Własności elektryczne koloidów. Koagulacja

Roztwory koloidowe są układami w stanie równowagi nietrwałej. Dzięki silnemu rozwinięciu powierzchni rozdziału między fazami mają one w porównaniu z układami makroskopowo niejednolitymi pewien nadmiar energii powierzchniowej. Wskutek tego układy rozproszone powinny dążyć do zmniejszenia powierzchni rozdziału drogą łączenia się cząstek, czyli drogą koagulacji. Jeśli jednak roztwory koloidowe są na tyle trwałe, że mogą być przechowywane niekiedy przez czas bardzo długi bez dostrzegalnych zmian, to sądzić należy, że działają tu jakieś szczególne czynniki stabilizujące. Jednym z tych czynników jest ładunek elektryczny, jakim obdarzone są zwykle cząstki fazy rozproszonej. Przekonać się o tym łatwo, wytwarzając w roztworze koloidowym pole elektryczne. Rozpoczyna się wówczas wędrówka cząstek w kierunku elektrody o znaku przeciwnym znakowi ładunku cząstek. Zjawisko to, zwane, kalajorezą lub elektroforezą, jest zupełnym odpowiednikiem zjawiska elektrolizy w roztworach elektrolitów.

Elektroforeza występuje szczególnie wyraźnie, gdy roztwór koloidowy jest zabarwiony, jak np. brunatnożołty zol tlenku żelazowego. Dla zademonstrowania jej posługiwać się można rurką w kształcie litery U (rys. 31). Dolną część rurki napełnia się badanym roztworem koloidowym, na którego powierzchnię do obu kolan nalewa się ostrożnie wody, tak aby zabarwiona warstwa zolu wyraźnie odcinała się od bezbarwnej cieczy. Elektrody zanurza się w warstwie wodnej. Po wytworzeniu między nimi dostatecznie wysokiego napięcia, koniecznego do pokonania dość znacznego oporu, można zauważyć po pewnym czasie, że warstwa zabarwiona podniesie się w kolanie zawierającym elektrodę ujemną, a obniży w kolanie anodowym. Wynika stąd, że cząstki zolu tlenku żelazowego obdarzone są ładunkiem dodatnim. Po zetknięciu się cząstek z elektrodą o przeciwnym znaku ładunek ich zostaje zobojętniony i następuje koagulacja.