ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теория устойчивости гидрофобных коллоидов ДЛФО из "Курс коллоидной химии" Современная теория устойчивости, развитая Дерягиным (1937 г.) совместно с -Ландау, получила всеобщее признание. В этой теории электрические силы представлены не одним, а двумя независимыми параметрами. Несколько позже теоретическая разработка, почти аналогичная и приводящая к тем же результатам, была осуществлена независимым путем Фервеем и Овербеком. Поэтому современная теория устойчивости носит имя указанных ученых и известна в литературе как теория ДЛФО (о1У0). [c.240] В классическом варианте теория рассматривает процесс коагуляции как результат совместного действия вандерваальсовых сил притяжения и электростатических сил отталкивания между частицами. В зависимости от баланса этих сил в тонкой прослойке жидкости между сближающимися телами возникает либо положительное расклинивающее давление, препятствующее их соединению, либо о пицательное, приводящее к утончению прослойки и образованию контакта между частицами. [c.240] Рассмотрим, согласно Дерягину, количественную интерпретацию сил отталкивания, на основе расклинивающего давления для наиболее простой модели — плоской поверхности, применимой к случаю не слишком малых частиц . Пусть две бесконечно большие параллельные, одинаковые пластины сближаются в растворе электролита, сообщающемся с резервуаром (рис. XIII. 4). Если двойные слои перекрываются, то ни один из них не достигает полного развития и, следовательно, потенциал г (ж) между пластинами нигде не достигает нулевого значения, отвечающего раствору в резервуаре. Минимальное его значение г] будет, по соображениям симметрии, посередине на расстоянии к == Я/2 от каждой поверхности. Таким образом, при х — Н й- /йх = Ь. [c.240] Уравнение (XIII. 14) выражает работу, необходимую для перенесения двух пластин из бесконечности на расстояние h от пло- скости симметрии. [c.241] Перейдем теперь к рассмотрению сил притяжения и связанной с ними компоненты энергии взаимодействия Ua- Наиболее универсальны силы Лондона — Ван-дер-Ваальса, так как они действуют между молекулами независимо от их полярности. Для ансамбля частиц только они аддитивно складываются, тогда как ориентационный и индукционный эффекты отдельных молекул в значительной степени взаимно компенсируются. [c.242] Константа А i 10- 2 эрг и вычисляют ее квантово-статистическим путем. Она слагается из отдельных констант, характеризующих когезионное и адгезионное взаимодействие [21, с. 52 22, с. 30], Таким образом, притяжение сравнительно медленно ослабевает с расстоянием, чем и объясняется большой радиус действия сил Лондона — Ван-дер-Ваальса в элементарных актах взаимодействия коллоидных частиц . [c.242] На больших расстояниях также преобладает притяжение, поскольку степенная функция убывает значительно медленнее, чем экспонента. [c.243] На средних расстояниях может преобладать отталкивание при малых к (т. е. в разбавленных растворах) и больших и 7. [c.243] Возможность сближения частиц в элементарном акте определяется высотой барьера и глубиной ям. Рассмотрим следующие типичные случаи. [c.243] Элементарный акт коагуляции происходит, таким образом, в результате ближнего взаимодействия частиц, при достаточной глубине первого минимума. [c.243] Такие системы неустойчивы и коагуляция идет в большинстве случаев необратимо, поскольку глубина первого минимума обычно много больше кТ. Снижение высоты барьера, согласно (XIII. 16), может быть вызвано либо увеличением сих, либо уменьшением ф1 в результате специфической адсорбции . Поэтому можно говорить о двух видах коагуляции — концентрационной и адсорбционной. Влияние X и г на потенциальные кривые показано на рис. XIII. 6. Отметим, что глубина второго минимума увеличивается с ростом с. [c.243] При этом устанавливается своеобразная гибкая связь — две частицы не могут ни разойтись, ни приблизиться вплотную и продолжают существовать в виде пары , совершающей совместное броуновское движение, а также колебания вдоль связи с переходом на высшие уровни в пологой потенциальной яме. К этой паре могут присоединяться (также на дальних расстояниях) другие частицы с образованием тройников и более сложных структур частицы. связанные на столь больших расстояниях, приобретают фа зовую устойчивость и система в целом сохраняет свою дисперсность и величину So (при ближнем взаимодействии частицы pa стаются, а это ведет к уменьшению So и Fs). [c.244] Эта идея получает в настоящее время все большее подтверждение, и круг явлений, охватываемых ею, непрерывно расширяется. Расчеты Ефремова и Нерпина показывают, что с увеличением числа частиц в агрегате глубина второго минимума увеличивается, способствуя, таким образом, протеканию коллективных взаимодействий. Установлено также, что во многих случаях образуются периодические коллоидные структуры (ПКС)., ква-зикристаллические образования, обладающие дальним порядком они могут служить не только моделями, но и реальной основой для организованных биологических структур (см. гл. XIV). [c.245] Рассмотренный классический вариант теории Дерягина — Ландау, описывающий взаимодействие плоских пластин, является первым приближением. Дальнейшее развитие этой теории привело к более сложным, но в принципе сходным выражениям для взаимодействия между сферическими частицами [21, с. 28 22, с. 42]. [c.245] Муллер В. М. — В кн. Исследования в области поверхностных сил. М. Наука, 1967, с. 270—277. [c.245] Таким образом, при с = с максимум потенциальной энергии системы достигается при сближении пластин на расстояние, равное удвоенной толщин диффузного слоя. [c.246] Выражение (XIII. 20) представляет собой закон шестой степени Дерягина, устанавливающий зависимость порога коагуляции или коагулирующей способности Ук = 1/ск) от заряда иона. Из (XIII. 20) следует, что значения Ук для одно-, дву- и трехзарядных противоионов относятся между собой как 1 64 729, в хорошем согласии с правилом Шульце — Гарди. [c.246] Вернуться к основной статье