Решение задачи №13: Определение формулы мицеллы золя ZnCl2 и K2S

Решение задачи №13 из представленного материала. Условие: На основе известных порогов коагуляции для различных электролитов с одинаковой концентрацией напишите формулу мицеллы золя, полученного при смешивании растворов \(ZnCl_{2}\) и \(K_{2}S\). Пороги коагуляции: \(\gamma(KNO_{3}) = 460\) ммоль/л \(\gamma(Li_{2}S) = 489\) ммоль/л \(\gamma(NaNO_{3}) = 475\) ммоль/л \(\gamma(NiSO_{4}) = 35\) ммоль/л \(\gamma(Pb(NO_{3})_{2}) = 38\) ммоль/л Решение: 1. Анализ порогов коагуляции. Согласно правилу Шульце-Гарди, коагулирующее действие электролита определяется ионом, заряд которого противоположен заряду коллоидной частицы (гранулы). Чем выше заряд коагулирующего иона, тем меньше порог коагуляции (\(\gamma\)). Сравним пороги коагуляции для однозарядных и двухзарядных катионов и анионов: - Для однозарядных катионов (\(K^{+}\), \(Li^{+}\), \(Na^{+}\)) пороги велики: 460, 489, 475 ммоль/л. - Для двухзарядных катионов (\(Ni^{2+}\), \(Pb^{2+}\)) пороги значительно ниже: 35 и 38 ммоль/л. Это означает, что коагулирующим ионом является катион. Следовательно, частица золя (гранула) заряжена отрицательно. 2. Определение состава золя. Золь образуется при взаимодействии: \[ZnCl_{2} + K_{2}S \rightarrow ZnS \downarrow + 2KCl\] Ядром мицеллы является нерастворимый сульфид цинка \(m[ZnS]\). Так как гранула заряжена отрицательно, в избытке находится электролит, содержащий анион, способный достраивать кристаллическую решетку \(ZnS\). Это ион \(S^{2-}\). Значит, в избытке был взят сульфид калия \(K_{2}S\). 3. Составление формулы мицеллы. - Ядро: \(m[ZnS]\) - Потенциалопределяющие ионы (ПОИ): \(nS^{2-}\) - Противоионы: \(2(n-x)K^{+}\) (в адсорбционном слое) - Заряд гранулы: \(2x-\) - Противоионы в диффузном слое: \(2xK^{+}\) Формула мицеллы: \[ \{ m[ZnS] \cdot nS^{2-} \cdot 2(n-x)K^{+} \}^{2x-} \cdot 2xK^{+} \] Ответ: \(\{ m[ZnS] \cdot nS^{2-} \cdot 2(n-x)K^{+} \}^{2x-} \cdot 2xK^{+}\)