સકારાત્મક ચાર્જ સાથે કોલોઇડલ કણ. કોલોઇડલ પાર્ટિકલ ચાર્જ

આ લેખનો મુખ્ય વિષય કોલોઇડલ કણ હશે. અહીં આપણે કોન્સેપ્ટ અને માઈકલ્સને જોઈશું. અમે મુખ્ય સાથે પણ પરિચિત થઈશું પ્રજાતિઓની વિવિધતાકોલોઇડલ તરીકે વર્ગીકૃત કણો. ચાલો આપણે અલગથી રહીએ વિવિધ લક્ષણોઅભ્યાસ કરવામાં આવેલ શબ્દ, કેટલીક વ્યક્તિગત વિભાવનાઓ અને ઘણું બધું.

પરિચય

કોલોઇડલ કણોની વિભાવના વિવિધ ઉકેલો સાથે ગાઢ રીતે સંબંધિત છે. સાથે મળીને તેઓ રચના કરી શકે છે વિવિધ સિસ્ટમોમાઇક્રોહેટેરોજેનિયસ અને પ્રકૃતિમાં વિખરાયેલા. કણો જે આવી સિસ્ટમ બનાવે છે તે સામાન્ય રીતે એકથી સો માઇક્રોન સુધીના કદમાં હોય છે. સ્પષ્ટપણે સાથે સપાટી હોવા ઉપરાંત સરહદો દ્વારા અલગવિખરાયેલા માધ્યમ અને તબક્કા વચ્ચે, કોલોઇડલ કણો નીચી સ્થિરતાની મિલકત દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, અને ઉકેલો સ્વયંભૂ બની શકતા નથી. રચનામાં મહાન વિવિધતાની હાજરી આંતરિક માળખુંઅને કદ સર્જનનું કારણ બને છે મોટી સંખ્યામાંકણો ઉત્પન્ન કરવાની પદ્ધતિઓ.

કોલોઇડલ સિસ્ટમનો ખ્યાલ

કોલોઇડલ સોલ્યુશન્સમાં, કણો તેમની સંપૂર્ણતામાં વિખરાયેલા-પ્રકારની સિસ્ટમો બનાવે છે, જે ઉકેલો વચ્ચે મધ્યવર્તી હોય છે જેને સાચા અને બરછટ વિખેરાયેલા તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. આ ઉકેલોમાં, ટીપાં, કણો અને પરપોટા પણ વિખરાયેલા તબક્કાની રચના કરે છે તેનું કદ એક થી હજાર એનએમ હોય છે. તેઓ વિખરાયેલા માધ્યમમાં વિતરિત કરવામાં આવે છે, સામાન્ય રીતે સતત, અને મૂળ સિસ્ટમથી રચના અને/અથવા એકત્રીકરણની સ્થિતિમાં અલગ પડે છે. આવા પરિભાષા એકમના અર્થને વધુ સારી રીતે સમજવા માટે, તે જે સિસ્ટમો બનાવે છે તેની પૃષ્ઠભૂમિ સામે તેને ધ્યાનમાં લેવું વધુ સારું છે.

ગુણધર્મો વ્યાખ્યાયિત

કોલોઇડલ સોલ્યુશન્સના ગુણધર્મોમાં, મુખ્યને ઓળખી શકાય છે:

રચના કરતા કણો પ્રકાશના માર્ગમાં દખલ કરતા નથી.
પારદર્શક કોલોઇડ્સમાં વિખેરવાની મિલકત હોય છે પ્રકાશ કિરણો. આ ઘટનાને Tyndall અસર કહેવામાં આવે છે.
કોલોઇડલ કણોનો ચાર્જ વિખેરાઈ સિસ્ટમો માટે સમાન છે, જેના પરિણામે તેઓ ઉકેલમાં આવી શકતા નથી. બ્રાઉનિયન ગતિમાં, વિખરાયેલા કણો અવક્ષેપ કરી શકતા નથી, જે ફ્લાઇટની સ્થિતિમાં તેમની જાળવણી દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

મુખ્ય પ્રકારો

કોલોઇડલ સોલ્યુશનના મૂળભૂત વર્ગીકરણ એકમો:

કણોનું સસ્પેન્શન નક્કર પ્રકારવાયુઓમાં ધુમાડો કહેવાય છે.
વાયુઓમાં પ્રવાહી કણોના સસ્પેન્શનને ધુમ્મસ કહેવામાં આવે છે.
એરોસોલ ગેસ વાતાવરણમાં સસ્પેન્ડ થયેલા નાના ઘન અથવા પ્રવાહી કણોમાંથી બને છે.
પ્રવાહીમાં ગેસ સસ્પેન્શન અથવા ઘનફીણ કહેવાય છે.
ઇમલ્શન એ પ્રવાહીમાં પ્રવાહી સસ્પેન્શન છે.
સોલ એ અલ્ટ્રામાઈક્રોહેટેરોજીનીયસ પ્રકારની વિખેરાઈ સિસ્ટમ છે.
જેલ એ 2 ઘટકોનું સસ્પેન્શન છે. પ્રથમ ત્રિ-પરિમાણીય ફ્રેમ બનાવે છે, જેમાંથી ખાલી જગ્યાઓ વિવિધ ઓછા પરમાણુ વજનના દ્રાવકોથી ભરવામાં આવશે.
પ્રવાહીમાં ઘન કણોના સસ્પેન્શનને સસ્પેન્શન કહેવામાં આવે છે.

આ બધામાં કોલોઇડલ સિસ્ટમ્સઅને કણોનું કદ તેમની ઉત્પત્તિની પ્રકૃતિ અને તેના આધારે મોટા પ્રમાણમાં બદલાઈ શકે છે એકત્રીકરણની સ્થિતિ. પરંતુ વિવિધ બંધારણો સાથે આટલી અત્યંત વૈવિધ્યપુર્ણ સંખ્યા હોવા છતાં, તે બધી કોલોઇડલ છે.

કણોની જાતોની વિવિધતા

કોલોઇડલ પરિમાણો ધરાવતા પ્રાથમિક કણોને આંતરિક રચનાના પ્રકાર અનુસાર નીચેના પ્રકારોમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે:

સસ્પેન્સોઇડ્સ. તેમને બદલી ન શકાય તેવા કોલોઇડ્સ પણ કહેવામાં આવે છે, જે સ્વતંત્ર રીતે અસ્તિત્વમાં નથી લાંબા સમયગાળોસમય
માઇસેલર-પ્રકારના કોલોઇડ્સ, અથવા, જેમ કે તેમને અર્ધ-કોલોઇડ્સ પણ કહેવામાં આવે છે.
ઉલટાવી શકાય તેવું કોલોઇડ્સ (મોલેક્યુલર).

આ રચનાઓની રચનાની પ્રક્રિયાઓ એકબીજાથી ઘણી અલગ છે, જે રસાયણશાસ્ત્ર અને ભૌતિકશાસ્ત્રના સ્તરે વિગતવાર સ્તરે સમજવાની પ્રક્રિયાને જટિલ બનાવે છે. કોલોઇડલ કણો, જેમાંથી આવા અત્યંત છે રચના કરવામાં આવે છે વિવિધ આકારોઅને એક અભિન્ન સિસ્ટમની રચનાની પ્રક્રિયા માટેની શરતો.

