Золь +соль = …» — так мы описали воздействие электролита на дисперсную систему (ДС). Многоточие — это вопрос об устойчивости золя к этому воздействию.
Устойчивость дисперсных систем (ДС) — это способность сохранять постоянство своих свойств во времени или при достаточно сильном изменении условий. Всеобъемлющим свойством является равномерность распределения частиц дисперсной фазы по всему объему системы.
Различают два вида устойчивости ДС: агрегативную и седиментационную. Понятие об агрегативной (как устойчивости к коагуляции, т.е. к слипанию частиц) и седиментационной устойчивости (как устойчивости к оседанию частиц) дисперсных систем впервые было введено Н.П. Песковым.
В литературе понятие устойчивости часто используется в узком смысле — как способность ДС противостоять коагуляции при введении в нее электролита. Это объясняется тем, что длительное время введение электролитов оставалось единственным способом дозированного воздействия на состояние системы, результаты которого можно было увидеть, зарегистрировать и принять в качестве характеристики устойчивости. (Вот откуда название «золь + соль =…»).
Естественно, что низкая агрегативная устойчивость приводит к укрупнению частиц, а крупные частицы могут оседать, поэтому существует глубокая связь между агрегативной и седиментационной устойчивостью.
Теория устойчивости ДС получила общее признание под названием «теория ДЛФО» — по именам авторов Дерягин Б.В., Ландау Л.Д., Фервей (Vervey) и Овербек (Overbek). В ней рассматривается совместное действие сил притяжения и отталкивания между частицами. Чтобы поддерживать стабильность коллоидной системы, силы отталкивания должны быть доминирующими. Все проблемы устойчивости ДС упираются в строение ДЭС (двойного электрического слоя). Важнейшей характеристикой устойчивости ДЭС является ζ -потенциал. На его величину оказывают влияние: температура, pH, концентрация золя, диэлектрическая проницаемость, вязкость дисперсионной среды и т.д. Наиболее сильное влияние на строение ДЭС оказывает добавление электролитов, приводящее к коагуляции золей. Для начала коагуляции золя необходима некоторая минимальная концентрация электролита, называемая порогом коагуляции.
Коагулирующим действием обладает тот из ионов электролита, заряд которого противоположен заряду коллоидных частиц. При увеличении концентрации электролита в растворе происходит перераспределение противоионов между адсорбционным и диффузными слоями ДЭС. ζ –потенциал (и заряд частицы) уменьшается, уменьшается отталкивание между частицами, происходит коагуляция.
В рядах неорганических ионов с одинаковыми зарядами коагулирующее действие возрастает с уменьшением их размера. Ионы одинаковой валентности располагаются в так называемые лиотропные ряды (ряды Гофмейстера): Li+— Na+— K+— Rb+— Cs+.
Коагулирующее действие иона обратно пропорционально его заряду в шестой степени (правило Щульце-Гарди). Внедрение многозарядного иона в плотный слой ДЭС приводит к резкому падению ζ –потенциала (и заряда частицы) вплоть до ноля, наступает изоэлектрическое состояние. А при сверхэквивалентном содержании такого иона в плотном слое произойдет перезарядка поверхности. При добавлении к отрицательному золю электролитов с многозарядными катионами–коагулянтами наблюдается явление «неправильных рядов коагуляции». Также возможна взаимная коагуляция золей.
На практике необходимо учитывать, что для протекания коагуляции необходимо время, т.е. кинетику коагуляции золей.+