорбируется ион, который способен достраивать его кристаллическую решетку или может образовывать с одним из ионов, входящих в состав кристалла, малорастворимое соединение.

 

 

Коллоидные (дисперсные) системы

 

Коллоидной (дисперсной) системой называется гетерогенная система, в которой одна из фаз представлена мелкими частицами, равномерно распределенными в объеме другой однородной фазы. Это ультрамикрогетерогенные системы, состоящие из частиц дисперсной фазы – совокупности раздробленных частиц, размер которых лежит в пределах 10‑9‑10‑5 м, и непрерывной дисперсионной среды, в которой распределены эти частицы.

Признаки коллоидного состояния вещества – дисперсность и гетерогенность.

Степень дисперсности δ – величина, обратная среднему диаметру или, для несферических частиц, обратная среднему эквивалентному диаметру d (м‑1):

Удельная поверхность – отношение общей площади поверхности дисперсной фазы SДФ к ее общему объему или к ее массе:

 

Классификация и способы получения дисперсных систем

 

Классификация по агрегатному состоянию фаз

 

Агрегатное состояние дисперсной фазы	Агрегатное состояние дисперсионной среды	Условное обзначе-ние ф/с	Название системы	Примеры
Ж	Г	Ж/Г	аэрозоли	туман
ТВ	Г	ТВ/Г		дымы, пыли
г	Ж	Г/Ж	газовые эмуль­сии, пены	газирован­ная вода, мыльная пе­на
Ж	Ж	Ж/Ж	эмуль­сии	молоко, мас­ло сливочное
ТВ	Ж	ТВ/Ж	лиозо- ли, сус­пензии	естествен­ные водое­мы, краски
Г	ТВ	Г/ТВ	твердые пены	пемза, пено­пласт, акти­вированный уголь
Ж	ТВ	Ж/ТВ	твердые эмуль­сии	древесина
ТВ	ТВ	ТВ/ТВ	твердые золи	драгоцен­ные камни

Дисперсной системы, у которой и дисперсная фаза, и дисперсионная среда являются газами, не существует, так как газы неограниченно растворимы друг в друге.

Классификация систем по размеру частиц дисперсной фазы:

1) высокодисперсные, 10‑9_10‑7 м (рубиновое стекло);

2) среднедисперсные, 10‑7_10‑5м (растворимый кофе);

3) грубодисперсные, > 10‑5м (капли дождя).

 

Способы получения коллоидных систем

Диспергирование

 

Физическое диспергирование: механическое измельчение с использованием коллоидных мельниц; электрическое распыление веществ; диспергирование ультразвуком и другие методы. Чтобы не дать образовавшимся частицам слипаться, диспергирование производят в присутствии стабилизатора – электролита или вещества, адсорбирующегося на границе раздела фаз (поверхностно‑активные вещества).

Химическое диспергирование (пептизация): перевод в коллоидное состояние свежеприготовленного осадка с помощью пептизатора.

 

Конденсация

 

Физическая конденсация: 1) метод замены растворителя, который заключается в том, что в истинный раствор вещества добавляется смешивающаяся с растворителем жидкость, в которой само вещество малорастворимо; вследствие понижения растворимости вещества в новом растворителе раствор становится пересыщенным, и часть вещества конденсируется, образуя частицы дисперсной фазы; 2) метод конденсации из паров; исходное вещество находится в паре; при понижении температуры пар становится пересыщенным и частично конденсируется, образуя дисперсную фазу.

Химическая конденсация: любая химическая реакция, в результате которой образуется плохо растворимое соединение; чтобы при этом получить коллоидный раствор, реакцию необходимо вести в разбавленном растворе при небольшой скорости роста частиц, одно из исходных веществ берется в избытке и является стабилизатором.