Решение задачи: выбор электролита для очистки воды от радиоактивных частиц

Решение задачи: 1. Определим заряд радиоактивных частиц. По условию задачи при электрофорезе частицы движутся к катоду. Катод — это отрицательно заряженный электрод. Следовательно, сами частицы имеют положительный заряд (так как противоположные заряды притягиваются). 2. Согласно правилу Шульце-Гарди, коагуляцию (осаждение) коллоидных частиц вызывают ионы, заряд которых противоположен заряду частиц. В данном случае частицы заряжены положительно, значит, коагулирующим действием будут обладать анионы (отрицательно заряженные ионы) добавляемых электролитов. 3. Рассмотрим предложенные электролиты и определим заряды их анионов: - Хлорид алюминия \( AlCl_3 \) диссоциирует на ионы: \[ AlCl_3 \rightarrow Al^{3+} + 3Cl^- \] Анионом является хлорид-ион \( Cl^- \) с зарядом \( z = 1 \). - Фосфат натрия \( Na_3PO_4 \) диссоциирует на ионы: \[ Na_3PO_4 \rightarrow 3Na^+ + PO_4^{3-} \] Анионом является фосфат-ион \( PO_4^{3-} \) с зарядом \( z = 3 \). 4. Согласно правилу Шульце-Гарди, коагулирующая способность иона тем выше, чем больше его заряд. Коагулирующая способность возрастает пропорционально заряду в шестой степени: \[ P \approx z^6 \] Сравним коагулирующую способность анионов: Для \( Cl^- \): \( 1^6 = 1 \) Для \( PO_4^{3-} \): \( 3^6 = 729 \) 5. Таким образом, фосфат-ион обладает значительно большей коагулирующей способностью, чем хлорид-ион. Это означает, что для очистки воды потребуется гораздо меньшее количество фосфата натрия, и процесс осаждения радиоактивных частиц будет проходить эффективнее. Ответ: В данном случае следует предпочесть фосфат натрия \( Na_3PO_4 \).