Электростатическое отталкивание

Как известно, устойчивость гидрофильных коллоидов обычно выше предсказываемой теорией ДЛФО, учитывающей молекулярное протяжение и электростатическое отталкивание. Однако лишь в последнее время удалось установить прямую связь между устойчивостью гидрофильных коллоидов и толщиной граничных слоев воды, оцененной независимыми методами. Для дисперсий кремнезема и алмаза экспериментально прослеживается влияние на их устойчивость pH дисперсионной среды и температуры. Причиной этого влияния является изменение дальнодействия структурных сил отталкивания, стабилизирующих дисперсию. Стабилизация дисперсий при низких pH связана с увеличением числа поверхностных ОН-групп, способных к образованию водородных связей с молекулами воды, что ведет к росту сил структурного отталкивания. Повышение температуры вызывает ослабление сетки направленных водородных связей в воде, что уменьшает дальнодействие структурных сил и приводит к снижению устойчивости дисперсий. Наблюдающаяся обратимость температурной зависимости устойчивости свидетельствует об обратимости структурной перестройки граничных слоев. [c.168]

Рассмотрим теперь, от каких физических причин зависит смачивание или несмачивание поверхности. Для этого следует обратиться к анализу изотерм расклинивающего давления смачивающих пленок воды, показанных на рис. 13.3. Кривыми 1—3 здесь изображены зависимости толщины h водных пленок от расклинивающего давления, или, что то же, от капиллярного давления равновесного с пленкой мениска. Кривая 1 относится к пленкам воды на поверхности кварца. Точками показаны экспериментальные данные, сплошная кривая представляет собой рассчитанную теоретически изотерму, учитывающую действие в пленке трех составляющих расклинивающего давления молекулярной Пт, электростатической Пе и структурной Hs [47]. Ветви изотермы, где dU/dh<.0, отвечают устойчивым состояниям пленки. Пленки воды на кварце в области h между 60 и 10 нм (кривая 1) неустойчивы и не реализуются. При постепенном утончении водных пленок вначале возникает метастабильное состояние толстых (/г>100 нм) -пленок. Время их перехода в термодинамически устойчивое состояние тонких -пленок зависит от близости капиллярного давления к критическому Р и от площади -пленок. Чем площадь больше, тем выше вероятность образования в -пленке зародыша а-фазы. Существование толстых -пленок воды обусловлено силами электростатического отталкивания заряженных поверхностей пленки (Пе>0). Так как в этом случае По/го-ЬА>0, -пленки полностью смачиваются водой. Ниже для этого случая будут сопоставлены экспериментальные значения /г с теоретическими, рассчитанными по уравнению (13.9). [c.216]

Вид изотерм определяется при этом не только гидрофильностью поверхности, но и составом водного раствора, влияющим на электростатические и структурные силы и, в меньшей степени, на молекулярные. Так, концентрационное подавление граничных слоев (несмотря на исходно гидрофильную поверхность, например, кварца) приводит к ослаблению сил структурного отталкивания в водных пленках, что вызывает переход от изотерм типа 1 к изотермам 2 или от изотерм типа 2 к изотермам 3. Так как устойчивость толстых -пленок определяется, в основном, электростатическими силами, изменение концентрации и состава водного раствора, влияющее на электрические потенциалы обеих поверхностей пленки, сказывается на виде изотерм П(/г). При повышении концентрации электролита или (и) снижении pH уменьшаются силы электростатического отталкивания, что приводит к сдвигу изотерм П(/1) [c.17]

Иная картина возникает, если ион попадает в октаэдрическое, тетраэдрическое или иное окружение (менее симметричное, чем сферическое). Допустим, положительный ион -элемента находится в октаэдрическом окружении отрицательно заряженных ионов или полярных молекул. В этом случае гг - и с2 /2-электроны испытывают большее электростатическое отталкивание от лигандов, чем йху-, г/г- и хг-электроны (рис. 207). Следовательно, энергия -электронов в этих условиях не одинакова в 2- и а,2 у 2-состоянии энергия выше, чем в 5,-, и ,уг-состоянии. Таким образом, если в свободном или находящемся в сферическом поле ионе пять -орбиталей имеют одинаковую энергию, то в октаэдрическом поле лигандов они разделяются на две группы с разными энергиями — в три и две орбитали (рис. 208). [c.505]