સસ્પેન્શનનું નિર્ધારણ

સસ્પેન્સોઇડ એ ધાતુના તત્વો અને ઓક્સાઇડ, હાઇડ્રોક્સાઇડ, સલ્ફાઇડ અને અન્ય ક્ષારના સ્વરૂપમાં તેમની વિવિધતા ધરાવતા ઉકેલો છે.

ઉપરોક્ત પદાર્થોના તમામ ઘટક કણોમાં પરમાણુ અથવા આયનીય સ્ફટિક જાળી હોય છે. તેઓ વિખરાયેલા પ્રકારના પદાર્થનો એક તબક્કો બનાવે છે - સસ્પેન્શનોઇડ.

એક વિશિષ્ટ લક્ષણ જે તેમને સસ્પેન્શનથી અલગ પાડવા દે છે તે વધુની હાજરી છે ઉચ્ચ દરવિખેરવું પરંતુ તેઓ વિખેરવા માટે સ્થિરીકરણ પદ્ધતિની ગેરહાજરી દ્વારા એકબીજા સાથે જોડાયેલા છે.

સસ્પેન્શનની અપરિવર્તનશીલતા એ હકીકત દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે કે તેમને બાફવાની પ્રક્રિયામાંથી કાંપ વ્યક્તિને કાંપ અને વિખરાયેલા માધ્યમ વચ્ચે સંપર્ક બનાવીને ફરીથી સોલ મેળવવાથી અટકાવે છે. બધા સસ્પેન્શન લ્યોફોબિક છે. આવા સોલ્યુશનમાં, ધાતુઓ અને વ્યુત્પન્ન ક્ષારોથી સંબંધિત કણો કે જે કચડી અથવા ઘટ્ટ કરવામાં આવ્યા હોય તેને કોલોઇડલ કહેવામાં આવે છે.

ઉત્પાદન પદ્ધતિ એ બે પદ્ધતિઓથી અલગ નથી કે જેના દ્વારા હંમેશા વિખરાયેલી સિસ્ટમો બનાવવામાં આવે છે:

વિખેરાઈ (મોટા શરીરને કચડી નાખવું) દ્વારા મેળવવામાં આવે છે.
આયનીય અને મોલેક્યુલર ઓગળેલા પદાર્થોના ઘનીકરણની પદ્ધતિ.

માયસેલિયલ કોલોઇડ્સનું નિર્ધારણ

માઇસેલર કોલોઇડ્સને અર્ધ-કોલોઇડ્સ પણ કહેવામાં આવે છે. કણો કે જેમાંથી તેઓ બનાવવામાં આવ્યા છે જો ત્યાં એમ્ફિફિલિક પ્રકારનું પૂરતું સ્તર હોય તો તે ઊભી થઈ શકે છે. આવા પરમાણુઓ તેમના જોડાણ દ્વારા માત્ર ઓછા પરમાણુ વજનવાળા પદાર્થો બનાવી શકે છે જે પરમાણુ એકંદર - એક મિસેલ છે.

ડિફિલિક પ્રકૃતિના પરમાણુઓ બનેલી રચનાઓ છે હાઇડ્રોકાર્બન રેડિકલ, બિન-ધ્રુવીય દ્રાવક અને હાઇડ્રોફિલિક જૂથ જેવા પરિમાણો અને ગુણધર્મો, જેને ધ્રુવીય પણ કહેવાય છે.

માઇસેલ્સ એ નિયમિત રીતે ગોઠવાયેલા પરમાણુઓના વિશિષ્ટ ક્લસ્ટરો છે જે મુખ્યત્વે વિખેરાઈ દળોના ઉપયોગ દ્વારા એકસાથે રાખવામાં આવે છે. માઇસેલ્સ રચાય છે, ઉદાહરણ તરીકે, ડીટરજન્ટના જલીય દ્રાવણમાં.

મોલેક્યુલર કોલોઇડ્સનું નિર્ધારણ

મોલેક્યુલર કોલોઇડ્સ કહેવામાં આવે છે ઉચ્ચ પરમાણુ વજન સંયોજનોબંને કુદરતી અને કૃત્રિમ મૂળ. મોલેક્યુલર વજન 10,000 થી કેટલાક મિલિયન સુધીની હોઈ શકે છે. આવા પદાર્થોના પરમાણુ ટુકડાઓ કોલોઇડલ કણોનું કદ ધરાવે છે. અણુઓને પોતાને મેક્રોમોલેક્યુલ્સ કહેવામાં આવે છે.

ઉચ્ચ જોડાણો પરમાણુ પ્રકાર, મંદનને આધિન, સાચા, સજાતીય કહેવાય છે. તેઓ, આત્યંતિક મંદીના કિસ્સામાં, પાલન કરવાનું શરૂ કરે છે સામાન્ય શ્રેણીપાતળા સંયોજનો માટેના કાયદા.

મોલેક્યુલર પ્રકારના કોલોઇડલ સોલ્યુશન્સ મેળવવું એકદમ છે સરળ કાર્ય. અનુરૂપ દ્રાવક સાથે સંપર્ક કરવા માટે તે પૂરતું છે.

મેક્રોમોલેક્યુલ્સનું બિનધ્રુવીય સ્વરૂપ હાઇડ્રોકાર્બનમાં ઓગળી શકે છે, અને ધ્રુવીય સ્વરૂપ ધ્રુવીય દ્રાવકોમાં ઓગળી શકે છે. બાદમાંનું ઉદાહરણ પાણી અને મીઠાના દ્રાવણમાં વિવિધ પ્રોટીનનું વિસર્જન છે.

આ પદાર્થોને ઉલટાવી શકાય તેવું કહેવામાં આવે છે કારણ કે નવા ભાગોના ઉમેરા સાથે બાષ્પીભવનને આધીન થવાથી પરમાણુ કોલોઇડલ કણો ઉકેલનું સ્વરૂપ લે છે. તેમના વિસર્જનની પ્રક્રિયા એક તબક્કામાંથી પસાર થવી જોઈએ જેમાં તે ફૂલે છે. તેણી છે લાક્ષણિક લક્ષણ, જે ઉપર ચર્ચા કરાયેલી અન્ય સિસ્ટમોની પૃષ્ઠભૂમિથી મોલેક્યુલર કોલોઇડ્સને અલગ પાડે છે.

સોજો પ્રક્રિયા દરમિયાન, દ્રાવક બનાવતા અણુઓ પોલિમરની ઘન જાડાઈમાં પ્રવેશ કરે છે અને ત્યાંથી મેક્રોમોલેક્યુલ્સને અલગ કરે છે. તેમના સંબંધમાં બાદમાં મોટા કદધીમે ધીમે ઉકેલોમાં ફેલાવવાનું શરૂ કરો. બાહ્ય રીતે, આ પોલિમરના વોલ્યુમેટ્રિક મૂલ્યમાં વધારો સાથે અવલોકન કરી શકાય છે.

