Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Кинетическая устойчивость коллоидных растворов

    В коллоидных растворах частицы совершают беспорядочное (броуновское) движение, усиливающееся при нагревании, поэтому они сохраняются во взвешенном состоянии. По кинетической устойчивости коллоидные растворы занимают промежуточное положение между суспензиями (эмульсиями) и истинными растворами. Последние абсолютно кинетически устойчивые молекулярно-дисперсные однофазные системы с частицами меньше 0,001 мкм. [c.176]


    Что называется кинетической устойчивостью коллоидных растворов к осаждению  [c.88]

    Как было показано ранее, вопросы агрегативной и кинетической устойчивости коллоидных систем изучаются на протяжении многих лет. В последние десятилетия интенсивно развиваются исследования устойчивости, однако методические разработки в этом направлении весьма ограниченны. Основное внимание уделяется методам, позволяющим косвенно определять устойчивость нефтяных дисперсных систем при обычных или повышенных температурах. В условиях комнатных температур определяют кажущуюся устойчивость в среде растворителя. Сущность одного из методов заключается в установлении седиментационным методом способности к расслоению разбавленных нефтяных дисперсных систем [31, 148]. Критерием оценки в этом случае является фактор устойчивости, представляющий собой отношение концентраций дисперсной фазы, устанавливаемое за фиксированное время центрифугирования исследуемого раствора в двух слоях, отстоящих на определенном расстоянии друг от друга в направлении сил осаждения. Чаще всего с помощью фотоэлектроколориметра определяют концентрацию асфальтенов в верхнем и нижнем слоях раствора исследуемого нефтепродукта. При этом для каждого из исследуемых нефтепродуктов необходимо построение калибровочных графиков в координатах оптическая плотность — концентрация асфальтенов в используемом растворителе, что усложняет и делает более длительным исследование по этому методу. Предложено определять склонность компонентов нефтяной дисперсной системы к ассоциации и осаждению при помощи соотношения [c.270]

    Кинетическая и агрегативная устойчивость коллоидных систем. Следствием кинетических свойств коллоидных растворов является их кинетическая устойчивость, которая состоит в том, что концентрация коллоидных растворов одинакова по всему объему системы и при правильном хранении не изменяется во времени. [c.174]

    Чем обусловливается кинетическая и агрегативная устойчивость коллоидных растворов  [c.246]

    С молекулярно-кинетическими свойствами мы уже встречались в связи с очисткой коллоидных растворов. Эти свойства имеют также большое значение в связи с проблемами устойчивости коллоидных растворов, к рассмотрению которых мы переходим. [c.122]

    Согласно физической теории устойчивости коллоидных систем ДЛФО в области перекрывания диффузных слоев коллоидных частиц вследствие перераспределения противоионов между слоями и окружающим раствором возникают дополнительные неуравновешенные электростатические силы отталкивания. Этому способствует возникновение дополнительного расклинивающего давления в тонком слое жидкости. В зависимости от баланса сил притяжения и отталкивания расклинивающее давление может быть положительным, увеличивая действие сил отталкивания, или отрицательным, при котором наблюдается уменьшение слоя жидкости между частицами. Жидкость, находящаяся в тонком слое, разделяющем две твердые поверхности, обладает большей упругостью формы. Действие расклинивающего давления между частицами обусловлено наличием ионной атмосферы у коллоидной частицы. Чем больше размыт диффузный слой, тем сильнее проявляется действие расклинивающего давления, тем выше устойчивость коллоидного раствора. При введении электролита изменяется толщина диффузного слоя и пленки жидкости, разделяющей частицы. После достижения порога коагуляции величина потенциального барьера снижается настолько, что кинетическая энергия взаимодействующих частиц превыщает его и частицы под действием межмолекулярных сил притяжения начинают сближаться, что означает начало процесса коагуляции. В начале процесса коагуляции размер образующихся агрегатов недостаточно велик и видимых изменений в коллоидном растворе не наблюдается. Это период скрытой коагуляции. Затем в результате дальнейшего укрупнения частиц начинается образование хлопьев. При введении в разрушающийся коллоидный раствор ВМС, имеющих макромолекулы с полярными [c.119]


    Факторами кинетической устойчивости коллоидов и суспензий, кроме броуновского движения, являются дисперсность, вязкость дисперсионной среды, разность плотностей дисперсной фазы и дисперсионной среды и некоторые другие. При этом наиболее существенное влияние на скорости расслаивания взвеси частиц оказывает дисперсность. С уменьшением размера частиц устойчивость взвеси быстро растет. У грубодисперсной суспензии кинетическая устойчивость очень мала, у коллоидного раствора велика. Системы, в которых скорость осаждения взвешенных частиц под влиянием силы тяжести настолько мала, что ею можно пренебречь,, называются кинетически устойчивыми. Некоторые золи могут существовать десятки лет без выпадения частиц в осадок. Это дает основание говорить об устойчивых коллоидных растворах. [c.369]