Первые измерения размера атомного ядра были выполнены Резерфордом в экспериментах по рассеянию а-частиц. Более точные измерения осуществляются в экспериментах по рассеянию нейтронов, потому что нейтроны не отклоняются в результате электростатического отталкивания от ядер. Многочисленные эксперименты по рассеянию нейтронов показали, что радиус ядра пропорционален кубическому корню из числа содержащихся в нем нуклонов, т.е. что объем ядра пропорционален числу его нуклонов. [c.407]

Если в адсорбции участвует электроотрицательное вещество, то под воздействием двойного электрического слоя (за счет электростатического отталкивания) уменьшается плотность электронов вблизи металлической поверхности. Это уменьшение, в свою очередь, снижает скорость дальнейшего процесса адсорбции и энергию адсорбционных связей. [c.185]

Таким образом, стабильность истинных эмульсий определяется электростатическим отталкиванием двойных ионных слоев и появлением структурно-механического барьера, обусловленного высокой структурной вязкостью адсорбционных слоев. [c.146]

Кроме электростатического отталкивания, между коллоидными частицами, как и между молекулами любого вещества, действуют [c.332]

На рис. 7.6, б показано распределение значений дипольного момента молекул воды в цилиндрических порах. Дипольные моменты ориентируются преимущественно параллельно оси цилиндра, так как в отличие от плоских пленок эта ось является дополнительным выделенным направлением. Этот эффект приводит к электростатическому отталкиванию между образовавшимися каплями, что усиливает тенденцию к пространственному разделению системы. [c.126]

Разброс данных соответствует различным фосфолипидам. Заметим, что даже для наиболее сильно заряженных липидных бислоев обычное значение электростатического отталкивания на два порядка меньше Ро. [c.162]

Согласно излагаемой точке зрения, электролит выполняет двоякую роль при коагуляции латекса снижает или снимает барьер электростатического отталкивания и вместе с тем вызывает утончение граничных гидратных прослоек у поверхности латексных частиц и ослабление структурного отталкивания. С этой второй функцией электролита связаны переходы от индукционных периодов к агрегации частиц и коагуляции латекса. [c.196]

При я = 3, что отвечает пленкам, устойчивым за счет действующих в них сил молекулярного отталкивания, - = 1,5 и /г = = 1,5/го. При п=2, что отвечает пленкам, устойчивым за счет сил электростатического отталкивания, = 2 и к = 2ко. В общем случае изотерма П(/1) может складываться из многих составляющих расклинивающего давления и соотношение между /г и ко оказывается функцией Рк и изотермы И(к). [c.215]

При подавлении сил электростатического отталкивания или при различном знаке потенциалов поверхностей пленки р-уча-сток изотермы не реализуется. При этом изотерма смещается в область П<0 (кривая 2 на рис. 13.3), что приводит, в соответствии с уравнением (13.3), к ухудшению смачивания. [c.217]

Напротив, повышение по величине или сближение одинаковых по знаку потенциалов поверхностей пленки (г )1 и г[)2) приводит к росту сил электростатического отталкивания. В результате вся изотерма может оказаться в области П>0, что приводит к полному смачиванию (кривая 3 на рис. 13.3). [c.217]

При их рассмотрении следует учесть, что две пары электронов, образующих двойную связь, создают большее электростатическое отталкивание, чем электронные пары, образующие простые связи, и это заставляет связи С—Н несколько сблизиться друг с другом. [c.493]

История развития этих теорий служит иллюстрацией утверждения, что неверную теорию всегда можно усовершенствовать, но никогда нельзя доказать, что она окончательно правильна. Успешное объяснение теорией валентных связей координационной геометрии и магнитных свойств комплексов не дает гарантии правильности этой теории или хотя бы правильности ее подхода. Каков, например, правильный ответ на вопрос-обусловлено ли расщепление уровней 2д и образованием молекулярных орбиталей (точка зрения теории поля лигандов), электростатическим отталкиванием (теория кристаллического поля) или выбором шести орбиталей для гибридизации (теория валентных связей) А может быть, неверны все три точки зрения, и когда-нибудь мы будем относиться к теории поля лигандов с тем же снисхождением, с каким сейчас относимся к теории валентных связей [c.246]

Нейтронные пучки не должны обладать такой высокой энергией, так как нейтроны не испытывают электростатического отталкивания от ядер мишени. Например, нейтронные пучки из атомных реакторов используются для получения трития, fH, применяемого в медицине или в химических исследованиях методом меченых атомов получение трития происходит в реакциях [c.421]

Чтобы преодолеть электростатическое отталкивание между ядрами водорода, энергия сталкивающихся ядер должна иметь величину порядка [c.426]

