Научная статья на тему 'ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ ЗОЛЯ БРОМИДА СЕРЕБРА И ЕЕ ИЗМЕНЕНИЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ'

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ ЗОЛЯ БРОМИДА СЕРЕБРА И ЕЕ ИЗМЕНЕНИЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
83
10
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЗОЛЬ / БРОМИД СЕРЕБРА / ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ / ЧАСТОТА / ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ / ПОРОГ КОАГУЛЯЦИИ / ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Стась И.Е., Павлова С.С.

Изучено влияние электромагнитного поля (ЭМП) ультравысоких частот на термодинамическую устойчивость 0.02% золя AgBr. Методом турбидиметрии определены пороги медленной и быстрой коагуляции золя при добавлении индифферентного электролита MgSO4, а также установлено чередование зон коагуляции при добавлении неиндифферентного электролита AgNO3 и их изменение в результате воздействия ЭМП на золь. Проведено сравнение эффективности воздействия поля непосредственно на золь и на воду, используемую для его приготовления. Показано, что устойчивость золя к действию электролитов повышается независимо от способа воздействия поля. Определены скорость электрофореза и величина электрокинетического потенциала для облученных и необлученных золей. Установлено их возрастание для облученных золей. В изученном диапазоне частот 30-200 МГц эффект проявляется для частот 90-110 МГц.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим наукам , автор научной работы — Стась И.Е., Павлова С.С.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THERMODYNAMIC STABILITY OF SILVER BROMIDE SOL AND ITS CHANGE AS A RESULT OF EXPOSURE TO AN ELECTROMAGNETIC FIELD. PART 2

The influence of the electromagnetic field (EMF) of ultrahigh frequencies on the thermodynamic stability of 0.02% AgBr sol was studied. The thresholds of slow and rapid coagulation of the sol with the addition of an indifferent electrolyte MgSO4 were determined by the turbidimetry method. The alternation of coagulation zones with the addition of a non-indifferent electrolyte AgNO3 and their change as a result of the effect of EMF on the sol were found. A comparison of the field action efficiency directly on the sol and on the water used for its preparation was made. It was shown that the stability of the sol to the action of electrolytes increases regardless of the method of exposure to the field. The rate of electrophoresis and the value of the electrokinetic potential for irradiated and non-irradiated sols were determined. Their increase was found for irradiated sols. In the studied frequency range of 30-200 MHz, the effect appears for frequencies of 90-110 MHz. The observed phenomenon is due to the weakening of the hydration of the potential-determining Br- ions due to the enhancement of the interaction between water molecules. This type of stability does not depend on the method of exposure to EMF - the change in the parameters of the electric double layer is almost the same both when water is irradiated and when the sol is irradiated. In irradiated water, the sols are also characterized by higher values of light transmission, which may be due to decrease in the solubility of silver bromide and the formation of smaller crystals of the solid phase.

Текст научной работы на тему «ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ ЗОЛЯ БРОМИДА СЕРЕБРА И ЕЕ ИЗМЕНЕНИЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ»

УДК 544.77

Б01: 10.33184/Ьи11ейп-Ъ8и-2021.1.15

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ ЗОЛЯ БРОМИДА СЕРЕБРА И ЕЕ ИЗМЕНЕНИЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ

© И Е. Стась1, С. С. Павлова2*

1 Алтайский государственный университет Россия, Алтайский край, 656049 г. Барнаул, пр. Ленина, 61.

2Югорский государственный университет Россия, Ханты-Мансийский автономный округ - Югра, 628012 г. Ханты-Мансийск, ул. Чехова, 16.

Тел.: +7 (3467) 377 000.

