ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Процесс коагуляции. Теория Смолуховского из "Учение о коллоидах Издание 3" Стабильность дисперсной системы в золеобразном состоянии определяется преимущественно двумя факторами 1) жидкостной оболочкой и 2) электрическим зарядом частиц. [c.233] Жидкостная оболочка вокруг частицы и электрический заряд препятствуют частицам приблизиться друг к другу настолько, чтобы благодаря силам притяжения они слились в более крупные аггрегаты и образовали из первичных частиц вторичные. [c.233] Остановимся сначала на простейшем случае, когда частицы лиофобны, т. е. не имеют большой жидкостной оболочки и их стабильность зависит исключительно от электрического заряда. В этом случае прибавление электролитов может разрядить частицу, и частица, лишенная заряда, при своем движении в жидкости или газе, может настолько близко подойти к другим частицам, что произойдет их притяжение, в результате чего образуются более сложные частицы. [c.233] Процесс слияния частиц в аггрегаты называют коагуляцией. [c.233] Мы уже знаем, что частицы в жидких дисперсионных средах под действием силы тяжести более или менее быстро оседают, собираясь на дне. Такое оседание, происходящее в системах с любой степенью дисперности (табл. 2 на стр 23), мы будем называть седиментацией. [c.233] Затем при дальнейшем увеличении аггрегатов, когда они становятся больше длины волны, эффект Тиндаля переходит в светорассеяние при отражении степень мутности при этом очень часто проходит через максимум. Таким образом, сначала идет нарастание ультрамикроскопических частиц, переходящих в макроскопические хлопья, легко наблюдаемые простым глазом. [c.234] При изучении коагуляции надо уметь определить ее начало и жорость. Теоретически началом коагуляции следует считать момент соединения двух первичных частиц с образованием вторичной частицы, после чего идет постепенное укрупнение всех имеющихся частиц. [c.234] Непосредственно наблюдать начало этого явления довольно трудно и возможно лишь под ультрамикроскопом Всеми другими способами определить истинное начало процесса коагуляции очень трудно. Поэтому начало коагуляции определяют с произвольного момента, когда система уже изменилась настолько сильно, что легко наблюдать какое-нибудь изменяющееся ее свойство, например окраску, заметное помутнение, вязкость и т. д. [c.234] Процесс коагуляции происходит не моментально, но требует некоторого промежутка времени для своего совершения. Отсюда вытекает представление о скорости коагуляции. [c.234] Так как началом коагуляции считают соприкосновение двух частиц и их слипание в один аггрегат с образованием вторичной частицы, дальнейший процесс можно представить как продолжающееся укрупнение аггрегатов, благодаря попарной встрече и соединению оставшихся первичных частиц с вторичными и т. д. — до образования крупных хлопьев. [c.234] Такое воззрение на коагуляцию было высказано в 1916 г. Смолуховским МеханиЗхМ коагуляции, данный Смолуховским, идентичен с механизмом химических реакций второго порядка, так как при этих реакциях также необходима встреча двух частиц (молекул). Разница заключается лишь в том, что прореагировавшие молекулы в дальнейшем течении реакции могут и не участвовать, в то время как аггрегаты частиц продолжают участвовать в процессе коагуляции, образуя все более сложные комплексы. [c.234] Уравнение (118) позволяет определить, сколько частиц всех порядков имеется в наличности в нашей системе через промежуток времени т после начала коагуляции. [c.235] Кривая 2, отвечающая этому уравнению, показывает постепенное исчезновение первичных частиц. [c.236] Очевидно, что вначале, когда вторичных частиц было мало, а первичных много, скорость образо вания вторичных частиц была велика, скорость же их исчезновения благодаря переходу их в частицы высших порядков, мала вследствие этого, в начале процесса в коагулирующей системе шло накопление вторичных частиц. [c.236] Когда же их накопится значительное количество, то скорость их исчезновения, связанная с переходом их в частицы высших порядков, в некоторый момент станет равной скорости их накопления. В этот момент число вторичных частиц будет максимально. В дальнейшем, с убылью числа первичных частиц, скорость образования вторичных частиц начнет убывать, а вместе с этим начнет уменьшаться и их количество в нашей системе. Таким же образом происходит накопление и исчезновение при коагуляции третичных частиц и частиц более высоких порядков. [c.236] Графически изменение числа вторичных частиц изобразится кривой 3 (рис. 107), имеющей максимум. Изменение числа третичных частиц изобразится аналогичной кривой 4, максимум которой будет меньше, и его положение будет смещено в сторону большего -промежутка времени. [c.236] Константа к уравнения (116) зависит от скорости передвижения частиц, т. е. от константы дифф /зии D и расстояния А, на которое должны приблизиться частицы своими центрами, чтобы попасть в сферу взаимного притяжения, соединиться и образовать вторичную частицу (рис. 108). [c.237] Первую проверку теории произвел- сам Смолуховский на основании опытных данных Зигмонди. [c.237] Так как с повышением температуры вязкость уменьшается, то удельное время коагуляции с повышением температуры должно уменьшаться, а скорость коагуляции — увеличиваться. Если же золь с повышением температуры химически изменяется, что наблюдается, например, у гидрозоля АзаЗз, то возможно и обратное изменение скорости коагуляции . [c.238] При изложении теорий коагуляции разбирался идеальный случай в действительности же процесс может быть значительно сложнее. [c.239] Вернуться к основной статье