Ядерные реакции происходят при бомбардировке ядер мишени другими ядрами, ускоренными до такой скорости, которая позволяет им преодолеть электростатическое отталкивание между положительно заряженными ядрами. Нейтроны взаимодействуют с бомбардируемыми ими ядрами легче, поскольку они не имеют электрического заряда. Одним из важных примеров использования ядерных реакций служит получение изотопов для химии, промышленности и медицины. Другим применением является синтез новых трансурановых элементов. Таким путем были получены искусственные элементы с порядковыми номерами до Z = 105, и есть основания предполагать, что элементы с порядковыми номерами около 114 окажутся более устойчивыми, чем полученные до сих пор. [c.435]

При этом первый представляет собой среднюю энергию электростатического отталкивания электронов, находящихся на орбиталях ф/ и ф/, второй же появляется вследствие учета принципа антисимметрии. [c.79]

Нельзя не учитывать и концентрации раствора, так как повышение концентрации увеличивает взаимное электростатическое отталкивание противоионов (они менее сольватированы, чем в разбавленных растворах), а это приводит к уменьшению степени набухания. [c.374]

На энергию деформации влияют два основных фактора поверхностное натяжение , обусловленное ядерными силами взаимодействия между составляющими ядро нуклонами, и электростатическое отталкивание протонов. При колебании ядра любое отклонение от первоначальной формы приводит к увеличению его потенциальной энергии за счет энергии поверхностного натяжения. Однако такие деформации обусловливают перераспределение протонов в ядре и появление центров электростатического отталкивания. Силы электростатического отталкивания уменьшают потенциальную энергию системы и способствуют дальнейшему увеличению деформации. Если колебания приводят к гантелеобразной форме ядра, то силы электростатического отталкивания могут при известных обстоятельствах преодолеть ядерные силы притяжения и ядро распадется. [c.10]

На больших расстояниях между частицами преобладают силы притяжения (вследствие более медленного падения действия сил притяжения с расстоянием между частицами по сравнению с силами отталкивания), однако при уменьшении /г начинают действовать силы электростатического отталкивания, что приводит к появлению энергетического барьера, для преодоления которого необходима определенная кинетическая энергия сближающихся частиц. [c.39]

При тесном сближении молекул, когда их электронные оболочки перекрываются, электростатическое отталкивание между ядрами и электронами становится больше взаимного притяжения между молекулами, что ведет к проявлению сил отталкивания. [c.78]

Как известно, одним из факторов, препятствующих сцеплению коллэидных частиц друг с другом, является наличие у них одноименных электрических зарядов, между которыми действуют силы электростатического отталкивания. Заряды эти возникают вследствие адсорбции частицами ионов из раствора и могут быть нейтрализованы в результате адсорбции ионов противоположного знака. Вследствие этого процесс коагуляции коллоидных растворов может быть вызван прибавлением какого-либо электролита, противоположно заряженные ионы которого, адсорбируясь на поверхности частиц, нейтрализуют заряд коллоидных частиц и таким образом дают им возможность сцепляться между собой. При этом коагулирующая концентрация электролита (т. е. минимальная концентрация его, требуемая для коагуляции данного коллоидного раствора) увеличивается с уменьшением валентности того иона, заряд которого противоположен заряду коллоидных частиц. Так, в случае золя AS2S2, частицы которого заряжены отрицательно, коагуляция вызывается адсорбцией катионов, причем коагулирующие концентрации А1з+, Ва2+- и К+-ионов относятся как 1 20 1000. [c.105]

Лху-, у2-орбитали (рис. 209). Следовательно, жу-, <1у1- и улектроны испытывают большее электростатическое отталкивание, чем (1 2- и з 2 у 2-электроны. Поэтому и о з 2 у з-орбита- [c.506]

Кинетические данные показывают, что аналогично влияет температура на длительность коагуляции. Из данных по зависимости длительности разделения фаз от температуры могут быть определены пороговые температуры коагуляции Гпор, и Тпор,, которые, так же как Спор, и Спор > являются характерными параметрами процесса коагуляции для данного типа латекса [45]. Если при введении электролита в латексные системы происходит резкое уменьшение сил электростатического отталкивания между частицами за счет снижения -потенциала частиц и подавления диссоциации адсорбированных молекул ПАВ (и изменения растворимости молекул ПАВ), то под влиянием теплового воздействия происходит ослабление водородных связей молекул воды и ПАВ адсорбционного слоя, что также способствует гидрофобизации системы и понижению ее устойчивости. В интервале времени тг — ть по-видимому, преодолевается энергетический барьер, препятствующий коагуляции системы и разделению фаз. При проведении коагуляции в условиях, при которых концентрация электролита Сэл Спорг и [c.258]