    Н. П. Пескову принадлежит заслуга уточнения ряда основных представлений современной коллоидной химии. Им введено понятие о кинетической (седиментационной) устойчивости как о величине, обратной скорости седиментации, а также понятие об агрегативной устойчивости по отношению к коагуляции или коалесценции, связанной с изменением химических и адсорбционных условий на поверхности частиц (возникновение сольватной оболочки и двойного электрического слоя) [35]. Повышение дисперсности, а следовательно, интенсивности броуновского движения и диффузии приводит к полной кинетической устойчивости — к седиментационному равновесию, но может понижать агрегатную устойчивость вследствие повышения интенсивности и частоты соударений частиц. В дальнейшем представления А. В. Думанского и Н. П. Пескова об устойчивости коллоидных растворов были развиты голландской школой Г. Кройта. [c.246]

    Как известно, дисперсные системы обладают избытком энергии, обусловленной наличием развитой межфазной границы. Если этот избыток не компенсируется лиофильностью (как в растворах мыл и других эмульгаторов), то устойчивость коллоидного раствора носит кинетический характер, т. е. связана с существованием потенциального барьера, препятствующего необратимому слипанию дисперсных частиц при столкновениях в процессе броуновского движения. [c.19]

    Высокодисперсные системы седиментационно-устойчивы и образуют коллоидные растворы - золи, часто представленные органическими высокомолекулярными соединениями, в том числе и слизями, образуемыми микроорганизмами. В них протекают молекулярно-кинетические явления в виде диффузии, осмоса, высока скорость химических реакций на поверхности частиц. Фактически средой обитания таких организмов является гель, образованный каркасом из слизи, внутри которого находятся клетки разных взаимосвязанных между собой видов организмов, образующих сообщество. Образующиеся агрегаты могут быть сопоставлены с коагулировавшими коллоидами и достигают размерности грубодисперсных частиц. Не следует ограничивать внимание органическими дисперсными системами - в среде обитания микроорганизмы сталкиваются с высокодисперсными минеральными системами глинистых минералов, гидроокислов, силикатов, способных образовывать устойчивые коллоидные растворы. [c.62]

    Молекулярно-кинетические свойства коллоидных систем. Подобно молекулам истинного раствора, коллоидные частицы золей находятся в непрерывном беспорядочном движении (рис. 25). Интенсивность движения быстро уменьшается по мере увеличения размеров частиц. Непрерывное движение препятствует оседанию частиц и является одной из причин устойчивости коллоидных систем, Беспорядочное движение коллоидных частиц получило название броуновского движения — по имени первого его наблюдателя ботаника Броуна. Причиной видимого движения коллоидных час- [c.75]

    Грубодисперсные системы (например, пыль или суспензия песка в воде) седиментационно неустойчивы и оседают, так как частицы их тяжелы и практически не могут осуществлять теплового (броуновского) движения. Наоборот, высокодисперсные системы (газы, истинные растворы) обладают высокой кинетической устойчивостью, так как им свойственны тепловое движение и способность к диффузии. Коллоидные системы (аэрозоли, лиозоли) по устойчивости занимают промежуточное положение. [c.69]

    Опыты со слабо выраженным внешним эффектом или протекающие в замедленном темпе, а также опыты, демонстрация которых становится опасной при применении больших количеств реагирующих веществ и поэтому обычно демонстрируемых в микро- и полумикроколичествах. Примерами такого рода могут служить опыты, иллюстрирующие молекулярно-кинетическую теорию, а также многие из свойств веществ, объясняемые на ее основе диффузию, осмос, рост н растворение кристаллов, электролитическую диссоциацию, движение ионов или коллоидных частиц в растворах или газах под действием электрического поля, устойчивость и условия коагуляции дисперсных систем, выделение и растворение газов в жидкостях, кинетические явления в растворах, действие катализаторов, набухание, флотация, демонстрация окраски растворов и ее изменения под действием различных факторов, свойства едких, токсичных и взрывоопасных веществ. [c.152]