*ЕтаИ: Pavlova_SS@mail.ru

Изучено влияние электромагнитного поля (ЭМП) ультравысоких частот на термодинамическую устойчивость 0.02% золя AgBr. Методом турбидиметрии определены пороги медленной и быстрой коагуляции золя при добавлении индифферентного электролита MgSO4, а также установлено чередование зон коагуляции при добавлении неиндифферентного электролита AgNOз и их изменение в результате воздействия ЭМП на золь. Проведено сравнение эффективности воздействия поля непосредственно на золь и на воду, используемую для его приготовления. Показано, что устойчивость золя к действию электролитов повышается независимо от способа воздействия поля. Определены скорость электрофореза и величина электрокинетического потенциала для облученных и необлученных золей. Установлено их возрастание для облученных золей. В изученном диапазоне частот 30-200 МГц эффект проявляется для частот 90-110 МГц.

Ключевые слова: золь, бромид серебра, электромагнитное поле, частота, термодинамическая устойчивость, порог коагуляции, электрокинетический потенциал.

Введение

Термодинамическая (агрегативная) устойчивость золей определяется как их способность сохранять определенную степень дисперсности [1-2]. Основным фактором термодинамической устойчивости гидрофобных золей является электростатический фактор - чем выше заряд частиц и величина электрокинетического (^-потенциала, тем больше ку-лоновские силы отталкивания одноименно заряженных частиц [3-6]. Другими словами, устойчивость дисперсной системы определяется строением двойного электрического слоя (ДЭС), возникающего на границе раздела твердое тело - раствор в результате специфической адсорбции ионов [7-9]. Адсорбционная способность ионов зависит от их заряда и степени гидратации. Более высокой адсорбируемостью обладают слабо гидратированные ионы [10-14].

Проведенные ранее исследования показали, что вода, подвергшаяся воздействию электромагнитного поля (ЭМП) определенных частот, характеризуется более высокими значениями поверхностного натяжения и теплоты испарения, ухудшается ее смачивающая способность, что свидетельствует об усилении межмолекулярного взаимодействия в водной среде [15-21]. Данная гипотеза подтверждена измерениями электропроводности растворов хлоридов щелочных металлов до и после воздействия ЭМП [22-24]. Установлено ее увеличение в результате воздействия поля, зависящее от природы катиона. Максимальное увеличение электропроводности наблюдалось для растворов ПС1 и №С1 и составляло 13-27% (С = 0.001 моль/л). Известно, что при

переходе от Ы+ к Сб+ наблюдается увеличение подвижности ионов, что обусловлено ослаблением их гидратации (лиотропные ряды Гофмейстера) [11]. Поэтому можно утверждать, что при воздействии ЭМП вследствие усиления диполь-дипольного взаимодействия между молекулами воды ослабляется ион-дипольное взаимодействие (гидратация ионов), что и приводит к увеличению подвижности ионов и их адсорбционной способности. Изменение адсорбционных характеристик ионов было подтверждено в работе [25], в которой методом электрокапиллярных кривых и емкостным методом было установлено изменение параметров ДЭС на границе раздела электрод - электролит. Проведенные исследования позволяют предположить, что строение ДЭС может также изменяться и на поверхности коллоидных частиц.

Косвенно судить о величине заряда частиц дисперсной фазы можно, определяя пороги коагуляции золей. Коагуляцию принято разделять на медленную и быструю. Медленной называют коагуляцию, при которой ее скорость зависит от концентрации электролита - не все столкновения частиц приводят к их слипанию. При быстрой коагуляции все столкновения частиц эффективны и скорость коагуляции не зависит от концентрации электролита. При коагуляции золя происходит слипание частиц дисперсной фазы, что проявляется в снижении его светопропус-кания (увеличении его оптической плотности). Поэтому для определения порогов коагуляции используют метод турбидиметрии [2].

В данной работе изучено влияние электромагнитного поля с варьируемой частотой в диапазоне

30-200 МГц с шагом в 20 МГц на устойчивость золя AgBr с отрицательным зарядом частиц к действию индифферентного MgSO4 и неиндифферентного электролита AgNOз. Проведено сравнение эффективности двух способов воздействия ЭМП - непосредственно на золь, а также на воду, которая затем использовалась для приготовления золя.