Гидрофильно гидрофобный баланс НПАВ определяется соотношением длин углеводородных и полиоксиэтиленовых цепей и сильно меняется с температурой. С понижением степени оксиэти-лирования температура помутнения и солюбилизующая способность НПАВ понижаются (рис. 11) [67]. Поэтому температуру полимеризации при прочих одинаковых условиях следует выбирать в зависимости от степени оксиэтилнрования эмульгатора. Ввиду отсутствия электростатического отталкивания между частицами, стабилизованными молекулами НПАВ [22, 68], устойчивость таких латексов определяется в основном структурно-механическими свойствами защитных слоев. Эти слои, как правило, адсорбцион-но-насыщенны и характеризуются высокой поверхностной вязкостью [69, 70]. Иногда высокую устойчивость латексов, стабилизованных НПАВ, связывают с тем, что защитные слои в этом случае образованы структурированными многослойными пленками. [c.600]

Потенциальная энергня взаимодействия (1У) между коллоидными частицами нредс1авляет собой алгебраическую сумму потенциальной энергии электростатического отталкивания (1/э) и потенциальной энергии диспер-сиопиого притяжения (У ) мс- / / [c.333]

Образование миогих комплексных соединений можно в первом ириближении объяснить электростатическим притяжением между центральным катионом металла и анионами или полярными молекулами лигандов. Наряду с силами притяжения действуют и силы электростатического отталкивания между одноименно заряженными (или, в случае полярных молекул, одинаково ориентированными) лигандами. В результате образуется наиболее устойчивая группировка атомов (иоиов), обладающая минимальной потенциальной энергией. [c.594]

Ионно-электростатический фактор стабилизации для рассмотренных нами случаев с точки зрения устойчивости системы существенного значения не имеет, т. е. силами электростатического отталкивания при И>а практачески можно пренебречь. Однако наличие ионного слоя у частиц фазы обеспечивает поляризацию этих частиц в электрическом поле. [c.39]

На рис. 13.4 показаны результаты расчетов по уравнению (13.3) краевых углов 0о для водных растворов КС1 различной концентрации (кривая 1) и разных pH (кривая 2) при сохранении в последнем случае постоянной ионной силы раствора /=10 моль/л [559]. При проведении расчетов Пе(/г) использованы известные концентрационные зависимости потенциалов поверхности кварц — раствор (о]) ) и поверхности водный раствор—воздух (г з2). Для изотермы 11т=А/ 6яЬ ) приняты значения постоянной Л = 7,2-10 2° Дж. Для изотермы структурных сил принята экспоненциальная зависимость [47], параметры которой использовали в качестве подгоночных при согласовании теоретических расчетов Во с экспериментальными данными для растворов КС1 различной концентрации [561]. Рост значений Во с повышением концентрации электролита (кривая 1) объясняется, как можно показать на основании проведенных расчетов, двумя причинами уменьшением толщины граничных слоев воды с особой структурой, что ведет к ослаблению сил структурного отталкивания, и снижением потенциалов 1131 и г1з2, что уменьшает также и силы электростатического отталкивания. [c.219]

Полученные экспериментально значения -у можно сопоставить с теорией. Большие значения равновесной толщины пленок и полное смачивание показывают, что здесь действуют преимущественно силы электростатического отталкивания. Задаваясь потенциалами поверхности кварца (il i) и поверхности пленки (%), можно по таблицам Деверо и де Бройна рассчитать изотерму электростатических сил IIe(/i). Для Ю М раствора КС1 на основании работ [14, 572] можно принять l)i = —150 мВ и г )2 = —45 мВ, а для М раствора i 3i = —125 мВ и il32 = = —45 мВ. Рассчитанные изотермы Пе(Ю при условии -ф = onst спрямляются в логарифмических координатах с коэффициентом корреляции 0,996, что позволяет аппроксимировать изотерму степенной функцией П = A/h . Для 10 М КС1 пока.затель степени и = 2,87, для 10 М и = 6. Подставляя эти значения п в уравнение (13.11), получим теоретические значения параметра у, равные 1,5 для Ю и 1,2 для 10 М растворов. Эти значения удовлетворительно согласуются с приведенными выше (см. [c.226]

