Золь гексацианоферрата (II) серебра (I) получен действием избытка нитрата серебра (I) на гексацианоферрат (II) калия.

		Химия
		Решение задачи
		18 февраля 2021
		Выполнен, номер заказа №16883
		Прошла проверку преподавателем МГУ
		245 руб.

• Золь гексацианоферрата (II) серебра (I) получен действием избытка нитрата серебра (I) на гексацианоферрат (II) калия. 1. Напишите формулу мицеллы золя, укажите потенциалопределяющие ионы и противоионы, знак заряда коллоидной частицы. 2. К какому электроду будут двигаться коллоидные частицы золя при электрофорезе. 3. Изобразите график φ = f(r), описывающий падение потенциала электрического поля в двойном электрическом слое мицеллы. Укажите ξ-потенциал? Как определить ζ-потенциал частиц золя экспериментально? 4. Изобразите, как изменится график падения потенциала φ = f(r) после 156 добавления к золю небольшого количества индифферентного электролита (концентрации противоионов считать одинаковыми): а) NaNO3; б) CuSO4; в) K3PO4. 5. Укажите индифферентный электролит, добавление которого к золю в значительных количествах, может вызвать перезарядку коллоидных частиц золя. Изобразите график падения потенциала φ = f(r) для данного случая. 6. Изобразите график падения потенциала φ = f(r) после добавления к золю неидифферентного электролита: а) AgNO3; б) K4[Fe(CN)6]. 7. Назовите неиндифферентный электролит, способный вызвать перезарядку твердой поверхности частиц золя. Изобразите график падения потенциала в двойном электрическом слое мицеллы после перезарядки твердой поверхности частиц золя.

Ответ:

1. Уравнение протекающей реакции: В соответствие с правилом Панета-Фаянса кристаллическую решетку гексацианоферрата(II) серебра(I) из присутствующих в растворе ионов могут достроить только ионы серебра(I). Они и сообщают поверхности агрегатов положительный заряд. Противоионами в рассматриваемом примере являются нитрат-ионы. Строение мицеллы золя гексацианоферрата(II) серебра(I) записывают следующим образом: 2. Коллоидные частицы заряжены положительно, поэтому при электрофорезе они будут двигаться к отрицательно-заряженному электроду (катоду). 3. График φ = f(r), описывающий падение потенциала электрического поля в двойном электрическом слое мицеллы: Все электрокинетические явления зависят от величины и знака ζ–потенциала. Проводя электроосмотические или электрофоретические измерения, можно экспериментально определить величину ξ-потенциала. Уравнение, связывающее ξ-потенциал со скоростью электрофоретического переноса: 4. Если к золю Ag4[Fe(CN)6] добавить а) NaNO3; б) CuSO4 или в) K3PO4, сжатие ДЭС произойдет тем сильнее, чем выше валентность иона, вызывающего коагуляцию. Т.к. коллоидная частица заряжена положительно, то коагулирующим действием обладают анионы. Чем выше валентность аниона, тем сильнее ион притягивается к поверхности, тем меньше ионов надо для компенсации заряда поверхности, тем тоньше ДЭС и меньше значение ξ-потенциала. Валентность сильнее влияет на величину ДЭС и величину ξ-потенциала, чем концентрация. 5. Фосфат-ион PO4 3- как крупный многовалентный ион может вызывать сжатие ДЭС и, кроме того, проникать в слой потенциалопределяющих ионов и поменять знак ζ-потенциала. Этот эффект называют перезарядкой. Перезарядка вследствие адсорбции многовалентных ионов ведет к изменению знака электрокинетического потенциала, однако скачок потенциала на границе раздела фаз сохраняет свою величину и знак Поэтому добавление K3PO4 к золю в значительных количествах, может вызвать перезарядку коллоидных частиц золя. 6. При введении AgNO3 в золь Ag4[Fe(CN)6], стабилизированный AgNO3, заряд потенциалопределяющего иона частицы имеет тот же знак, что и заряд потенциалопределящего иона вводимого электролита, способный достраивать решетку. С введением электролита φ0 и ξ- увеличиваются, так как ион Ag+ достраивает кристаллическую решетку (кривая 2), предельно насыщая поверхность. ДЭС при этом расширяется. При увеличении концентрации электролита (кривая 3) достройка кристаллической решетки завершена, ион Ag+ больше адсорбироваться не может, т.к. вся поверхность занята. Б) При введении K4[Fe(CN)6] в золь Ag4[Fe(CN)6], стабилизированный AgNO3, вводимый электролит содержит потенциалопределяющий ион, знак заряда которого противоположен знаку заряда потенциалопределяющего иона частицы. График падения потенциала φ = f(r): 7. K4[Fe(CN)6] способен вызвать перезарядку твердой поверхности частиц золя. При увеличении концентрации AgNO3 (кривая 3) происходит изменение знака φ0 и как следствие этого – знака ξ-потенциала. Происходит перезарядка, которая определяется введением электролита, имеющего потенциалопределяющий ион, знак заряда которого противоположен знаку заряда потенциалопределяющего иона частицы.