Экспериментальная часть

Очистку воды проводили на мембранном дистилляторе ДМЭ-1/Б (удельная электропроводность воды и = 1.0 мкСм/см). Электромагнитную обработку воды осуществляли с помощью генератора ВЧ сигналов Г3-19А (Россия), позволяющего варьировать частоту поля в диапазоне 30-200 МГц. Выходная мощность генератора - 1 Вт, напряжение на ВЧ-электродах - 20-22 В. В работе использована стеклянная ячейка емкостного типа объемом 140 мл с аксиально расположенными электродами.

Золи бромида серебра получали по реакции: AgNOз + КВг = AgBr + КШз

Для приготовления золей к 50 мл необлученной или облученной ЭМП заданной частоты воды добавляли 5 мл 0.1 М раствора КВг (х.ч) и при непрерывном перемешивании постепенно добавляли необходимый для получения 0.02% золя объем 0.1 М раствора AgNO3 (х.ч.). Концентрацию золя рассчитывали, исходя из 100% выхода AgBr. Строение мицеллы в данном случае может быть представлено следующей схемой:

{т[ AgBr]•n Вг--( п - х ) К+}х- х К+.

К свежеприготовленному золю с помощью дозатора порциями по 50 мкл добавляли 0.1 М раствор MgSO4 (х.ч) или 0.1 М раствор AgNOз при перемешивании и определяли светопропускание. Концентрация электролитов была подобрана таким образом, чтобы при их добавлении объем золя существенно не изменялся. Измерения оптической плотности проводили на фотоэлектроколориметре КФК-2 (Россия) при длине волны X = 750 нм и длине кюветы 5.00 см с интервалами в 1 мин после каждого добавления порции электролита.

Порог медленной коагуляции соответствует точке излома на кривой зависимости оптической плотности золя от концентрации электролита-коагулятора. Порог быстрой коагуляции находили по по-

роговому объему электролита, при котором оптическая плотность золя достигает максимального значения, а при дальнейшем его добавлении не изменяется.

Пороги быстрой и медленной коагуляции рассчитывали по уравнению:

л _ Сэл ^эл

V ' "золя

где Кзоля - объем золя, взятого для коагуляции; Сэл -молярная концентрация раствора электролита; Уэл -объем электролита, пошедшего на коагуляцию золя.

Электрофорез золя проводили в и-образной трубке с графитовыми электродами при напряжении 90 В.

Результаты и обсуждение

Проведены исследования по воздействию ЭМП различной частоты на светопропускание 0.02% золей AgBr. Для этого свежеприготовленный золь делили на две части. Одну часть облучали в течение 30 мин ЭМП заданной частоты, другую часть использовали для сравнения. Затем измеряли свето-пропускание (Т, %) облученного и необлученного золей. Статистически значимая разность в светопро-пускании облученного золя и контрольного образца наблюдалась в изученном диапазоне частот только при частотах поля 90, 100 и 110 МГц.

При добавлении к золю раствора MgSO4 реализуется концентрационный механизм коагуляции, заключающийся в сжатии диффузной части ДЭС, что приводит к снижению ^-потенциала, величина которого меньше величины поверхностного ф-потенци-ала, но совпадает с ним по знаку. При данном механизме коагуляции значение ф-потенциала не изменяется. Были определены значения порогов медленной и быстрой коагуляции в различные моменты существования облученного ЭМ полем частотой 100 МГц золя AgBr, а также контрольного образца. Данные представлены в табл. 1 и 2. Со временем происходит постепенное снижение порогов коагуляции как облученного, так и необлученного золя, однако в облученном золе процесс протекает существенно медленнее - изменения наблюдаются только через 2 ч, в то время как в контрольном образце - уже через 30 мин. Кроме того, в облученном золе пороги коагуляции имеют существенно более высокие значения, что свидетельствует о возрастании заряда коллоидных частиц вследствие увеличения адсорбционной способности потенциалопределяющих ионов Br-, что возможно в результате снижения степени их гидратации при облучении золя.