મિશેલ માળખું

જો આપણે રચના પ્રક્રિયાને ધ્યાનમાં લઈએ તો કોલોઇડલ સિસ્ટમના માઇસેલ્સ અને તેમની રચનાનો અભ્યાસ કરવો સરળ બનશે. ચાલો AgI લઈએ. IN આ કિસ્સામાંનીચેની પ્રતિક્રિયા દરમિયાન કોલોઇડલ કણોની રચના થશે:

AgNO 3 +KI à AgI↓+KNO 3

સિલ્વર આયોડાઇડ (AgI) પરમાણુઓ વ્યવહારીક રીતે અદ્રાવ્ય કણો બનાવે છે, જેની અંદર ચાંદીના કેશન્સ અને આયોડિન આયોડિન દ્વારા સ્ફટિક જાળી બનાવવામાં આવશે.

પરિણામી કણો શરૂઆતમાં આકારહીન માળખું ધરાવે છે, પરંતુ પછી, જેમ જેમ તેઓ ધીમે ધીમે સ્ફટિકીકરણ કરે છે, તેઓ કાયમી દેખાવ મેળવે છે.

જો આપણે અનુરૂપ સમકક્ષમાં AgNO 3 અને KI લઈએ, તો પછી સ્ફટિક કણોવધશે અને હાંસલ કરશે નોંધપાત્ર કદ, કોલોઇડલ કણોના કદ કરતાં પણ વધી જાય છે, અને પછી ઝડપથી અવક્ષેપ થાય છે.

જો તમે વધુ પડતા પદાર્થોમાંથી એક લો છો, તો તમે તેમાંથી કૃત્રિમ રીતે સ્ટેબિલાઇઝર બનાવી શકો છો, જે કોલોઇડલ સિલ્વર આયોડાઇડ કણોની સ્થિરતા સૂચવે છે. જો AgNO 3 ની વધુ માત્રા હોય, તો સોલ્યુશનમાં વધુ હકારાત્મક ચાંદીના આયનો અને NO 3 - હશે. એ જાણવું અગત્યનું છે કે AgI સ્ફટિક જાળીની રચનાની પ્રક્રિયા પેનેથ-ફાજન્સ નિયમનું પાલન કરે છે. પરિણામે, તે આ પદાર્થની રચનામાં સમાવિષ્ટ આયનોની હાજરીમાં જ આગળ વધી શકે છે, જે આ સોલ્યુશનમાં સિલ્વર કેશન્સ (Ag +) દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.

આર્જેન્ટમના સકારાત્મક આયનો ન્યુક્લિયસના સ્ફટિક જાળીના નિર્માણના સ્તરે પૂર્ણ થવાનું ચાલુ રાખશે, જે માઇસેલની રચનામાં નિશ્ચિતપણે એમ્બેડ કરેલું છે અને વિદ્યુત સંભવિતતાની જાણ કરે છે. તે આ કારણોસર છે કે પરમાણુ જાળીને પૂર્ણ કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા આયનોને સંભવિત-નિર્ધારિત આયન કહેવામાં આવે છે. કોલોઇડલ કણોની રચના દરમિયાન - એક માઇસેલ - ત્યાં અન્ય લક્ષણો છે જે પ્રક્રિયાના એક અથવા બીજા કોર્સને નિર્ધારિત કરે છે. જો કે, અહીં એક ઉદાહરણનો ઉપયોગ કરીને અને સૌથી મહત્વપૂર્ણ ઘટકોનો ઉલ્લેખ કરીને દરેક વસ્તુની ચર્ચા કરવામાં આવી છે.

કેટલાક ખ્યાલો

કોલોઇડલ પાર્ટિકલ શબ્દ શોષણ સ્તર સાથે ગાઢ રીતે સંબંધિત છે, જે શોષણ દરમિયાન સંભવિત-નિર્ધારિત પ્રકારના આયનો સાથે વારાફરતી રચાય છે. કુલ સંખ્યાપ્રતિવાદ

ગ્રાન્યુલ એ કોર અને શોષણ સ્તર દ્વારા રચાયેલી રચના છે. તેની પાસે ઇ-પોટેન્શિયલ સમાન ચિહ્નની વિદ્યુત સંભાવના છે, પરંતુ તેનું મૂલ્ય નાનું હશે અને તે શોષણ સ્તરમાં કાઉન્ટરિયન્સના પ્રારંભિક મૂલ્ય પર આધારિત છે.

કોલોઇડલ કણોનું એકસાથે ચોંટી જવું એ કોગ્યુલેશન નામની પ્રક્રિયા છે. વિખરાયેલી પ્રણાલીઓમાં, તે નાના કણોમાંથી મોટા કણોની રચના તરફ દોરી જાય છે. પ્રક્રિયા નાના વચ્ચે સંકલન દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે માળખાકીય ઘટકોકોગ્યુલેશન સ્ટ્રક્ચર્સની રચના સાથે.

ચાલો આપણે બીજી ઘટના તરફ વળીએ જ્યારે ચાર્જનું સ્થાન અમુક અંશે ચાર્જ દ્વારા પોતે બનાવેલ સંભવિત દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. આ અસર કોલોઇડ્સના વર્તન માટે નોંધપાત્ર છે. કોલોઇડ એ પાણીમાં નાના ચાર્જ થયેલા કણોનું સસ્પેન્શન છે. આ કણો માઇક્રોસ્કોપિક હોવા છતાં, તે અણુની તુલનામાં ખૂબ મોટા છે. જો કોલોઇડલ કણો ચાર્જ ન કરવામાં આવ્યા હોત, તો તેઓ મોટા ઝુંડમાં જમાવટ (મર્જ) થવાનું વલણ ધરાવે છે; પરંતુ, ચાર્જ થવાથી, તેઓ એકબીજાને ભગાડે છે અને સસ્પેન્ડ રહે છે. જો મીઠું હજુ પણ પાણીમાં ઓગળી જાય છે, તો તે સકારાત્મક અને નકારાત્મક આયનોમાં વિસર્જન કરે છે. (આયનોના આવા દ્રાવણને ઇલેક્ટ્રોલાઇટ કહેવામાં આવે છે.) નકારાત્મક આયનો કોલોઇડલ કણો તરફ આકર્ષાય છે (અમે ધારીશું કે તેમના ચાર્જ સકારાત્મક છે), અને હકારાત્મક આયનો ભગાડવામાં આવે છે. આપણે એ શોધવાની જરૂર છે કે કોલોઇડના દરેક કણની આસપાસના આયનો અવકાશમાં કેવી રીતે વિતરિત થાય છે.

વિચારને સ્પષ્ટ કરવા માટે, ચાલો ફક્ત એક-પરિમાણીય કેસને ધ્યાનમાં લઈએ. ચાલો ખૂબ મોટા (અણુની તુલનામાં!) બોલના રૂપમાં કોલોઇડલ કણની કલ્પના કરીએ; પછી આપણે તેની સપાટીના નાના ભાગને પ્લેન તરીકે ગણી શકીએ. (સામાન્ય રીતે, નવી ઘટનાને સમજવાનો પ્રયાસ કરતી વખતે, અત્યંત સરળ મોડેલનો ઉપયોગ કરીને તેને સમજવું વધુ સારું છે; અને માત્ર ત્યારે જ, સમસ્યાના સારને સમજ્યા પછી, વ્યક્તિએ વધુ સચોટ ગણતરીઓ હાથ ધરવી જોઈએ.)

