Правило Шульце — Гарді

Визначення

Правило Шульце — Гарді стверджує, що критична концентрація коагуляції (ККК), тобто найменша концентрація електроліту, необхідна для коагуляції золю, сильно залежить від валентності протийонів (йонів протилежного знака до колоїдних частинок).

Експериментальне підґрунтя

Це правило було емпірично встановлено німецькими хіміками Генріхом Шульце та Вільгельмом Гарді у 1857 році. Вони спостерігали, що для коагуляції золю негативно зарядженого золотого золю (Au^—) необхідні набагато нижчі концентрації електролітів з високовалентними катіонами (наприклад, Al³⁺) порівняно з низьковалентними катіонами (наприклад, Na⁺).

Механізм

Згідно з правилом Шульце — Гарді, коагуляційна здатність електроліту визначається:

• Валентністю протийонів: Катіони з більшою валентністю, такі як Al³⁺, мають більшу здатність нейтралізувати заряд колоїдних частинок, сприяючи їхній коагуляції. Це пов'язано з тим, що кожен високозаряджений катіон може взаємодіяти з більшою кількістю колоїдних частинок, нейтралізуючи їхній заряд і зменшуючи відштовхування між ними.
• Зарядом колоїдних частинок: Електроліти мають вищу коагуляційну здатність для колоїдів з протилежним зарядом. Наприклад, катіони будуть більш ефективними для коагуляції негативно заряджених колоїдів, ніж для коагуляції позитивно заряджених колоїдів.

Практичне застосування

Правило Шульце — Гарді широко використовується в різноманітних практичних застосуваннях, зокрема:

• Очищення стічних вод: Коагуляція застосовується для видалення колоїдних домішок зі стічних вод. Вибір конкретного електроліту для коагуляції залежить від валентності протийонів, а також від заряду забруднювальних речовин.
• Паперова промисловість: Коагулянти використовують для обробки волокон целюлози, щоб поліпшити їхню взаємодію та зміцнити папір. Вибір електроліту впливає на властивості кінцевого паперу.
• Фармацевтична промисловість: Коагуляція застосовується для стабілізації та доставки ліків у лікарських формах. Вибір електроліту для коагуляції може впливати на швидкість вивільнення лікарського засобу.

Правило Шульце — Гарді є важливим принципом коагуляції, який допомагає зрозуміти, як валентність протийонів впливає на критичну концентрацію коагуляції. Це правило має численні практичні застосування в різних галузях промисловості.

Часті запитання

1. Що таке критична концентрація коагуляції?
   • Найменша концентрація електроліту, необхідна для коагуляції золю.
2. Чому валентність протийонів впливає на ККК?
   • Високовалентні протийони мають більшу здатність нейтралізувати заряд колоїдних частинок.
3. Який зв'язок між зарядом колоїдних частинок та коагуляційною здатністю електролітів?
   • Електроліти більш ефективні для коагуляції колоїдів з протилежним зарядом.
4. Які практичні застосування правила Шульце — Гарді?
   • Очищення стічних вод, паперова промисловість та фармацевтичне виробництво.
5. Хто встановив правило Шульце — Гарді?
   • Генріх Шульце та Вільгельм Гарді.