Таблица 1

Пороги медленной коагуляции ум облученных и необлученных золей галогенидов серебра (С = 0.02%)

Время, ч 0 0.5 1.0 1.5 2.0

ум, ммоль/л (f= = 0) 2.2 ± 0.2 2.0 ± 0.3 1.4 ± 0.2 1.4 ± 0.2 1.4 ± 0.2

ум, ммоль/л f= 100 МГц) - 2.5 ± 0.1 2.5 ± 0.1 2.5 ± 0.1 2.0 ± 0.1

Пороги быстрой коагуляции уб облученных и необлученных золей галогенидов серебра (С = 0.02%)

Таблица 2

Время, ч 0 0.5 1.0 1.5 2.0

Уб, ммоль/л (f = = 0) 5.0 ± 0.2 4.5 ± 0.1 4.5 ± 0.1 4.5 ± 0.2 3.5 ± 0.2

Уб, ммоль/л f = 100 МГц) - 5.6 ± 0.2 5.4 ± 0.2 5.5 ± 0.1 5.2 ± 0.1

Таблица 3

Пороги медленной и быстрой коагуляции (у) 0.02% золей AgBr, полученных на облученной электромагнитным полем воде (Г = 30-190МГц, ил = 3 ч)

Частота, МГц 0 30 50 70 90 100 110 130 150 170 190

Ум, ммоль/л 2.2 2.2 2.2 2.3 2.4 2.5 2.5 2.3 2.2 2.2 2.2

Уб, ммоль/л 5.0 5.0 5.1 5.0 5.2 5.6 5.5 5.0 4.9 5.0 5.1

В следующем эксперименте облучению полем различной частоты подвергали воду, которую затем использовали для приготовления золей. Время облучения воды - 3 ч. К свежеприготовленным золям добавляли порциями раствор MgS04 и так же, как в предыдущем эксперименте, определяли пороги медленной и быстрой коагуляции (табл. 3).

В данном случае эффект от воздействия поля проявлялся при тех же частотах, что и в первом эксперименте, и был выражен примерно в той же степени. Это указывает на то, что первичной мишенью воздействия ЭМП является именно вода, а все изменения свойств золей или растворов обусловлены изменением характера и силы взаимодействия ионов с реорганизованной в результате этого воздействия водной средой.

Было изучено влияние неиндифферентного электролита (AgN0з) на устойчивость золей AgBr. В отличие от концентрационного механизма коагуляции, который наблюдается при добавлении к золю индифферентного электролита, и снижение ^-по-тенциала происходит за счет сжатия ДЭС, при нейтрализационном механизме, наблюдаемом при добавлении неиндифферентного электролита, происходит снижение непосредственно поверхностного ф-потенциала, характеризующего заряд частицы, за счет адсорбции потенциалопределяющих ионов (в случае отрицательного заряда частиц - ионов Ag+). Ионы серебра, адсорбируясь на поверхности частиц AgBr, снижают их отрицательный заряд, что облегчает агрегацию частиц. Кроме того, при добавлении к золю раствора AgN0з может происходить перезарядка поверхности AgBr, что проявляется в чередовании зон коагуляции.

Явление чередования зон коагуляции было изучено для золя, приготовленного с использованием воды, подвергшейся воздействию ЭМП частотой 100 МГц. На рис. приставлены кривые изменения светопропускания золя бромида серебра при добавлении 0.1 М раствора AgNOз (раствор добавляли порциями по 50 мкл) к 20 мл золя AgBr. Первоначально частицы золя заряжены отрицательно (ф < 0, £ < 0). Нейтрализации заряда частицы соответствует минимум на кривой (ф = 0, £ = 0). Последующее воз-

растание светопропускания обусловлено перезарядкой поверхности - вследствие сверхэквивалентной адсорбции ионов серебра частицы приобретают положительный заряд (ф > 0, £ > 0). При дальнейшем добавлении раствора AgNOз происходит сжатие диффузной части ДЭС за счет возрастания концентрации противоионов N0^ и окончательная коагуляция золя.

