Zpracované otázky - CHEMIJE

Náboj koloidní částice závisí na podmínkách vzniku koloidního solu. Hydrolýzou hlinitých a železitých solí jsou koloidní částice ALl(OH)3 Fe(OH)3 nabity kladně, jak je uvedeno výše. Naproti tomu jsou koloidní částice vzniklé hydrolýzou hlinitanů nabity záporně (vnitřní iontová vrstva). Vnější iontovou vrstvu tvoří v tomto případě kationty, např. Na+, Ca2+ aj.

Elektrická dvojvrstva může vzniknout nejen adsorpcí iontů při vzniku hydrofobní koloidní částice, ale i disociací vysokomolekulárních látek. Mnohé látky (jílového charakteru) vyplavované z půdy do povrchových vod nesou záporný elektrický náboj, vzniklý disociací jejich makromolekul. Záporné elektrické náboje nesou i huminové látky. Jsou to složité organické sloučeniny vznikající humifikačním procesem v půdě, z níž jsou vyplavovány do povrchových vod, kde představují hlavní podíl organického znečištění.

30. Přehled metod destabilizace koloidních solů

Pro čištění vody koagulací je důležité přivést koloidní disperzi hydrolyzovaného koagulantu k agregaci do větších částic, které lze oddělit od vody sedimentací nebo filtrací. Tento proces je podmíněn destabilizací koloidní disperze.

Destabilizace pomocí solů nabitých opačným nábojem

V koloidní disperzi se částice s opačným nábojem přitahují, což snižuje stabilitu systému a dochází k agregaci těchto částic. Přitom částice ztrácejí svůj náboj a shlukují se do větších celků. Proto přítomnost záporně nabitých koloidních částic přítomných v povrchové vodě přispívá ke koagulaci kladně nabitých hydroxidů Al(OH)3 příp. Fe(OH)3. Spolu s látkami obsaženými ve vodě tvoří tyto hydroxidy shluky, přesahující svojí velikostí koloidní disperzi. V čisté vodě (destilované) probíhá proces koagulace Al(OH)3, příp. Fe(OH)3 mnohem obtížněji než ve vodě povrchové.

Účinnost závisí na hodnotě pH roztoku i na použitém koagulantu. Dobře sedimentující vločky Fe(OH)3 se tvoří v poměrně širokém rozmezí pH od 4 do 11. Rozsah vhodného pH při tvorbě hydroxidu hlinitého je užší. Srážení začíná při vyšším pH než srážení Fe(OH)3 a pH příliš vysokém se rozpouští za vzniku hlinitanů.

Všeobecně platí, že látky kyselého charakteru se koagulací odstraňují lépe nižším pH, kdežto látky zásadité povahy se odstraňují lépe v prostředí o pH vyšším.

Na principu destabilizace koloidních hydroxidů opačně nabitým solem spočívá působení aktivovaného hydrosolu oxidu křemičitého, který se připravuje působením kyseliny (H2SO4, HCI) na vodní sklo (křemičitan sodný):

Na2Si2O5 + 2 H+ = 2 Na+ + 2 SiO2 + H2O
Koagulační účinek hydratovaného oxidu křemičitého spočívá v záporném náboji jeho koloidních částic. Přispívá tedy ke koagulaci kladně nabitých koloidních disperzí. Vločky hydroxidu hlinitého, příp. železitého v jeho přítomnosti snadněji koagulují a lépe se usazují. Koagulace probíhá i nižších teplotách, rozšiřuje se oblast pH při srážení a snižují se dávky primárního koagulantu. Dávky kyseliny křemičité, vyjádřené jako SiO2 bývají I až 15 mg.l-1, molární poměr SiO2 : má být menší než 1:2. V některých případech se při dávkování oxidu křemičitého tvoří vločky mazlavé konsistence, ucpávající filtry. V tomto případě je vhodné použít k filtraci hrubší písek. Dávkování kyseliny křemičité se doporučuje zvláště při technologii úpravy vločkovým mrakem. Pro podobný účel bývá používán také bentonit, což je křemičitan hlinitý Al2O3.4SiO2.nH20.