Файл: Общая химия методичка.pdf

181 

внешних  изменений  (помутнения  или  изменения  окраски),  так  как  ско-

рость коагуляции еще очень низкая, вследствие чего эта стадия (I) коагу-

ляции называется «скрытой» коагуляцией (рис. 6.10). Дальнейшее добавле-

ние  электролита  свыше  Спк  вызывает  еще  большее  сжатие  диффузного 

слоя  и  уменьшение  ζ-потенциала  ,  что  сопровождается  помутнением  рас-

твора, и начинается «явная» коагуляция. Вначале скорость коагуляции бы-

стро увеличивается (стадия II), а затем становится постоянной, когда зна-

чение ζ-потенциаластанет равным нулю и наступит стадия быстрой коагу-

ляции (III). 

Коагуляция смесями электролитов. На практике коагуляция часто 

вызывается действием смеси электролитов. При этом существует три воз-

можных варианта взаимодействия между электролитами: аддитивное дей-

ствие, антагонизм и синергизм. 

Рис. 6.10. Влияние концентрации электролитана скорость коагуляции 

Аддитивность - это суммирование коагулирующего действия ионов, 

вызывающих коагуляцию. 

Аддитивное действие проявляется в тех случаях, когда электролиты, 

содержащие коагулирующие ионы, не взаимодействуют химически между 

собой. Например, смесь солей КСl и NaNО

3

  проявляет  аддитивное  дейст-

вие  по  отношению  к  коллоидным  растворам  как  с  отрицательно,  так  и  с 

положительно заряженными гранулами. В первом случае коагуляцию вы-

зывают катионы К

+

 и Na

+

, во втором - анионы Сl

-

 и NO

3

(

-

). 

Антагонизм  -  это  ослабление  коагулирующего  действия  одного 

182 

электролита в присутствии другого. 

Pb

2+

 + 2Cl

-

 = PbCl

2

↓ 

Антагонизм действия наблюдается в тех случаях, когда в результате 

химической  реакции  между  электролитами  коагулирующие  ионы  связы-

ваются в нерастворимое соединение (выпадают в осадок) либо в прочный 

комплекс, который не обладает коагулирующей способностью. Например, 

коагулирующее действие катионов Рb

2+

 по отношению к отрицательно за-

ряженным  гранулам  ослабляется  в  присутствии  NaCl,  так  как  протекает 

реакция, в результате которой уменьшается концентрация коагулирующих 

ионов Рb

2+

 в растворе из-за выпадения в осадок РbСl

2

: 

Синергизм  -  это  усиление  коагулирующего  действия  одного  элек-

тролита в присутствии другого. 

Синергизм  действия  возможен,  когда  между  электролитами  проис-

ходит химическое взаимодействие, в результате которого образуется мно-

гозарядный  ион,  обладающий  очень  высокой  коагулирующей  способно-

стью. Например, коагулирующее действие FeCl

3

 и KCNS по отношению к 

положительно  заряженным  гранулам  (коагулирующие  ионы  Сl(

-

)  и  CNS

-

) 

усиливается во много раз, так как происходит реакция, в результате кото-

рой  образуются  многозарядные  анионы  [Fe(CNS)

6

]

3-

,  проявляющие  высо-

кую коагулирующую способность: 

FeCl

3

 + 6KCNS → K

3

[Fe(CNS)

6

] + 3KCl 

Используя  электролиты  в  лабораторной  и  медико-санитарной  прак-

тике, необходимо всегда учитывать возможность коагуляции в биологиче-

ских средах. Так, при введении различных лекарственных веществ в орга-

низм (в виде инъекций) следует предварительно убедиться в том, что эти 

вещества не являются синергистами, чтобы избежать возможной коагуля-

ции.  С  другой  стороны,  при  очистке  промышленных  вод  вредным  может 

оказаться  антагонизм  вводимых  электролитов,  препятствующий  разруше-

нию коллоидных загрязнений. 

В природных водах, как и в промышленных сточных водах, коагуля-

183 

ция нередко происходит в результате смешивания дисперсных систем, со-

держащих  разнородные  частицы.  Гетерокоагуляцией  называется  коагу-

ляция  коллоидных  растворов,  содержащих  разнородные  частицы,  отли-

чающиеся по химической природе, знаку или величине заряда. 

Частным случаем гетерокоагуляции является взаимная коагуляция 

-  слипание  разноименно  заряженных  гранул  коллоидных  растворов.  При 

этом коагуляция происходит тем полнее, чем полнее нейтрализуются заря-

ды гранул. 

Гетерокоагуляции  широко  используется  на  практике  в  связи  с  про-

блемой  очистки  природных  и  промышленных  вод.  В  воду,  содержащую 

коллоидные  примеси,  добавляют  соли алюминия  или  железа  (3),  которые 

являются хорошими коагулянтами. Эти соли в результате гидролиза дают 

малорастворимые гидроксиды Аl(ОН)

3

 или Fe(OH)

3

, образующие коллоид-

ные растворы с положительно заряженными гранулами. В результате про-

исходит  коагуляция,  сопровождающаяся  образованием  хлопьев  из  агре-

гированных разнородных мицелл, которые выпадают в осадок. 