1,0 1,2 1,4

V ДпМП мл

—•— золь АдВг на облученной воде О контрольный образец

Рис. Изменение светопропускания золя бромида серебра (С = 0.02%), приготовленного на необлученной и облученной полем 100 МГц воде, при добавлении 0.1 М раствора AgN0з.

Из сопоставления кривых для контрольного образца и золя, приготовленного с помощью облученной воды (рис.), следует, что нейтрализация заряда частиц для облученной системы наблюдается при более высокой концентрации AgN0з (CAgNoз = 5.5 ммоль/л), что свидетельствует о более высоком заряде частиц золя. Для контрольного образца - CAgNoз = 5.0 ммоль/л. Более высокие значения светопропускания облученной системы обусловлены меньшим размером частиц.

Данные турбидиметрических измерений подтверждены измерением скорости электрофореза, а также расчетом электрофоретической подвижности и ^-потенциала облученных и необлученных золей AgBr (табл. 4). Аналогичные измерения, проведенные для золей, полученных с помощью воды, облученной ЭМП частотой 100 МГц, дали практически такие же результаты: и = (9.7 ± 0.8)-106 м/с; Иэф = (2.6 ± 0.2)-108, м2/сВ; С = (53 ± 4) мВ.

Таблица 4

Скорость электрофореза и, электрофоретическая подвижность Пэф и электрокинетический потенциал ^ необлученного (/ = 0) и облученного ЭМ полем различных частот золей AgBr (С = 0.02%)

Г, МГц 0 90 100 110

И-106, м/с 5.5 ± 0.9 8.0 ± 0.7 10.0 ± 1.0 8.0 ± 1.1

Иэф.108, м2/с- В 1.6 ± 0.2 2.4 ± 0.2 2.9 ± 0.3 2.4 ± 0.3

С, мВ 37 ± 3 48 ± 4 55 ± 4 48 ± 5

0,6

0,8

1,6

1,8

Как следует из представленных данных, золь AgBr можно отнести к слабо заряженным, о чем свидетельствует значение ^-потенциала, лишь незначительно превышающего критическую величину Скрит = 30 мВ. Поэтому в данном золе достаточно быстро протекает процесс спонтанной коагуляции. Более высокие значения электрокинетических параметров для облученных золей по сравнению с контрольными образцами свидетельствуют о более высоком заряде коллоидных частиц, а, следовательно, и более высокой термодинамической устойчивости облученных золей. Увеличение заряда частиц может быть следствием адсорбции на поверхности твердой фазы дополнительного количества потенциалопределяющих ионов Br-. Данный процесс становится возможным вследствие ухудшения смачиваемости поверхности AgBr облученной водой (ослабление гидратации поверхностных ионов кристаллической решетки) и ослабления гидратации ионов брома в растворе (гидратация препятствует адсорбции) вследствие усиления межмолекулярного взаимодействия в водной среде. Однако, если сравнить данные турбидиметрических измерений и электрофореза, можно заметить, что пороги коагуляции изменяются в меньшей степени (1014%), чем ^-потенциал (50%). Можно предположить, что в облученной воде уменьшается также степень гидратации ионов-коагуляторов Mg2+ и Ag+, что увеличивает их коагулирующую способность.

Заключение

На основании проведенных исследований можно сделать вывод, что в результате воздействия ЭМП частотой 100 МГц повышается термодинамическая устойчивость золя AgBr из-за увеличения заряда поверхности твердой фазы, что проявляется в увеличении порогов медленной и быстрой коагуляции и ^-потенциала. Наблюдаемое явление обусловлено ослаблением гидратации потенциалопределя-ющих ионов вследствие усиления взаимодействия между молекулами воды. Кроме того, эффект не зависит от способа воздействия ЭМП - изменение параметров ДЭС практически одинаково как при облучении воды, так и при облучении золя. В облученной воде золи характеризуются также более высокими значениями светопропускания, что может быть следствием уменьшения растворимости AgBr и формирования более мелких кристаллов твердой фазы.