ચાલો ધારીએ કે આયનોનું વિતરણ ચાર્જ ઘનતા બનાવે છે અને ઇલેક્ટ્રિક સંભવિત, ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક કાયદા દ્વારા અથવા કાયદા દ્વારા એક-પરિમાણીય કિસ્સામાં સંબંધિત

જો સંભવિત આ સમીકરણનું પાલન કરે તો આવા ક્ષેત્રમાં આયનોનું વિતરણ કેવી રીતે થશે? તમે સિદ્ધાંતોનો ઉપયોગ કરીને શોધી શકો છો આંકડાકીય મિકેનિક્સ. પ્રશ્ન એ છે કે કેવી રીતે નક્કી કરવું કે આંકડાકીય મિકેનિક્સથી ઉદ્ભવતા ચાર્જની ઘનતા પણ સ્થિતિને સંતોષે છે (7.28)?

આંકડાકીય મિકેનિક્સ (જુઓ અંક 4, પ્રકરણ 40) અનુસાર, કણો, બળ ક્ષેત્રમાં થર્મલ સંતુલનમાં હોવાથી, એવી રીતે વિતરિત કરવામાં આવે છે કે સંકલન સાથેના કણોની ઘનતા સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે.

, (7.29)

સંભવિત ઊર્જા ક્યાં છે, બોલ્ટ્ઝમેન સ્થિરાંક છે, અને સંપૂર્ણ તાપમાન છે.

ધારો કે બધા આયનોમાં સમાન વિદ્યુત ચાર્જ છે, હકારાત્મક અથવા નકારાત્મક. કોલોઇડલ કણની સપાટીથી થોડા અંતરે, હકારાત્મક આયનમાં સંભવિત ઊર્જા હશે

પછી ધન આયનોની ઘનતા બરાબર છે

અને નકારાત્મકની ઘનતા

કુલ ચાર્જ ઘનતા

(7.30)

(7.28) માં અવેજીમાં, આપણે જોઈએ છીએ કે સંભવિતે સમીકરણને સંતોષવું જોઈએ

(7.31)

માં આ સમીકરણ ઉકેલાય છે સામાન્ય દૃશ્ય[બંને બાજુઓ વડે ગુણાકાર કરો અને ઉપર એકીકૃત કરો], પરંતુ, સમસ્યાને સરળ બનાવવાનું ચાલુ રાખીને, અમે અમારી જાતને અહીં ફક્ત નાની સંભવિતતાના મર્યાદિત કિસ્સામાં મર્યાદિત કરીશું અથવા ઉચ્ચ તાપમાન. થોડું પાતળું સોલ્યુશનને અનુરૂપ છે. ઘાત પછી નાનો છે, અને આપણે લઈ શકીએ છીએ

(7.32)

સમીકરણ (7.31) આપે છે

(7.33)

નોંધ લો કે હવે જમણી બાજુએ વત્તાનું ચિહ્ન છે (સોલ્યુશન ઓસીલેટરી નથી, પરંતુ ઘાતાંકીય છે).

સામાન્ય ઉકેલ (7.33) ફોર્મ ધરાવે છે

, (7.34)

સ્થિરાંકો અને વધારાની શરતોથી નિર્ધારિત થાય છે. અમારા કિસ્સામાં તે શૂન્ય હોવું આવશ્યક છે, અન્યથા મોટા લોકોની સંભવિતતા અનંતમાં ફેરવાઈ જશે. તેથી,

કોલોઇડલ કણની સપાટી પર સંભવિત ક્યાં છે.

(ફિગ. 7.7) ના અંતર સાથે સંભવિત 10 ના પરિબળથી ઘટે છે. સંખ્યાને ડેબી લંબાઈ કહેવામાં આવે છે; તે ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાં દરેક મોટા ચાર્જ થયેલા કણોની આસપાસના આયનીય શેલની જાડાઈનું માપ છે. સમીકરણ (7.36) જણાવે છે કે આયનની સાંદ્રતા વધે છે અથવા તાપમાન ઘટે છે તેમ શેલ પાતળું બને છે.

આકૃતિ 7.7. કોલોઇડલ કણની સપાટી પર સંભવિતમાં ફેરફાર. - ડેબાય લંબાઈ.

જો તમને ખબર હોય તો (7.36) માં સ્થિરાંક મેળવવાનું સરળ છે સપાટી ચાર્જઅને ચાર્જ થયેલ કણની સપાટી પર. તે આપણે જાણીએ છીએ

(7.37)

અમે કહ્યું કે કોલોઇડલ કણો વિદ્યુત પ્રતિકૂળતાને કારણે એકસાથે ચોંટતા નથી. પરંતુ હવે આપણે જોઈએ છીએ કે કણની સપાટીથી દૂર નથી, તેની આસપાસ ઉદ્ભવતા આયન શેલને કારણે, ક્ષેત્ર ઘટતું જાય છે. જો શેલ પૂરતો પાતળો બની જાય, તો કણોને એકબીજા સાથે અથડાવાની તક મળશે. પછી તેઓ એકસાથે વળગી રહેશે, કોલોઇડ અવક્ષેપ કરશે અને પ્રવાહીમાંથી બહાર આવશે. અમારા વિશ્લેષણથી તે સ્પષ્ટ છે કે કોલોઇડમાં યોગ્ય માત્રામાં મીઠું ઉમેર્યા પછી, વરસાદ શરૂ થશે. આ પ્રક્રિયાને "સલ્ટીંગ આઉટ ધ કોલોઇડ" કહેવામાં આવે છે.

બીજું રસપ્રદ ઉદાહરણ પ્રોટીન વરસાદ પર મીઠાના વિસર્જનની અસર છે. પ્રોટીન પરમાણુ એ એમિનો એસિડની લાંબી, જટિલ અને લવચીક સાંકળ છે. તેના પર અહીં અને ત્યાં ચાર્જ છે, અને કેટલીકવાર એક ચિહ્નનો ચાર્જ, નકારાત્મક કહો, સમગ્ર સાંકળ સાથે વિતરિત કરવામાં આવે છે. નકારાત્મક શુલ્કના પરસ્પર વિકારના પરિણામે પ્રોટીન સાંકળસીધું થાય છે. જો દ્રાવણમાં અન્ય સમાન સાંકળના પરમાણુઓ હોય, તો તે સમાન વિકારને કારણે એકસાથે વળગી રહેતા નથી. આ રીતે પ્રવાહીમાં સાંકળના પરમાણુઓનું સસ્પેન્શન દેખાય છે. પરંતુ જલદી તમે ત્યાં મીઠું ઉમેરશો, સસ્પેન્શનના ગુણધર્મો બદલાશે. ડેબી લંબાઈ ઘટશે, પરમાણુઓ એકબીજાની નજીક આવવાનું શરૂ કરશે અને સર્પાકારમાં વળાંક આવશે. અને જો ત્યાં ઘણું મીઠું હોય, તો પ્રોટીન પરમાણુઓ અવક્ષેપ કરવાનું શરૂ કરશે. બીજા ઘણા છે રાસાયણિક ઘટના, જે વિદ્યુત દળોના વિશ્લેષણના આધારે સમજી શકાય છે.

મિશેલમાળખાકીય કોલોઇડલ એકમ છે. જરૂરી શરતોમાઇકલ રચનાઓ છે:

એ) ઓછા પ્રમાણમાં દ્રાવ્ય પદાર્થની પ્રતિક્રિયાના પરિણામે રચના, mપરમાણુઓ જે રચે છે એકમકોલોઇડલ કણ.

ઉદાહરણ તરીકે: ;

b) સ્ટેબિલાઇઝરની હાજરી - એક ઇલેક્ટ્રોલાઇટ કે જે ઓછા પ્રમાણમાં દ્રાવ્ય સંયોજનની સપાટી દ્વારા શોષાયેલા આયનો પ્રદાન કરે છે. નિયમ મુજબ પેનેટ્ટા-ફૈઆન્ઝા, શ્રેષ્ઠ શોષિત આયન તે છે જે શોષકની સ્ફટિક જાળીનો ભાગ છે. શોષિત આયનો જે પૂર્ણ કરે છે સ્ફટિક જાળીમુશ્કેલ-થી-ઓગળવું સંયોજન કહેવાય છે કોલોઇડલ કણના સંભવિત નિર્ધારણ આયનો, કારણ કે કણનો ચાર્જ આ આયનોના ચાર્જ સાથે સાઇન સાથે મેળ ખાય છે. સંભવિત-નિર્ધારિત આયનોનું શોષણ સ્વયંભૂ થાય છે, તેની સાથે ઘટાડો થાય છે મફત ઊર્જાકોરની સપાટી (∆G s).

સ્ટેબિલાઇઝર સામાન્ય રીતે છે પ્રારંભિક સામગ્રીવધારે લેવામાં આવે છે. જો વિચારણા હેઠળની પ્રતિક્રિયામાં મીઠું વધુ પડતું લેવામાં આવે, તો તે સ્ટેબિલાઇઝર હશે. અને પછી શોષાયેલ આયન એ આયન હશે.

ચોખા. 4. કોલોઇડની રચનાની યોજના
micelles: 1 - શોષણ સ્તર; 2 - પ્રવાહી આયનોનું સ્તર; 3 - પ્રસરેલું સ્તર

જ્યારે મીઠાની વધુ માત્રા હોય છે, ત્યારે સ્ટેબિલાઇઝર આયોડાઇડ આયનો પ્રદાન કરે છે જે સપાટી દ્વારા પસંદગીયુક્ત રીતે શોષાય છે:

સંભવિત-નિર્ધારિત આયન સ્વરૂપો સાથેનો એકંદર માઈકલ કોર.

અન્ય સ્ટેબિલાઇઝર આયનો ( પ્રતિવાદ) નક્કર સપાટીની નજીક બે સ્તરો બનાવે છે: શોષણ(અચલ), કોર સાથે નિશ્ચિતપણે જોડાયેલ, અને પ્રસરણ(મોબાઇલ), વિક્ષેપ માધ્યમમાં ન્યુક્લિયસથી ચોક્કસ અંતરે સ્થિત છે. કાઉન્ટરિયન્સના શોષણ સ્તર સાથે મળીને કોર કહેવામાં આવે છે કોલોઇડલ કણ (ગ્રાન્યુલ).

સૂત્રના રૂપમાં મિસેલની રચનાનું પ્રતિનિધિત્વ કરવું અનુકૂળ છે. સોલ માટે, સ્ટેબિલાઇઝર હોય તો માઇસેલ ફોર્મ્યુલા નીચે પ્રમાણે લખવામાં આવે છે

જો સ્ટેબિલાઇઝર AgNO 3 છે:

જો સ્ટેબિલાઇઝર છે, તો માઇસેલ ફોર્મ્યુલા નીચે પ્રમાણે લખવામાં આવશે:

સંભવિત-નિર્ધારિત આયનો અને કાઉન્ટરિયન્સની માત્રા સ્ટેબિલાઇઝર પરમાણુમાં તેમની સ્ટોઇકોમેટ્રીને અનુરૂપ હોવી જોઈએ. કોલોઇડલ કણના કોર પરની સપાટીની ઊર્જા સંભવિત-નિર્ધારિત આયનોના સ્તર પરની સપાટીની ઊર્જા કરતાં વધુ હોવાથી, કાઉન્ટરિયન્સ પર શોષાય છે xઓછું કોર, શોષણ સ્તર (સંભવિત-નિર્ધારિત આયનોનો એક સ્તર અને કાઉન્ટરિયન્સનો ભાગ) સાથે મળીને ગ્રાન્યુલ બનાવે છે. ઇલેક્ટ્રોલાઇટ કાઉન્ટરિયન્સથી ઘેરાયેલા કોલોઇડલ કણ (ગ્રાન્યુલ) ને માઇસેલ કહેવામાં આવે છે. મિસેલ એ તટસ્થ કણ છે, અને કોલોઇડલ કણ, નિયમ તરીકે, એક ચાર્જ ધરાવે છે, જેની નિશાની અને તીવ્રતા શોષણ અને પ્રસરેલા સ્તરો વચ્ચેની સીમા પર ઉદ્ભવતા ઇલેક્ટ્રોકાઇનેટિક સંભવિત x દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

વિનિમય પ્રતિક્રિયાનો ઉપયોગ કરતી વખતે, માઇકલ્સની રચના શું ઉમેરવામાં આવે છે તેના પર આધાર રાખે છે!

1 . કેલ્શિયમ ફ્લોરાઈડ સોલ 32 મિલી સોડિયમ ફ્લોરાઈડ સોલ્યુશન 8.0·10 -3 mol/l ની દાઢ સાંદ્રતા સાથે અને 25 મિલી કેલ્શિયમ ક્લોરાઇડ સોલ્યુશન 9.6·10 -3 ની CaCl 2 ની દાઢ સાંદ્રતા સાથે મેળવીને મેળવવામાં આવ્યું હતું. mol/l પરિણામી સોલના માઇસેલનું સૂત્ર લખો, તેના તમામ ઘટકો સૂચવો. કોલોઇડનો પ્રકાર, કોલોઇડલ સોલ કણના ગ્રાન્યુલના ચાર્જનું ચિહ્ન અને ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડમાં તેની હિલચાલની દિશા નક્કી કરો.

ઉકેલ. જાણીને દાઢ સાંદ્રતા NaF અને CaCl 2 ના ઉકેલો, સમીકરણ અનુસાર વિનિમય પ્રતિક્રિયામાં દાખલ થયેલા સોડિયમ ફ્લોરાઈડ ν(NaF) અને કેલ્શિયમ ક્લોરાઈડ ν(CaCl 2) નું પ્રમાણ નક્કી કરે છે.

2NaF + CaCl 2 = ↓CaF 2 + 2NaCl:

ν(NaF) = Cμ(NaF) V(NaF) = (8.0 10 -3 mol/l) (32 10 -3 l) = 2.56 10 -4 mol,

ν(CaCl 2) = Cμ(CaCl 2) V(CaCl 2) = (9.6 10 -3 mol/l) (25 10 -3 l) = 2.4 10 -4 mol.

પ્રતિક્રિયાના સમીકરણ મુજબ, પદાર્થો એકબીજા સાથે ν(NaF):ν(CaCl 2) = 2:1 ના ગુણોત્તરમાં ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, અને ઉપરની ગણતરીઓ પરથી તે સ્પષ્ટ છે કે ν(NaF):ν(CaCl 2) = ( 2.56 10 - 4)/(2.4·10 -4) = 1.07:1, એટલે કે સોલ્યુશનમાં કેલ્શિયમ ક્લોરાઇડની વધુ માત્રા છે, જે આ કિસ્સામાં કોલોઇડલ માઇસેલ માટે સ્ટેબિલાઇઝર તરીકે સેવા આપે છે. ત્યારથી સમસ્યાની શરતો અનુસાર અમે વાત કરી રહ્યા છીએક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતા ક્ષારના જલીય દ્રાવણ વિશે, પછી સ્ટેબિલાઇઝર આયનો (Ca + અને Cl -) હાઇડ્રેટેડ હશે, એટલે કે. દ્રાવક પરમાણુઓ H 2 O થી ઘેરાયેલા છે. તે જ સમયે, ગર્ભઅદ્રાવ્ય અણુઓમાંથી બનેલા કોલોઇડલ કણ કેલ્શિયમ ફ્લોરાઈડ CaF 2, સ્ફટિકીય પદાર્થ હોવાને કારણે, તે પાણીને શોષતું નથી. અહીંથી પ્રથમ નિષ્કર્ષ- અથડામણ કણ છે હાઇડ્રોફોબિક.

સ્ટેબિલાઇઝર આયનોમાંથી, કેલ્શિયમ આયન Ca 2+ આનુવંશિક રીતે ગર્ભની રચનાની નજીક છે (પેસ્કોવ-ફાજન્સ નિયમ મુજબ). અહીંથી આપણે કરીએ છીએ બીજો નિષ્કર્ષ – સંભવિત-નિર્ધારિત આયનોઆયનો હશે Ca 2+ ρН 2 O, અને તેથી દાણાકોલોઇડલ માઇસેલ હકારાત્મક ચાર્જ કરવામાં આવશે, એટલે કે ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડમાં હશે કેથોડ તરફ આગળ વધો.

કાઉન્ટરિયન્સઆ દ્રાવણમાં હાઇડ્રેટેડ ક્લોરાઇડ આયનો સ્ટેબિલાઇઝર તરીકે કામ કરે છે 2Cl - ·(q+ℓ)H 2 O, જે કોરની આસપાસ સ્થિત છે બે સ્તરો: પ્રથમ શોષણ છે, જેમાં 2Cl - ·qH 2 O, બીજું પ્રસરેલું છે, તેની રચના 2Cl - ·ℓH 2 O છે.

હવે આપણે કેલ્શિયમ ફ્લોરાઈડ સોલ કણનું માઈસેલર ફોર્મ્યુલા લખી શકીએ છીએ:

([(m(CaF 2) nCa 2+ ρН 2 O) 2 n+ ·2(n-x)Cl - ·qH 2 O] 2 x+ + 2xCl - ·ℓH 2 O) 0 .

સંભવિત- |ગર્ભ _| શોષણ પ્રસરેલું સ્તર સ્તર

વ્યાખ્યાયિત | કોર| પ્રતિવાદ

આયન | દાણા |

| માઈકલ|

જેમ આપણે જોઈ શકીએ છીએ, આ કિસ્સામાં CaF 2 સોલ ગ્રાન્યુલ હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે અને જ્યારે લાગુ થાય છે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રગ્રાન્યુલ નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ ઇલેક્ટ્રોડ (કેથોડ) તરફ આગળ વધશે, અને પ્રસરેલા સ્તર (2xCl - ·ℓH 2 O) ના કાઉન્ટરિયન્સ હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ ઇલેક્ટ્રોડ (એનોડ) તરફ જશે.

જવાબ આપો: હાઇડ્રોફોબિક સોલ રચાય છે, ગ્રાન્યુલ હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે અને ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની ક્રિયા હેઠળ કેથોડ તરફ જાય છે.

2 . બેરિયમ સલ્ફેટ સોલ મિશ્રણ દ્વારા મેળવવામાં આવ્યું હતું સમાન વોલ્યુમોબેરિયમ નાઈટ્રેટ અને સલ્ફ્યુરિક એસિડના ઉકેલો. સોલ મિસેલનું સૂત્ર લખો, જેમાંથી ગ્રાન્યુલ ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડમાં એનોડ તરફ જાય છે. ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સની પ્રારંભિક દાઢ સાંદ્રતા સમાન હશે કે કેમ તે પ્રશ્નનો જવાબ આપો. સોલ મિસેલની પ્રકૃતિ અને માળખું સૂચવો.

ઉકેલ. વિનિમય પ્રતિક્રિયા અનુસાર, Ba(NO 3) 2 અને H 2 SO 4 ના ઉકેલોના મિશ્રણથી બનેલા કોલોઇડલ દ્રાવણમાં અદ્રાવ્ય વિખરાયેલો તબક્કો સ્ફટિકીય બેરિયમ સલ્ફેટ હશે.

Ba(NO 3) 2 + H 2 SO 4 = ↓BaSO 4 + 2HNO 3.

ત્યારથી વિખરાયેલો તબક્કો છે સ્ફટિક માળખું, પછી તેના આધારે રચાયેલ માઇસેલ હાઇડ્રોફોબિક છે. જો ગ્રાન્યુલ એનોડ તરફ જાય છે, તો તેનો અર્થ એ છે કે તેની પાસે છે નકારાત્મક ચાર્જઅને તેથી, માત્ર હાઇડ્રેટેડ SO 4 2- · pH 2 O આયન પોટેન્શિયલ-નિર્ધારક આયનો હોઈ શકે છે (પેસ્કોવ-ફેજન્સ નિયમ). તે સ્પષ્ટ છે કે કાઉન્ટરિયન્સ હાઇડ્રેટેડ પ્રોટોન 2H + · (q+ℓ)H 2 O છે, એટલે કે. ઇલેક્ટ્રોલાઇટ સ્ટેબિલાઇઝર છે સલ્ફ્યુરિક એસિડ, જેનો અર્થ છે કે આ સિસ્ટમમાં તેની સાંદ્રતા બેરિયમ નાઈટ્રેટ સોલ્યુશનની સાંદ્રતાની તુલનામાં વધુ હોવી જોઈએ: C μ (H 2 SO 4) > C μ (Ba(NO 3) 2 .

વિશ્લેષણને ધ્યાનમાં લેતા, અમે બેરિયમ સલ્ફેટના હાઇડ્રોફોબિક સોલના માઇસેલનું સૂત્ર બનાવીશું:

([(m(BaSO 4)· nSO 4 2- ·рН 2 O) 2 n- ·2(n-x)H + ·qH 2 O] 2 x- + 2xH + ·ℓH 2 O) 0 .

સંભવિત- | ગર્ભ | શોષણ પ્રસરેલું સ્તર સ્તર

વ્યાખ્યાયિત | કોર| પ્રતિવાદ

આયન| દાણા |

| માઈકલ|

જવાબ આપો: બેરિયમ સલ્ફેટ સોલ હાઇડ્રોફોબિક છે, દ્રાવણ C μ (H 2 SO 4) > C μ (Ba(NO 3) 2 માં, ગ્રાન્યુલ નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ છે .

3 . આયર્ન (3) હાઇડ્રોક્સાઇડ સોલ, ઉકળતા નિસ્યંદિત પાણીના 2% થી 85 મિલી સમાન FeCl 3 ના સમૂહ અપૂર્ણાંક સાથે 15 મિલી આયર્ન (3) ક્લોરાઇડ સોલ્યુશન ઉમેરીને મેળવવામાં આવે છે, જે મીઠાના આંશિક હાઇડ્રોલિસિસના પરિણામે રચાય છે. સમીકરણ માટે:

FeCl 3 + 3H 2 O = ↓Fe(OH) 3 + 3HCl.

Fe(OH) 3 sol micelles ના સંભવિત સૂત્રો લખો, આયર્ન હાઇડ્રોક્સાઇડ કણો (3) ની રચના દરમિયાન દ્રાવણમાં નીચેના આયનો હાજર હતા તે ધ્યાનમાં લેતા: Fe 3+, FeO +, H +, Cl -, ઓહ -. આ કિસ્સામાં, બધા આયનો દ્રાવક પરમાણુઓ દ્વારા હાઇડ્રેટેડ છે.

ઉકેલ. જેમ કે સમસ્યા નિવેદનમાં આપેલ હાઇડ્રોલિસિસ સમીકરણ બતાવે છે, રચના અદ્રાવ્ય હાઇડ્રોક્સાઇડઆયર્ન (3) ગુણોત્તર Cμ(Fe 3+):Cμ(OH -) = ν(Fe 3+):ν(OH -) = 1:3 ને અનુરૂપ છે.

ચાલો હાઇડ્રોલિસિસ પ્રક્રિયામાં દરેક સહભાગીના પદાર્થની માત્રા નક્કી કરીએ. પરિશિષ્ટ નંબર 10 ના કોષ્ટક નંબર 3 મુજબ, ફેરિક ક્લોરાઇડ (3) ના 2% દ્રાવણની ઘનતા સામાન્ય સ્થિતિ 1.015 g/cm3 ની બરાબર. FeCl 3 ના સમૂહની અવલંબન અને સમૂહ અપૂર્ણાંકω(FeCl 3) સંબંધ m(FeCl 3) = ω(FeCl 3)·V ઉકેલ (FeCl 3)·ρ ઉકેલ (FeCl 3) પરથી નક્કી થાય છે. બીજી બાજુ, મીઠાના પદાર્થની માત્રા ν(FeCl 3) = m(FeCl 3)/M(FeCl 3), જ્યાં M(FeCl 3) – દાઢ સમૂહફેરિક ક્લોરાઇડ, તે M(FeCl 3) = 56 + 3·35.5 = 162.5 g/mol બરાબર છે. અહીંથી આપણને મળે છે ગણતરી સૂત્રક્ષારના પદાર્થની માત્રા નક્કી કરવા માટે, અને તેથી ફે 3+ આયન પદાર્થની માત્રા જે હાઇડ્રોલિસિસ પ્રતિક્રિયામાં દાખલ થાય છે:

ν(Fe 3+) = ν(FeCl 3) = [ω(FeCl 3) · V ઉકેલ (FeCl 3) · ρ ઉકેલ (FeCl 3)]/M(FeCl 3).

ચાલો યોગ્ય ગણતરીઓ કરીએ અને મેળવીએ:

ν(Fe 3+) = ν(FeCl 3) = (0.02·15·1.015)/162.5 = 1.85·10 -3 મોલ.

સાંદ્રતા Cμ અને પદાર્થ ν હાઇડ્રોક્સાઇડ આયન OH ની માત્રા નક્કી કરવા - ચાલો આપણે પાણીના આયનીય ઉત્પાદનના નિયમને યાદ કરીએ. તે જણાવે છે કે તટસ્થ દ્રાવણમાં H + અને OH – આયનોની દાઢ સાંદ્રતા સમાન હોય છે અને તે 1·10 -7 mol/l કરતા વધુ હોતી નથી. હાઇડ્રોલિસિસ દરમિયાન, સમસ્યાના નિવેદનમાં સમીકરણ બતાવે છે તેમ, OH ની સાંદ્રતા પણ ઓછી હશે (હાઇડ્રોલિસિસ સોલ્યુશનના એસિડિફિકેશન તરફ દોરી જાય છે). ભલે આપણે ધારીએ કે આપણી સિસ્ટમમાં 100 મિ.લી સ્વચ્છ પાણી, તો તેમાં OH – આયનોના 1·10 -7 મોલ્સ કરતાં વધુ નહીં હોય.

પરિણામે, પાણી (OH - અને H + આયનોના સ્ત્રોત તરીકે) આયર્ન હાઇડ્રોક્સાઇડ માઇસેલ્સ (3) ની રચના દરમિયાન સ્ટેબિલાઇઝર ઇલેક્ટ્રોલાઇટ તરીકે કાર્ય કરી શકતું નથી. પરંતુ અન્ય આયનો - Fe 3+, FeO +, Cl - કોલોઇડલ કણોના સ્થિરીકરણમાં ભાગ લઈ શકે છે. આ વિચારણાઓના આધારે, અમે સોલ માઇસેલ્સ માટે બે સંભવિત ફોર્મ્યુલા બનાવીશું, આયર્ન હાઇડ્રોક્સાઇડ એ આકારહીન પદાર્થ છે અને તેથી તે દ્રાવક પરમાણુઓને સક્રિયપણે શોષી લે છે. આનો અર્થ એ છે કે બંને સંભવિત માઇસેલ્સ પ્રકૃતિમાં હાઇડ્રોફિલિક હશે.

કેસ 1): સંભવિત-નિર્ધારણ આયનો – Fe 3+ ·pH 2 O; કાઉન્ટરિયન્સ - 3Сl - ·(q+ℓ)H 2 O. આ શરતો હેઠળ, Fe(OH) 3 સોલના હાઇડ્રોફિલિક માઇસેલનું સૂત્ર આના જેવું દેખાશે: ([(m(Fe(OH) 3 ·rH 2 O ·nFe 3+ ·pH 2 O) 3 n+ · 3(n-x)Cl – ·qH 2 O] 3 x+ + 3xCl – ·ℓH 2 O) 0 .

કેસ 2): સંભવિત-નિર્ધારિત આયનો – FeO + ·pH 2 O; કાઉન્ટરિયન્સ - Cl - ·(q+ℓ)H 2 O. હાઇડ્રોફિલિક માઇસેલ, તેનું સૂત્ર

([(m(Fe(OH) 3 ·rH 2 O·nFeО + ·pH 2 O) n+ · (n-x)Cl – ·qH 2 O] x+ + xCl – ·ℓH 2 O) 0 .

બંને કિસ્સાઓમાં, ગ્રાન્યુલ્સમાં હકારાત્મક ચાર્જ હોય છે અને ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડમાં કેથોડ તરફ આગળ વધે છે.

જવાબ આપો: હકારાત્મક ચાર્જના ગ્રાન્યુલ્સ સાથે બે હાઇડ્રોફિલિક માઇસેલ્સની સંભવિત રચના

([(m(Fe(OH) 3 ·rH 2 O·nFeО + ·pH 2 O) n+ · (n-x)Cl – ·qH 2 O] x+ + xCl – ·ℓH 2 O) 0

અને ([(m(Fe(OH) 3 ·rH 2 O·nFe 3+ ·pH 2 O) 3 n+ · 3(n-x)Cl – ·qH 2 O] 3 x+ + 3xCl – ·ℓH 2 O) 0 .

4 . આયર્ન (3) ક્લોરાઇડ અને પોટેશિયમ ફેરીસાયનેટ K 4 ના પાતળું સોલ્યુશનની અસાધારણ માત્રામાં પ્રતિક્રિયા કરીને પ્રુશિયન વાદળી સોલ મેળવી શકાય છે. હાઇડ્રોફોબિક સોલના માઇસેલ્સ માટેના સૂત્રો લખો, એ ધ્યાનમાં રાખીને કે જટિલ આયનો સમાન બળ સાથે હાઇડ્રેશનમાંથી પસાર થાય છે.

ઉકેલ. કોલોઇડલ સોલ્યુશન્સની રચના વિનિમય પ્રતિક્રિયા પર આધારિત છે જે અદ્રાવ્ય તબક્કાની રચના તરફ દોરી જાય છે:

4FeCl 3 + 3K 4 = ↓Fe 4 3 + 12KCl.

આયર્નના અદ્રાવ્ય કણો (3) હેક્સાસ્યાનોફેરેટ (2) કોલોઇડ ન્યુક્લિયસ બનાવે છે, જે હાઇડ્રોફોબિક છે, કારણ કે પદાર્થ ધરાવે છે સ્ફટિક માળખું. કયો ક્ષાર વધારે લેવામાં આવે છે તેના આધારે, સંભવિત-નિર્ધારિત આયનો કાં તો હાઇડ્રેટેડ 4- · pH 2 O આયન અથવા હાઇડ્રેટેડ Fe 3+ · pH 2 O કેશન હોઈ શકે છે વિવિધ કેસોકાં તો 4K + · (q+ℓ)H 2 O, અથવા 4Cl - · (q+ℓ)H 2 O.

વિશ્લેષણના આધારે, અમે સંભવિત માઇસેલ્સ માટે સૂત્રો કંપોઝ કરીશું:

a) C N K 4 > C N FeCl 3, પછી

([ (m(Fe 4 3 ·n 4- ·рН 2 O) 4 n- ·4(n-x)K + ·q(H 2 O)] 4 x- + 4xK + ·ℓH 2 O) 0 ;

b) C N K 4< С N FeCl 3 , тогда

([(m(Fe 4 3 ·nFe 3+ ·pH 2 O) 3 n+ · 3(n-x)Cl - ·qH 2 O] 3 x+ + 3xCl - ·ℓH 2 O) 0 .

બંને માઇસેલ્સ હાઇડ્રોફોબિક હોવા છતાં, તેમના ગ્રાન્યુલ્સના ચાર્જ સાઇનમાં વિરુદ્ધ છે. જો તમે સમકક્ષ જથ્થામાં ઉકેલોને મિશ્રિત કરો છો, તો ગ્રાન્યુલ રચનાના તબક્કે ચાર્જની ભરપાઈ કરવામાં આવશે અને માઇસેલ્સ જામશે (તેનો નાશ થશે).

જવાબ આપો: બે અલગ-અલગ કેસોમાં બનેલા માઇકલ્સના સૂત્રોનું સ્વરૂપ છે:

a) ([(m(Fe 4 3 ·n 4- ·рН 2 O) 4 n- ·4(n-x)K + ·q(H 2 O)] 4 x- + 4xK + ·ℓH 2 O) 0 ;

b) ([(m(Fe 4 3 ·nFe 3+ ·pH 2 O) 3 n+ · 3(n-x)Cl - ·qH 2 O] 3 x+ + 3xCl - ·ℓH 2 O) 0 .

5 . 0.0025 M KI સોલ્યુશનના જથ્થાની ગણતરી કરો જે 0.003 N ના 0.035 L માં ઉમેરવું આવશ્યક છે. લીડ આયોડાઇડનો હાઇડ્રોફોબિક સોલ મેળવવા માટે Pb(NO 3) 2 નું સોલ્યુશન અને ઇલેક્ટ્રોફોરેસીસ દરમિયાન તેના કાઉન્ટરિયન એનોડમાં ખસેડવામાં આવે છે. સોલ મિસેલનું સૂત્ર બનાવો.

ઉકેલ. જેમ કે પહેલેથી જ એક કરતા વધુ વખત ભાર મૂકવામાં આવ્યો છે, કોલોઇડલ સોલ્યુશનની રચના વિનિમય પ્રતિક્રિયા પર આધારિત છે જે અદ્રાવ્ય વિખરાયેલા તબક્કાની રચના તરફ દોરી જાય છે: 2KI + Pb(NO 3) 2 = ↓PbI 2 + 2 KNO 3.

જો ઇલેક્ટ્રોફોરેસીસ દરમિયાન મિકેલના કાઉન્ટરિયન્સ એનોડ તરફ જાય છે, તેથી, તેઓ નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે, અને સંભવિત-નિર્ધારિત આયનો છે હકારાત્મક આયનો. પેસ્કોવ-ફાજન્સ નિયમ મુજબ, PbI 2 ના વિખરાયેલા તબક્કા માટે ફક્ત લીડ કેશન્સ Pb 2+ આવા હોઈ શકે છે. અહીંથી તે સ્પષ્ટ છે કે લીડ નાઈટ્રેટ Pb(NO 3) 2 નું સોલ્યુશન સ્ટેબિલાઈઝર ઈલેક્ટ્રોલાઈટ તરીકે કામ કરે છે અને NO 3 - આયન કાઉન્ટરિયન્સ બની જાય છે.

આવી પરિસ્થિતિઓમાં, ઇલેક્ટ્રોલાઇટ સ્ટેબિલાઇઝર વધુ પડતું હોવું જોઈએ, તેથી,

C N (Pb(NO 3) 2 V(Pb(NO 3) 2 > C N (KI) V(KI).

ચાલો આપણે પોટેશિયમ આયોડાઈડ સોલ્યુશનના જથ્થાને લગતી પરિણામી અસમાનતાને હલ કરીએ, યાદ રાખીએ કે C N (KI) = C μ (KI) = 0.0025 mol/l.

V(KI)< [С N (Pb(NO 3) 2 ·V(Pb(NO 3) 2 ]/C N (KI);

V(KI)< (0,003·0,035)/0,0025 < 0,042 (л).

આનો અર્થ એ છે કે લીડ આયોડાઈડ સોલ્યુશન મેળવવા માટે 0.0025 mol/L પોટેશિયમ આયોડાઈડ સોલ્યુશનના 42 મિલી કરતા ઓછા સોલ્યુશનનો ઉપયોગ કરવો જરૂરી છે.

લીડ આયોડાઇડ સોલના હાઇડ્રોફોબિક માઇસેલનું સૂત્ર છે:

જવાબ આપો: હકારાત્મક ગ્રાન્યુલ અને નેગેટિવ કાઉન્ટરિયન્સ સાથે લીડ આયોડાઇડ સોલ મેળવવા માટે, 42 મિલી કરતા ઓછા KI સોલ્યુશનનો ઉપયોગ કરવો આવશ્યક છે;

સોલ મિસેલ પ્રકૃતિમાં હાઇડ્રોફોબિક છે, તેનું સૂત્ર છે

([(m(PbI 2) nPb 2+ pH 2 O) 2 n+ 2(n-x)NO 3 - qH 2 O] 2 x+ + 2xNO 3 - ℓH 2 O) 0 .