Виникнення подвійного електричного шару на ядрі золю

Виникнення подвійного електричного шару (ПЕШ) на поверхні криста-лика (ядра) зумовлено переходом зарядів (іонів) із однієї фази в іншу, причи-ною чого є відмінність в значеннях хімічного потенціалу m компонента (іона) в межуючих фазах; іони переходять із фази із більшим значенням хімічного потенціалуу фазу, де m має менше значення. В результаті на межі розділу фаз виникає скачок потенціалу, який призупиняє дальший перехід іонів.

В залежності від співвідношення їх хімічних потенціалів іони переходять із розчину на поверхню кристалу або з його поверхні в розчин. В обох випадках поверхня набуває надлишкового заряду, який компенсується іонами протилежного знаку – на межі розділу фаз утворюється ПЕШ.

Перший шлях утворення ПЕШ називають адсорбційним (асоціатив-ним), другий - поверхневою дисоціацією (дисоціативним).

1). Добудова кристалика золю іонами, що утворюють із другим іоном, що входить до складу кристалу нерозчинну сполуку. Перебіг цього процесу визначається правилом Панета - Фаянса. Суть якого полягає в наступному – ядро добудовують іони, які входять до його складу є ідентичними по розмірах і властивостях, або є ізоморфними до часточок ядра. У випадку утворення золю гідроксиду заліза (ІІІ) такими часточками є іони FeO⁺.

2). Вибіркова адсорбція одного із іонів з розчину.

3). Часткова дисоціація якій піддається частина поверхневих молекул ядра. У випадку золю Fe(OH )₃, при дисоціації утворюються Fe(OH )₂⁺ іони.

Іони, що утворюють внутрішню обкладку адсорбційного шару (ближчу до ядра) називаються потенціалвизначаючими. Заряди, що утворюються на ядрі миттєво компенсуються силами електростатичної взаємодії із іонами, що знаходяться в розчині утворюючи при цьому щільний шар протиіонів (зовнішну обкладку).

Основна частина всіх протиіонів адсорбованих на ядрі колоїдної часточки, утворює разом із потенціалівизначаючими іонами адсорбційний шар (схема 2).

У випадкуміцели золю гідроксиду заліза потенціалвизначаючим іоном буде FeO⁺ тому, що іони Cl^- - протиіони не входять до складу ядра колоїдної часточки, а їх частина (n-x)утворює разом із іонами FeO⁺ адсорбційний шар. Друга частина (n) іонів Cl^- утворює дифузійний шар міцели (схема 2).

Міцела золю в цілому – електронейтральна частинка.

Будова міцел золів залежить від умов синтезу, тобто котра із реагуючих речовин є в надлишку. У випадку еквівалентних кількостей речовин взятих для реакції зазвичай частинки – кристали досягають великих розмірів і випадають в осад. Та речовина котра взята в надлишку виступає стабілізатором, що забезпечує агрегативну стійкість колоїдним часточкам. Надлишок речовин також визначає, який іон буде визначати потенціал міцели – її заряд, а який іон буде протиіоном.

Наявність електричного заряду у колоїдних частинок (гранул) зумовлює можливість їх руху в постійному електричному полі. При цьому протиіони дифузного шару рухаються в напрямку, протилежному гранулі. При дифузії і броунівському русі переміщення колоїдних частинок відбувається разом із їх дифузними шарами. Оскільки протиіони захоплюють із собою свої гідратні оболонки, відбувається переміщення молекул води до полюса зарядженого одноіменно із гранулою.