ЛИТЕРАТУРА

1 Улитин М. В., Филиппов Д. В., Лукин. М. В. Физико-химические свойства, устойчивость и коагуляция лиофобных дисперсных систем. Иваново: Иван. гос. хим.-технол. ун-т., 2007. 108 с.

2 Дерягин Б. В. Теория устойчивости коллоидов и тонких пленок. М.: Наука, 1986. 562 с.

3 Гаева Г. Л. Теория образования и роста кристаллических галогенидов серебра // Монография. Л. ЛИКИ, 1985. 100 с.

4 Higashitani K., Iseri H., Okuhara K. et al. Magnetic effects on zeta potential and diffusivity of nonmagnetic colloidal particles // J. Colloid. Interface Sci. 1995. V. 172, No. 2. Pp. 383-388.

5 Духин С. С. Электропроводность и электрокинетические свойства дисперсных систем. Киев: Наукова думка, 1975. 257 с.

6 Ефремов И. Ф. Периодические коллоидные структуры. Л.: Химия, 1971.191 с.

7 Зонтаг Г. Коагуляция и устойчивость дисперсных систем. Л.: «Химия», 1973. 252 с.

8 Савицкая Т. А. Строение двойного электрического слоя, получение и устойчивость дисперсных систем // Коллоидная химия: учеб. пособие. Минск: БГУ, 2013. 76 с.

9 Genz S. T. Double electric layer // J. Electrochemistry, 2003. V. 26, № 3. P. 11-12.

10 Пальчевский В. В. Водные растворы электролитов. Л.: изд-во Ленинградского ун-та, 1984. 176 с.

11 Самойлов О. Я. Структура водных растворов электролитов и гидратация ионов. М.: АН СССР, 1957. 182 с.

12 Шахпаронов М. И. Введение в современную теорию растворов. М.: Высшая школа, 1976. 296 с.

13 Измайлов Н. А. Электрохимия растворов. М.: Химия, 1976. 488 с.

14 Классен В. И. Омагничивание водных систем. М.: Химия, 1982. 296 с.

15 Стась И. Е., Бессонова А. П. Частотная дисперсия физико-химических свойств воды, подвергшейся электромагнитному воздействию // Известия ВУЗов. Химия и химическая технология. 2010. Т. 53. Вып. 4. С. 48-50.

16 Стась И. Е., Бессонова А. П. Влияние электромагнитного воздействия на поверхностное натяжение деионизованной воды // Тез. Докл. ХХ Российской науч. конф. «Проблемы теоретической и эксперимент. Химии». Екатеринбург, 2010. С. 235-236.

17 Стась И. Е., Бессонова А. П., Чиркова В. Ю. Изменение поверхностного натяжения воды и водных растворов бута-нола в результате воздействия электромагнитного поля // Известия АлтГУ. №3(1). 2012. С. 150-153.

18 Стась И. Е., Чиркова В. Ю. Увеличение поверхностного натяжения и теплоты испарения воды как результат воздействия высокочастотного электромагнитного поля // Известия АлтГУ. 2014. №3(2). С. 187-190.

19 Стась И. Е., Чиркова В. Ю. Скорость испарения воды, спиртов C3-C5 и их растворов, подвергшихся электромагнитной обработке // Вестник ВГУ. Серия: Физика. Математика. 2016. №4. С. 60-71.

20 Чиркова В. Ю., Шарлаева Е. А., Стась И. Е. Изменение когези-онных и адгезионных характеристик воды как результат электромагнитного воздействия // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология, 2019. Т. 9. №2(29). С. 222-231.

21 Чиркова В. Ю., Стась И. Е. Скорость испарения воды, спиртов С2 - С5 и их растворов, подвергшихся электромагнитной обработке // Вестник Воронежского госуниверситета. Серия: Физика. Математика, 2016. №4. С. 60-71.

22 Гердт А. П., Стась И. Е., Аксенова Н. В. Влияние высокочастотного электромагнитного поля на свойства растворов хлоридов щелочных металлов // Известия АлтГУ. 2010. №3-2(67). С. 141-145.

