Пути образования ДЭС

Возможны два принципиально разных пути образования ДЭС – избирательная адсорбция поверхностью твердой частицы ионов из дисперсионной среды и ионизация поверхностных молекул твердой частицы.

Рассмотрим их подробнее.

1. Избирательная адсорбция. Здесь возможны два случая.

а) Избирательная адсорбция ионов, способных достраивать кристаллическую решетку частицы дисперсной фазы.

В соответствии с правилом Панета – Фаянса (см. раздел 5.7), на поверхности твердой частицы избирательно адсорбируются только те ионы, которые способны достроить ее кристаллическую решетку или изоморфны с ней.

Предположим, что твердые частицы хлорида серебра диспергированы в водном растворе хлорида калия.

В данном случае на поверхности будут сорбироваться ионы С1^-, так как они входят в состав кристаллической решетки и будут придавать частице отрицательный заряд, одновременно прилегающая к частице жидкая среда приобретает положительный заряд, т. е. возникает ДЭС. Ионы, которые придают заряд твердой частице, называются потенциалопределяющими, противоположно заряженные – противоионами.

б) Избирательная адсорбция без достройки кристаллической решетки. Этот случай имеет место, когда в растворе имеются ионы, обладающие большой адсорбционной способностью – Н⁺ или ОН^-. Примером может служить возникновение ДЭС на границе, частицы твердого парафина – водный раствор щелочи. ДЭС образуется в результате избирательной адсорбции ионов ОН^-.

2. Ионизация поверхностных молекул твердой частицы. Здесь также возможны два случая.

а) В случае гидрозолей металлов в раствор переходят катионы металлов, твердая поверхность заряжается отрицательно, а дисперсионная среда положительно (подобно тому, как это происходит при возникновении электродного потенциала). Например:

б) В случае некоторых оксидов, кислот, белков и т. д. с твердой поверхности в дисперсионную среду переходят ионы одного заряда, ионы с противоположным зарядом остаются на твердой частице и являются потенциалопределяющими.

Пример: гидрозоль диоксида кремния SiO₂. Поверхностные молекулы реагируют с водой, образуя кремниевую кислоту, которая диссоциирует, отдавая в дисперсионную среду ионы Н⁺.

H₂SiО₃ Н⁺ + HSiO^3-

Твердая частица при этом заряжается отрицательно, а среда – положительно. Поэтому при соприкосновении воды с толченым кварцем среда заряжается положитель­но и перемещается к отрицательному электроду.

Аналогичная картина наблюдается при помещении стекла в водный раствор, так как основу стекла составляют силикаты.