Коллоидная система состоит из дисперсионной фазы — мицелл и дисперсной среды — воды. Основной частью мицеллы является агрегат состоящий из атомов, ионов или молекул, как правило малорастворимого в воде химического соединения. На поверхности такого агрегата, получившего название ядро, фиксируются ионы стабилизатора, которые определяют знак и величину термодинамического потенциала (потенциалопределяющие ионы). Вокруг ядра располагается часть противоионов стабилизатора - адсорбционный слой. Ядро вместе с адсорбционным слоем противоионов составляет коллоидную частицу, заряд которой соответствует знаку заряда потенциалопределяющих ионов.
Коллоидные частицы могут иметь различную форму в зависимости от их химического состава: ленточную, пластинчатую, а иногда — палочек. По своим размерам мицеллы значительно больше обычных молекул. Так, например, молекула воды имеет диаметр 0,27 нм, а средний диаметр коллоидной частицы Ре(ОН)3 составляет 20—40 нм при толщине пластинки 4 им. Каждая такая частица состоит из 400—500 молекул Fе(ОН)3. Коллоидная частица золота имеет около миллиона атомов этого элемента.
Мицелла имеет сложное строение. Проиллюстрируем это на примере строения мицеллы гидроксида железа. Оно имеет следующий вид (рис. 5.10). Химическая формула мицеллы может быть изображена следующим образом:
Нерастворимое в воде ядро мицеллы содержит т 400—500 молекул Fе(ОН)3. Ионным стабилизатором служит электролит FеОСl, который в интермицеллярной жидкости обратимо диссоциирует по уравнению:
Катионы FеО+ избирательно адсорбируются на поверхности коллоидного ядра, заряжая его положительно. Поэтому указанные ионы называются потенциалопределяющими. Если адсорбировать п ионов FеО+, то в растворе находятся и п анионов С1~. Последние имеют знак заряда, противоположный потенциалопределяющим ионам и называются противоионами. Таким образом, на поверхности раздела фаз «коллоидная частица — интермицеллярная жидкость» образуется двойной электрический слой (рис. 5.11).
Гидратированные анионы С1- в жидкой фазе находятся под воздействием двух взаимно противоположных сил: электростатических, стягивающих мицеллу, и диффузионных, стремящихся рассеять анионы. В результате совместного действия этих сил состояние отдельных анионов оказывается неодинаковым. Часть из них, обозначенная через х, образует диффузный слой — ионную атмосферу мицеллы.
Это — так называемые, свободные противоионы. Другая часть противоионов, равная (л - х), более или менее прочно связана с потенциалопределяющими ионами (6), с которым она на поверхности ядра создает плотный адсорбционный слой. Они называются связанными противоионами. Ионы диффузного слоя непрерывно обмениваются с одноименными ионами адсорбционного слоя, поэтому они называются также обменными. Здесь устанавливается подвижное равновесие, зависящее от состава интермицеллярной жидкости, температуры и других условий.
На границе подвижного и неподвижного слоев возникает разность потенциалов, которую называют электрокинетическим потенциалом или дзетапотенциалом. Следовательно, электрокинетический потенциал является разностью потенциалов на границе неподвижного (адсорбционного) слоя жидкого и подвижного (диффузионного). Между твердой фазой и жидкостью возникает разность потенциалов — термодинамический потенциал (ф), определяемый плотностью зарядов потенциал определяющих ионов на единице поверхности. По мере удаления от поверхности твердой фазы термодинамический потенциал уменьшается. В адсорбционном слое от уменьшается по прямой (рис. 5.12), как в плоском конденсаторе. В диффузионном слое снижение потенциала происходит по кривой, так как противоионы в нем распределены неравномерно.
Электрокинетический потенциал является частью термодинамического и поэтому всегда меньше его и определяется числом противоионов диффузионного слоя. Если по каким ионов из него переходит за границу скольжения в адсорбционный слой. Термодинамический потенциал при этом не изменится, а электрокинетический — уменьшится (рис, 5.13). Чем меньше толщина диффузионного слоя, тем больше противоионов этого слоя перейдет за границу скольжения и тем меньше будет значение электрокинетического потенциала. 