23 Стась И. Е., Чиркова В. Ю., Штоббе И. А. Физико-химические процессы в электромагнитном поле ультравысоких частот / Изд-во АлтГУ. Барнаул, 2015. 114 с.

24 Stas'I. E., Chirkova V. Yu., Shtobbe I. A. Experimental study of the electrical conductivity of water, dilute aqueous solutions of alkali metal chlorides and alcohols under the electromagnetic field influence // Bulletin of the Karaganda university. Chemis-tryseries, 2018. No. 2(91). Pp. 71-78.

25 Гердт А. П., Стась И. Е. Влияние электромагнитного поля на строение границы раздела ртутно-пленочный электрод -раствор хлорида щелочного металла // Мат-лы XII Всерос. научно-практ. конф. «Химия и хим. технология в XXI веке». Т. 1. Томск, 2011. С. 258-259.

Поступила в редакцию 05.06.2021 г.

DOI: 10.33184/bulletin-bsu-2022.1.15

THERMODYNAMIC STABILITY OF SILVER BROMIDE SOL AND ITS CHANGE AS A RESULT OF EXPOSURE TO AN ELECTROMAGNETIC FIELD. PART 2

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

© I. E. Stas'1, S. S. Pavlova2*

1Altai State University 61 Lenin Avenue, 656049 Barnaul, Russia.

2Yugra State University 16 Chekhov Street, 628012 Khanty-Mansiysk, Russia.

Phone: +7 (3467) 37 70 00.

*Email: pavlova_ss@mail.ru

The influence of the electromagnetic field (EMF) of ultrahigh frequencies on the thermodynamic stability of 0.02% AgBr sol was studied. The thresholds of slow and rapid coagulation of the sol with the addition of an indifferent electrolyte MgSO4 were determined by the turbidimetry method. The alternation of coagulation zones with the addition of a nonindifferent electrolyte AgNO3 and their change as a result of the effect of EMF on the sol were found. A comparison of the field action efficiency directly on the sol and on the water used for its preparation was made. It was shown that the stability of the sol to the action of electrolytes increases regardless of the method of exposure to the field. The rate of electrophoresis and the value of the electrokinetic potential for irradiated and non-irradiated sols were determined. Their increase was found for irradiated sols. In the studied frequency range of 30-200 MHz, the effect appears for frequencies of 90-110 MHz. The observed phenomenon is due to the weakening of the hydration of the potential-determining Br- ions due to the enhancement of the interaction between water molecules. This type of stability does not depend on the method of exposure to EMF - the change in the parameters of the electric double layer is almost the same both when water is irradiated and when the sol is irradiated. In irradiated water, the sols are also characterized by higher values of light transmission, which may be due to decrease in the solubility of silver bromide and the formation of smaller crystals of the solid phase.

Keywords: sol, silver bromide, electromagnetic field, frequency, thermodynamic stability, coagulation threshold, electrokinetic potential.

Published in Russian. Do not hesitate to contact us at bulletin_bsu@mail.ru if you need translation of the article.

REFERENCES

1. Ulitin M. V., Filippov D. V., Lukin. M. V. Fiziko-khimicheskie svoistva, ustoichivost' i koagulyatsiya liofobnykh dispersnykh sistem [Physicochemical properties, stability and coagulation of lyophobic disperse systems]. Ivanovo: Ivan. gos. khim.-tekhnol. un-t., 2007.

2. Deryagin B. V. Teoriya ustoichivosti kolloidov i tonkikh plenok [The theory of stability of colloids and thin films]. Moscow: Nauka, 1986.

3. Gaeva G. L. Monografiya. L. LIKI, 1985.

4. Higashitani K., Iseri H., Okuhara K. et al. Magnetic effects on zeta potential and diffusivity of nonmagnetic colloidal particles. J. Colloid. Interface Sci. 1995. Vol. 172, No. 2. Pp. 383-388.

