Двойной электрический слой на поверхности раздела Т-Ж, его значение при флотации
Экзаменационный билет №15
Задача 4
Двойной электрический слой на поверхности раздела Т-Ж, его значение при флотации
Взаимодействие твердой и жидкой фаз.
При взаимодействии границы воды образуется твердая жидкость. При этом поверхность минерала подвергается изменению в результате гидролиза воды, сорбции диполей воды, растворенного в воде кислорода и других факторов. В результате электронейтральность поверхности минерала нарушается. В жидкой фазе могут выходить как ионы так и катионы минералов.
При некоторых условиях из кристаллической решетки минерала выходят в раствор ионы определенного знака. В кристаллической решетке остаются вакансии, при поверхностном слое вышедшие в раствор ионы расположены упорядоченно, так как процесс идет непрерывно, вышедшие в раствор ионы переходят в диффузную часть, располагаясь при этом беспорядочно.
Таким образом формируется двойной электронный слой (ДЭС). Внутреннюю обкладку которой образуют оставшиеся ионы при граничном слое минерала вышедшие в раствор ионы (плотная часть) и диффузная часть.
Внутренняя обкладка состоит из ПОИ (потенциал определенного по величине заряда поверхности), решается вопрос о возможности применения катионных собирателей.
Плотная часть внешней обкладки называется противоположная. При вращении минерала в воде, с ним вместе будет вращаться ионная часть, ионы находятся в ионной части будут отставать.
На плоскости скольжение возникает электрокинетический потенциал, измеряется инструментально. Значение потенциала определяет заряд поверхности минерала.
Двойной электрический слой оказывает большое влияние на смачиваемость минерала, так как образование его внешней обкладки происходит в зоне расположения гидратных слоев, возникающих в результате адсорбции воды поверхностью минерала и обусловливающих его смачиваемость.
В связи с этим необходимо рассмотреть влияние электролитов на термодинамический и электрокинетический потенциалы. Электролиты, не содержащие потенциалопределяющих ионов, сравнительно мало влияют на величину термодинамического потенциала, но могут резко изменять величину дзета-потенциала. Это объясняется тем. что введение электролита такого состава не может сколько-нибудь значительно изменить заряд внутренней обкладки двойного электрического слоя. Величина этого заряда, в конечном счете определяющего величину термодинамического потенциала, сравнительно быстро достигает своего предельного значения. Напротив, величина электрокинетического потенциала зависит главным образом от распределения противоионов между внешней обкладкой и диффузным слоем.
Чем выше концентрация в растворе ионов одинакового знака с противоионами, тем большая доля последних переходит из диффузного слоя во внешнюю обкладку. Ввиду этого величина электрокинетического потенциала будет понижаться. При определенных концентрациях электролита в растворе может произойти практически полный переход противоионов из диффузного слоя в упорядоченную часть внешней обкладки, вследствие чего электрокинетический потенциал станет равным нулю. Такое состояние системы приняты называть изоэлектрическим.