Вот такой вопрос. Имеется кривая титрования суспензии глины (каолина) растворами щёлочи и кислоты (соответственно ветвь с pH>7 и pH<7). Параллельно таким же образом оттитрован фоновый раствор - 0,1 нитрат натрия. И вот вопрос - как по этим данным построить зависимость поверхностного заряда от pH?
Я понимаю, что нужно считать на основе принципа электронейтральности. Но либо я что-то путаю со знаками, либо делаю ещё что-то не так, но результаты получаются неадекватными.
Посоветуйте, пожалуйста!
Вычисление поверхностного заряда
Ну, прежде всего необходимо знать удельную поверхность.
После попарного вычитания кривых Вы должны получить по идее 2 точки эквивалентности - в кислой и щелочной области. Им соответствуют константы ионизации кислот -SiO-H и -AlO-H (сольются, по всей видимости) и основания -Al-OH. Если считать, что заряд обусловлен только этими ионизированными группами (что далеко не всегда верно), то из количества добавленной щелочи/кислоты узнаем, сколько ушло на нейтрализацию одной группы (это будет примерно количество ионизированных групп одного типа). Вместе с рассчитанным вкладом зарядов от ионизации другой (из их общего количества и константы) это и можно будет считать общим зарядом всей поверхности.
После попарного вычитания кривых Вы должны получить по идее 2 точки эквивалентности - в кислой и щелочной области. Им соответствуют константы ионизации кислот -SiO-H и -AlO-H (сольются, по всей видимости) и основания -Al-OH. Если считать, что заряд обусловлен только этими ионизированными группами (что далеко не всегда верно), то из количества добавленной щелочи/кислоты узнаем, сколько ушло на нейтрализацию одной группы (это будет примерно количество ионизированных групп одного типа). Вместе с рассчитанным вкладом зарядов от ионизации другой (из их общего количества и константы) это и можно будет считать общим зарядом всей поверхности.
то есть, я так понимаю, прежде всего нужно определить константы диссоциации и концентрацию групп?
В статье с методикой, которой я пользовался, строили три кривые титрования при разных ионных силах. И точку пересечения этих кривых (ну или разностей между титрованием фона и каолинита) принимали за pH нулевого заряда (3,2 в данном случае). После этого шкалу по оси икс (ммоль H+/м^2) сдвигали так, чтобы ноль оказался при pH 3,2. В результе при pH>3,2 заряд поверхности отрицательный, а правее - положительный. Я не очень понимаю физический смысл этих манипуляций. Кто-нибудь может объяснить?
В статье с методикой, которой я пользовался, строили три кривые титрования при разных ионных силах. И точку пересечения этих кривых (ну или разностей между титрованием фона и каолинита) принимали за pH нулевого заряда (3,2 в данном случае). После этого шкалу по оси икс (ммоль H+/м^2) сдвигали так, чтобы ноль оказался при pH 3,2. В результе при pH>3,2 заряд поверхности отрицательный, а правее - положительный. Я не очень понимаю физический смысл этих манипуляций. Кто-нибудь может объяснить?
Полагаю, что на границе раздела может идти не только хемосорбция протонов (нейтрализация RO-групп), но и физическая адсорбция. Поэтому интерпретация "точки эквивалентности" будет затруднена, и правильнее будет сводить процессы просто к взаимодействию зарядов. В точке нулевого заряда диффузная часть ДС будет отсутствовать и поверхность каолинита не будет вносить никакого вклада в изменение рН фона (то, что реально измеряет рН-метр). Стало быть, разности кривых при всех ионных силах будут пересекаться в нуле (т.н.з.). Заодно таким образом можно избавиться от необходимости вносить поправку на положительно заряженные группы поверхности.
Ну, а все остальное довольно очевидно.
Ну, а все остальное довольно очевидно.
Кто сейчас на конференции
Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 12 гостей