Необобществленные пары электронов, имеющиеся у атомов Р, называют неподеленными парами они представляют собой электроны со спаренными спинами, заполняющие орбитали и не принимающие участия в образовании связей. Энергия связи, т. е. энергия, необходимая для разрыва молекулы на два бесконечно удаленных атома, составляет 432 кДж моль для Н2 и только 139 кДж моль для Р . Относительно низкая устойчивость может быть частично объяснена электростатическим отталкиванием между неподеленными парами электронов на двух атомах фтора. [c.467]

Отрицательные заряды, изображающие лиганды, оказывают наибольшее воздействие на <1 - и --орбитали, так как пучности этих орбиталей направлены прямо на лиганды (рис. 20-10). Электроны на ii-opбитaляx испытывают электростатическое отталкивание от неподеленных пар лигандов. Вследствие этого те электроны, которые находятся на двух указанных -орбиталях, приобретают большую энергию, чем электроны, находящиеся [c.228]

Возникающая в результате образования молекулярных орбиталей комплекса диаграмма энергетических уровней изображена на рис. 20-14. В ее нижней части находятся уровни шести связывающих орбиталей, заполненные электронными парами. Их можно пр)едставить как шесть электронных пар, поставляемых лигандами-донорами, и больше не обращать на них внимания. Точно так же можно исключить из рассмотрения четыре верхние разрыхляющие орбитали, являющиеся пустыми, за исключением предельных случаев сильного электронного возбуждения, которыми можно пренебречь. Несвязывающий уровень и нижний разрыхляющий уровень соответствуют двум уровням, и вд, к которым приводит расщепление кристаллическим полем (см. рис. 20-13). Мы будем продолжать называть их по-прежнему уровнями 12д и е даже в рамках молекулярно-орбитального подхода. Но важно отметить разницу в объяснении расщепления между этими уровнями. В теории кристаллического поля оно является следствием электростатического отталкивания, а в теории поля лигандов-следствием образования молекулярных орбиталей. Как мы убедились в гл. 12 на примере молекул НР и КР, теория молекулярных орбиталей позволяет охватить все случаи от чисто ионной до чисто ковалентной связи. Поэтому выбор между теорией кристаллического поля и теорией поля лигандов основан лишь на рассмотрении одной из двух предельных моделей связи. В комплексе СоР довольно заметно проявляется ионный характер связи, потому что, как можно видеть из рис. 20-14, орбитали лигандов располагаются по энергии ниже орбиталей металла и ближе к связывающим молекулярным орбиталям. Поэтому связывающие молекулярные орбитали по характеру должны приближаться к орбиталям лигандов, а это должно обусловливать смещение отрицательного заряда в направлении к лигандам. Таким образом, связи в данном случае должны быть частично ионными. [c.235]

В основе современной теории устойчивости и коагуляции дис дерсной системы, учитывающей силы молекулярного притяжения и электростатического отталкивания, лежат представления,разработанные Б. В. Дерягиным и Л. Д. Ландау [12]. [c.6]

Увеличение электростатического отталкивания приводит к повышению устойчивости коллоидного раствора. В свою очередь, под влиянием электролитов двойной ионный слой с>ю1мается, причем действие [c.7]

За пределами строгой количественной теории Дерягина остались такие факторы устойчивости, как сольватация поверхности ч1стиц и структурно-механические свойства адсорбционных слоев. Один из возможных путей учета сольватации в рамках теории устойчивости предложен Ю. М. Глазманом. По его мнению, электростатическое отталкивание соль-ватированных частиц можно рассматривать с позиций расположения внутренней обкладки двойного ионного слоя на внешней стороне сольватного слоя, что равносильно увеличению радиуса действия электростатических сил. Сольватные слои, по определению Дерягина, представляют собой пограничные с дисперсной фазой области среды, обладающие отличными от остальной среды механическими и термодинамическими (или теми и другими) свойствами. [c.8]

При еще меньших /г энергия притяжения оказывается большей по сравнению с энергией электростатического отталкивания, частицы начинают самопроизвольно сближаться и в конце концов коагулируют. Таким образом, величина энергетического барьера является ответственной за устойчивость коллоидной системы. На размер S оказывает влияние как потенциал поверхности частиц ( , так и толщина двойного электрического слоя X. Уменьшение устойчивости системы может происходить либо за счет уменьшения термодинамического потенциала поверхности либо за счет уменьшения толщины двойного электрического слоя. В случае нефтесодержащих дисперсий незначительные толщины двойного диффузионного слоя и ионные сферы затрудняют определение сил отталкивания и притяжения, что, в свою очередь, осложняет построение и анализ кривых энергий взаимодействия, однако оценка их влияния небезьште-ресна. [c.39]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология