Номер 5, страница 49 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава I. Строение веществ. Параграф 9. Дисперсные системы. Проверьте свои знания - номер 5, страница 49.

Условие.

5. Какой процесс называется коагуляцией? Какими факторами она может быть спровоцирована?

Решение.

Решение 2.

Какой процесс называется коагуляцией?

Коагуляция — это процесс слипания (агрегации) мелких частиц дисперсной фазы в коллоидных системах (золях, суспензиях, эмульсиях) с образованием более крупных агрегатов. Этот процесс приводит к нарушению агрегативной устойчивости системы и часто сопровождается выпадением осадка (седиментацией) или расслоением.

Устойчивость коллоидных систем обеспечивается силами отталкивания между частицами. Эти силы возникают, как правило, из-за наличия на поверхности частиц одноименного электрического заряда (образующего двойной электрический слой) или сольватных (гидратных) оболочек, которые мешают частицам сблизиться. Коагуляция происходит, когда эти силы отталкивания ослабевают или преодолеваются, и начинают преобладать силы притяжения (например, силы Ван-дер-Ваальса). В результате частицы при столкновении слипаются, образуя агрегаты.

Ответ: Коагуляция — это процесс объединения частиц коллоидной системы в более крупные агрегаты, что приводит к потере устойчивости системы.

Какими факторами она может быть спровоцирована?

Коагуляция может быть вызвана различными физическими и химическими факторами, которые нарушают стабильность коллоидной системы. Основными из них являются:

• Добавление электролитов: Это наиболее распространенный способ вызова коагуляции. Ионы электролита, особенно ионы с зарядом, противоположным заряду коллоидных частиц (противоионы), нейтрализуют поверхностный заряд частиц. Это приводит к сжатию двойного электрического слоя и уменьшению сил электростатического отталкивания. Согласно правилу Шульце-Гарди, коагулирующая способность иона резко возрастает с увеличением его валентности (заряда). Например, для коагуляции отрицательно заряженного золя ионы $Al^{3+}$ значительно эффективнее ионов $Na^{+}$.
• Изменение температуры: Нагревание, как правило, ускоряет коагуляцию. Это происходит из-за увеличения кинетической энергии частиц, что приводит к более частым и сильным столкновениям, способным преодолеть энергетический барьер отталкивания. Также нагревание может приводить к десорбции стабилизирующих веществ с поверхности частиц.
• Механическое воздействие: Интенсивное перемешивание, встряхивание или обработка ультразвуком (соникация) увеличивают частоту столкновений частиц, что способствует их агрегации.
• Изменение pH среды: Для систем, чья стабильность зависит от ионизации поверхностных групп (например, белки, гидроксиды металлов), изменение pH может привести к коагуляции. При определенном значении pH, называемом изоэлектрической точкой, суммарный заряд частиц становится равным нулю, силы отталкивания минимальны, и система наиболее подвержена коагуляции.
• Смешивание двух противоположно заряженных золей: При смешивании двух коллоидных систем с частицами, имеющими противоположные заряды, происходит их взаимная нейтрализация и, как следствие, коагуляция.
• Действие света или другого излучения: Некоторые коллоидные системы (например, золи галогенидов серебра) чувствительны к свету. Энергия излучения может вызывать фотохимические реакции, изменяющие свойства частиц и приводящие к потере устойчивости.

Ответ: Коагуляция может быть спровоцирована добавлением электролитов, изменением температуры, механическим воздействием, изменением pH, смешиванием противоположно заряженных коллоидов, а также действием света или другого излучения.