При броуновском движении частицы коллоидных систем могут сталкиваться друг с другом и образовывать крупные агрегаты, что приводит к нарушению их агрегативной устойчивости. Поскольку крупные агрегаты при этом теряют способность к свободному распределению по всему объему системы, то она утрачивает и кинетическую устойчивость, что приводит к разрушению коллоидной системы. В этом случае частицы дисперсной фазы будут оседать иливсплывать.
Для коллоидных систем с водной дисперсионной средой (гидрозолей) установлена связь между агрегативной устойчивостью и скоростью электрофореза. Чем золь более устойчив, тем у него выше скорость электрофореза. Электрофорез, с свою очередь, обусловлен существованием двойного ионного слоя мицеллы, и скорость его пропорциональна электрокинетическому потенциалу. Следовательно, агрегативная устойчивость гидрозолей связана с двойным электрическим слоем и силы отталкивания, возникающие между мицеллами, имеют электрическую природу.
При сближении двух мицелл сначала взаимодействуют ионы диффузионных слоев (рис. 5.14). Так как они одноименно заряжены и достаточно подвижны, то, отталкиваясь друг от друга, диффузионные слои будут деформироваться, «стекая» на противоположные стороны. При дальнейшем сближении мицеллы уже взаимодействуют друг с другом не диффузионными слоями, а одноименно заряженными частицами, заряд которых равен электрокинетическому потенциалу. Чем больше электрокинетический потенциал, тем больше силы отталкивания и, следовательно, тем выше агрегативная устойчивость золя.
Коагуляцией называется процесс соединения коллоидных частиц в крупные агрегаты с последующей потерей кинетической устойчивости коллоидной системы. Нарушение агрегативной устойчивости в коллоидных растворах происходит в тех случаях, когда силы притяжения у отталкивающихся друг от друга частиц больше, чем силы электростатического отталкивания ионных слоев. Коагуляцию коллоидных растворов можно вызвать нагреванием, замораживанием, интенсивным перемешиванием, а также добавлением различных электролитов. Вес эти воздействия, различные по своей природе, или уменьшают силы отталкивания, или увеличивают силы притяжения.
При нагревании возрастает кинетическая энергия коллоидных частиц, увеличивается скорость их движения, и силы электростатического отталкивания уже не могут препятствовать агрегатированию мицелл.
Добавление электролитов к коллоидному раствору приводит к снижению электрокинетического потенциала. Этот процесс характеризуется определенными закономерностями, которые можно объединить в следующие общие правила. Во-первых, все электролиты вызывают коагуляцию коллоидных растворов при увеличении концентрации до некоторого значения. Минимальная концентрация электролита, вызывающая коагуляцию коллоидного раствора, называется порогом коагуляции. Во-вторых, коагулирующим действием обладает не весь электролит, а только тот его ион, который имеет заряд, одноименный с зарядом противоионов мицеллы. В-третьих, коагулирующая способность иона зависит от его заряда: ионы с большим зарядом вызывают коагуляцию при гораздо меньших концентрациях, чем ионы с более низким. Если принять коагулирующую способность однозарядного иона за единицу, то коагулирующая способность двухзарядного иона будет больше в несколько десятков раз, а трехзарядного — в несколько сот раз. В четвертых, коагулирующая способность ионов одинакового заряда возрастает с увеличением радиуса нона. Ионы органических соединений всегда обладают более высокой коагулирующей способностью. Наконец, при увеличении концентрации электролита в растворе уменьшается электрокинетический потенциал, а коагуляция наступает при его определенном значении - критическом потенциале. В большинстве случаев критический потенциал равен 0,03 В.
Различают два вида коагуляции растворов электролитами — концентрационную и нейтрализационную. Концентрационная коагуляция наблюдается при увеличении концентрации электролита, не вступающего в химическое взаимодействие с компонентами коллоидного раствора. Такие электролиты называются индифферентными. Они не должны иметь ионов, способных достраивать кристаллическую решетку ядра и вступать в реакцию с потенциалопределяющими ионами. При увеличении концентрации индифферентного электролита диффузный слой противоионов мицеллы сжимается, переходя в адсорбционный слой. В результате электрокинетический потенциал уменьшается и может стать равным нулю (см. рис. 5.14). Такое состояние коллоидной системы называется изоэлектрическим. С уменьшением электрокинетического потенциала агрегативная устойчивость коллоидного раствора снижается, и при критическом значении дзеттапотенциала начинается коагуляция. Термодинамический потенциал при этом не изменяется.