Оглавление 191 192 193 194 195 — — — 270 

Коагуляция. Поскольку устойчивость коллоидных растворов обусловлена наличием у коллоидных частиц электрических зарядов и сольватных оболочек, очевидно, что всякая причина, вызывающая уменьшение или уничтожение этих зарядов, должна понижать устойчивость коллоидных растворов, способствуя слипанию частиц и образованию более крупных агрегатов. Этот процесс укрупнения коллоидных частиц носит название коагуляции или свертывания. Очень медленно он происходит во всяком коллоидном растворе. Когда же частицы достигнут определенных размеров, начинается быстрое осаждение их или седиментация.

Основным методом ускорения коагуляции является прибавление к коллоидному раствору небольших количеств различных электролитов. Введение электролита в раствор сильно повышает общую концентрацию находящихся в нем ионов, что создает благоприятные условия для поглощения заряженными коллоидными частицами ионов противоположного знака. Таким образом, первоначальный заряд частиц уменьшается или совсем нейтрализуется и происходит быстрая коагуляция золя.

Возьмем, например, коллоидный раствор сульфида мышьяка AS2S3, представляющий собой прозрачную светложелтую жидкость, и прибавим к нему соляной кислоты или раствора какой-нибудь соли: сейчас же происходит коагуляция и из жидкости выделяется сульфид мышьяка в виде желтого осадка. Аналогичным образом можно вызвать коагуляцию и в других коллоидных растворах.

Не только частицы, находящиеся в коллоидных растворах, но и более грубые частицы суспензий всегда являются заряженными. Поэтому прибавление электролитов к суспензиям способствует их быстрому осаждению. Образование дельт у устьев рек при впадении их в море может быть объяснено осаждением взвешенных частиц глины и песка при смешении речной воды с соленой морской водой.

Коагуляция может быть вызвана не только электролитами, но и другими коллоидами, частицы которых несут противоположный заряд. Так, например, если слить раствор сульфида мышьяка с раствором гидрата окиси железа, то, хотя между этими веществами не протекает никакой химической реакции, сейчас же выпадает осадок: положительно и отрицательно заряженные частицы соединяются вместе — происходит взаимная коагуляция коллоидов. Это же явление часто можно наблюдать при смешивании различных цветных чернил, обыкновенно представляющих собой коллоидные растворы органических красителей. Если один краситель заряжен положительно, а другой — отрицательно, то смешивание вызывает образование хлопьевидного осадка, а жидкость над ним почти обесцвечивается.

Коагуляция одних коллоидов другими нашла очень важное применение при очистке питьевой воды. Отстойные бассейны и фильтры из песка и кокса, применяемые для очистки речной воды перед направлением ее в водопроводные трубы, не задерживают частиц тонких суспензий и коллоидно растворенных веществ, имеющихся в большом количестве во всякой природной воде. В большинстве случаев эти частицы заряжены отрицательно. Чтобы коагулировать их, пользуются положительно заряженным золем гидроокиси алюминия Аl(ОН)3. Практически это осуществляется следующим образом: к воде в отстойном бассейне прибавляют рассчитанное количество сульфата алюминия, часть его вступает в реакцию с находящимися в воде карбонатами кальция и магния и превращается в карбонат алюминия, который сейчас же подвергается полному гидролизу; часть же непосредственно гидролизуется водой. В результате получается золь гидроокиси алюминия, коагулирующий находящиеся в воде коллоиды и образующий вместе с ними осадок, не проходящий сквозь фильтр.

Действие электролитами является хотя и главным, но не единственным методом коагулирования золей. Многие золи коагулируют при нагревании. Нагревание увеличивает скорость движения коллоидных частиц и в то же время уменьшает адсорбцию ионов, а следовательно, и величину зарядов коллоидных частиц, что способствует их слипанию при столкновениях. Так, например, если нагреть до кипения золь сульфида мышьяка, то сейчас же выпадает желтый осадок As2S3. Общеизвестно свертывание яичного белка при нагревании, свертывание молока и т. п. Наконец, все способы концентрирования золей (испарение растворителя, вымораживание его и др.) также приводят к коагуляции. 

192 193 194

Вы читаете, статья на тему Коагуляция