В  процессе коагуляции,  связанной  с потерей  агрегативной устойчи-

вости,  происходит разрушение  коллоидного раствора,  сопровождающееся 

выпадением осадка - коагулята. Однако, если коагуляту возвратить агрега-

тивную устойчивость, то может произойти обратный процесс - пептизация. 

Пептизацией  называется  процесс,  обратный  коагуляции  -  превращение 

осадка, образовавшегося в результате коагуляции, в устойчивый коллоид-

ный раствор. 

Пептизация  может  проводиться  двумя  путями,  каждый  из  которых 

приводит к увеличению агрегативной устойчивости за счет восстановления 

достаточно рыхлых ионных атмосфер у мицелл: 



промыванием коагулята чистым растворителем (дисперсионной сре-

дой),  что  приводит  к  вымыванию  из  системы  ионов,  вызвавших  коагуля-

цию, и разрыхлению ионных атмосфер вокруг частиц; 



добавлением специального электролита-пептизатора, ионы которого, 

184 

адсорбируясь  на  поверхности  частиц  коагулята,  восстанавливают  рыхлые 

ионные атмосферы вокруг этих частиц и способствуют переходу их в кол-

лоидное состояние. 

Однако не всякий полученный при коагуляции осадок поддается пепти-

зации.  Важнейшие  условия  эффективной  пептизации  заключаются  в  сле-

дующем: 



к  пептизации  способны  только  свежеполученные  осадки,  так  как 

увеличение  продолжительности  контакта  частиц  дисперсной  фазы  между 

собой приводит к постепенному уплотнению осадка и вытеснению жидкой 

фазы из его структуры; 



необходимо  добавление  небольших  количеств  электролита-

пептизатора, в ином случае может вновь наступить коагуляция; 



пептизации способствуют перемешивание и нагревание. 

Процесс пептизации лежит в основе лечения ряда патологических изме-

нений в организме человека: рассасывания атеросклеротических бляшек на 

стенках  кровеносных  сосудов,  почечных  и печеночных  камней  или  тром-

бов в кровеносных сосудах под действием антикоагулянтов. При этом не-

обходимо  учитывать  своевременность  введения  лекарственных  веществ 

(антикоагулянтов)  в  кровь:  застарелые  тромбы  в  кровеносных  сосудах,  а 

также уплотнившиеся камни практически не пептизируются, т.е. не расса-

сываются. 

6.9. Грубодисперсные системы: суспензии, эмульсии, аэрозоли 

Грубодисперсные системы делятся на три группы: эмульсии, суспензии 

и аэрозоли. 

Эмульсии – это дисперсные системы с жидкой дисперсионной средой и 

жидкой дисперсной фазой. 

Их можно также разделить на две группы: 

1. прямые – капли неполярной жидкости в полярной среде (масло в во-

185 

де); 

2. обратные (вода в масле). 

Изменение состава эмульсий или внешнее воздействие могут привести к 

превращению  прямой  эмульсии  в  обратную  и  наоборот.  Примерами  наи-

более известных природных эмульсий являются молоко (прямая эмульсия) 

и нефть (обратная эмульсия). Типичная биологическая эмульсия – это ка-

пельки  жира  в  лимфе.  В  химической  технологии  широко  используют 

эмульсионную  полимеризацию  как  основной  метод  получения  каучуков, 

полистирола, поливинилацетата и др. 

Суспензии – это грубодисперсные системы с твердой дисперсной фазой 

и жидкой дисперсионной средой. 

Особую  группу  составляют  грубодисперсные  системы,  в  которых  кон-

центрация  дисперсной  фазы  относительно  высока  по  сравнению  с  ее  не-

большой  концентрацией  в  суспензиях.  Такие  дисперсные  системы  назы-

вают  пастами.  Например,  вам  хорошо  известные  из  повседневной  жизни 

зубные, косметические, гигиенические и др. 

Аэрозоли  –  это  грубодисперсные  системы,  в  которых  дисперсионной 

средой является  воздух, а дисперсной фазой могут быть капельки жидко-

сти (облака, радуга, выпущенный из баллончика лак для волос или дезодо-

рант) или частицы твердого вещества (пылевое облако, смерч). 

Коллоидные  системы  занимают  промежуточное  положение  между  гру-

бодисперсными системами и истинными растворами. Они широко распро-

странены  в  природе.  Почва,  глина,  природные  воды,  многие  минералы,  в 

том числе и некоторые драгоценные камни, – все это коллоидные системы. 

Большое значение имеют коллоидные системы для биологии и медицины. 

В  состав  любого  живого  организма  входят  твердые,  жидкие  и  газообраз-

ные  вещества,  находящиеся  в  сложном  взаимоотношении  с  окружающей 

средой.  С  химической  точки  зрения  организм  в  целом  –  это  сложнейшая 

совокупность многих коллоидных систем. 

Коллоидные  системы  подразделяют  на  золи  (коллоидные  растворы)  и