5. Dukhin S. S. Elektroprovodnost' i elektrokineticheskie svoistva dispersnykh sistem [Electrical conductivity and electrokinetic properties of dispersed systems]. Kiev: Naukova dumka, 1975.

6. Efremov I. F. Periodicheskie kolloidnye struktury [Periodic colloidal structures]. Leningrad: Khimiya, 1971.

7. Sontag G. Koagulyatsiya i ustoichivost' dispersnykh system [Coagulation and stability of dispersed systems]. Leningrad: «Khimiya», 1973.

8. Savitskaya T. A. Kolloidnaya khimiya: ucheb. posobie. Minsk: BGU, 2013.

9. Genz S. T. J. Electrochemistry, 2003. Vol. 26, No. 3. Pp. 11-12.

10. Pal'chevskii V. V. Vodnye rastvory elektrolitov [Aqueous solutions of electrolytes]. Leningrad: izd-vo Leningradskogo un-ta, 1984.

11. Samoilov O. Ya. Struktura vodnykh rastvorov elektrolitov i gidratatsiya ionov [Structure of aqueous solutions of electrolytes and hydration of ions]. Moscow: AN SSSR, 1957.

12. Shakhparonov M. I. Vvedenie v sovremennuyu teoriyu rastvorov [Introduction to modern solution theory]. Moscow: Vysshaya shkola, 1976.

ISSN 1998-4812

BecTHHK EamKHpcKoro yHHBepcHTeTa. 2021. T. 27. №1

97

13. Izmailov N. A. Elektrokhimiya rastvorov [Electrochemistry of solutions]. Moscow: Khimiya, 1976.

14. Klassen V. I. Omagnichivanie vodnykh sistem [Magnetization of water systems]. Moscow: Khimiya, 1982.

15. Stas' I. E., Bessonova A. P. Izvestiya VUZov. Khimiya i khimicheskaya tekhnologiya. 2010. Vol. 53. No. 4. Pp. 48-50.

16. Stas' I. E., Bessonova A. P. Tez. Dokl. XX Rossiiskoi nauch. konf. «Problemy teoreticheskoi i eksperiment. Khimii». Ekaterinburg, 2010. Pp. 235-236.

17. Stas' I. E., Bessonova A. P., Chirkova V. Yu. Izvestiya AltGU. No. 3(1). 2012. Pp. 150-153.

18. Stas' I. E., Chirkova V. Yu. Izvestiya AltGU. 2014. No. 3(2). Pp. 187-190.

19. Stas' I. E., Chirkova V. Yu. Vestnik VGU. Seriya: Fizika. Matematika. 2016. No. 4. Pp. 60-71.

20. Chirkova V. Yu., Sharlaeva E. A., Stas' I. E. Izvestiya vuzov. Prikladnaya khimiya i biotekhnologiya, 2019. Vol. 9. No. 2(29). Pp. 222231.

21. Chirkova V. Yu., Stas' I. E. Vestnik Voronezhskogo gosuniversiteta. Seriya: Fizika. Matematika, 2016. No. 4. Pp. 60-71.

22. Gerdt A. P., Stas' I. E., Aksenova N. V. Izvestiya AltGU. 2010. No. 3-2(67). Pp. 141-145.

23. Stas' I. E., Chirkova V. Yu., Shtobbe I. A. Fiziko-khimicheskie protsessy v elektromagnitnom pole ul'travysokikh chastot [Physicochem-ical processes in the electromagnetic field of ultrahigh frequencies] / Izd-vo AltGU. Barnaul, 2015.

24. Stas'I. E., Chirkova V. Yu., Shtobbe I. A. Bulletin of the Karaganda university. Chemistryseries, 2018. No. 2(91). Pp. 71-78.

25. Gerdt A. P., Stas' I. E. Mat-ly XII Vseros. nauchno-prakt. konf. «Khimiya i khim. tekhnologiya v XXI veke». Vol. 1. Tomsk, 2011. Pp. 258-259.

Received 05.06.2021.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.