    Для проведения седиментометрического анализа кинетически устойчивых систем (золей, растворов ВМВ) с целью определения размеров и массы их частиц недостаточно силы земного тяготения. Последнюю заменяют более значительной центробежной силой центрифуг и ультрацентрифуг. Идея этого метода принадлежит А. В. Думанскому (1912), который впервые применил центрифугу для осаждения коллоидных частиц. Затем Т. Сведберг разработал специальные центрифуги с огромным числом оборотов, названные ультрацентрифугами. В них развивается центробежная сила свыше 250 ООО Современная ультрацентрифуга представляет собой сложный аппарат, центральной частью которого является ротор (с частотой вращения 60 000 об/мин и выше), с тончайшей регулировкой температуры и оптической системой контроля за процессом осаждения. Кюветы для исследуемых растворов вмещают всего 0,5 мл раствора. В ультрацентрифуге оседают не только частицы тонкодисперсных золей, но и макромолекулы белков и других ВМВ, что позволяет производить определение их молекулярной массы и размеров частиц. Скорость седиментации частиц в ультрацентрифуге рассчитывают также по уравнению (23.9), заменяя в нем g на о) х, где (О — угловая скорость вращения ротора л — расстояние от частицы до оси вращения. [c.378]

    Перемещаясь относительно дисперсионной среды, частицы дисперсной фазы встречаются друг с другом и могут при этом объединяться в частицы более крупного размера. Такое объединение, как правило, выгодно, так как приводит к уменьшению поверхности раздела фаз и тем самым к уменьшению избыточной поверхности энергии Гиббса. Слипание частиц называют агрегацией. Этот процесс способствует расслоению дисперсной системы, так как укрупнение частиц дисперсной фазы приводит к уменьшению кинетической устойчивости. Способность системы противостоять объединению частиц дисперсной фазы называют агрегативной устойчивостью дисперсной системы. Агрегацию частиц коллоидного раствора, приводящую к потере кинетической устойчивости и осаждению дисперсной фазы, называют коагуляцией. [c.321]

    Часто природные растворы ведут себя как коллоидно-дисперсные системы, с характерными для коллоидов молекулярно-кинетическими и оптическими свойствами (глава X). Устойчивость коллоидных частиц в таких растворах существенно возрастает при попадании в них различной природы высокомолекулярных органических веществ, в частности гумусовых веществ, возникающих при неполном разложении растительных остатков. Природные коллоидные растворы участвуют в образовании коры выветривания почвенного покрова, зоны окисления, а также в образовании осадочных пород и руд. [c.160]

    Процесс оседания коллоидных частиц в растворе называется седиментацией. Способность дисперсной системы сохранять равномерное распределение частиц по всему объему называется седи-ментационной, или кинетической устойчивостью. Высокодисперсные системы (газы, истинные растворы) обладают большой кинетической устойчивостью и, наоборот, грубодисперсные кинетически неустойчивы, так как частицы практически не могут осуществлять тепловое движение. Коллоидные системы занимают между ними промежуточное положение. [c.124]

    Потеря кинетической устойчивости коллоидных растворов и их разрушение начинается только после того, как нарушается их агре-гативная устойчивость, т. е. тогда, когда их частицы при столкновении друг с другом начинают слипаться — коагулировать тогда они под влиянием силы тяжести выделяются из среды. [c.176]

    Это уравнение применимо к коллоидным растворам. Оно показывает, что осмср ическое давление коллоидного раствора прямо пропорционально числу частиц дисперсной фазы, содержащихся в 1 его. В кинетически устойчивых коллоидных растворах число частиц п дисперсной фазы в 1 ж раствора во много раз меньше, чем Б истинных растворах. Поэтому осмотическое давление коллоидных растворов в большинстве случаев так мало, что измерить его невозможно. Например, для максимально возможной концентрации коллоидного раствора золота п = 10 следовательно, осмотическое давление такого раствора при 300° К равно [c.332]

    Таким образом потенциальная энергия равнозначна разнице потенциалов и обозначает работу, потребную для перемещения предмета m от точки, находящейся от центра земного шара на расстоянии ho до точки hi. Подробно этому, электростатический потенциал является измерителем работы, необходимой для перемещения заряда Q+ от точки, находящейся на расстоянии do от центра заряженной частицы Q до точки di. В уравнении 14 принято ограниченное расстояние, а именно между поверхностями слоя среза и рассеянного слоя. Следовательно, в данном случае зета-потенциал равен работе, требующейся для перемещения заряда Q+ от поверхности слоя среза так, чтобы он полностью освободился от влияния частицы. Если бы все заряды рессеянного слоя оказались в слое среза, то зета-потенциал был бы равен нулю, и частицы оказались бы, в сущности, нейтрализованными, вследствие чего флокуляция была бы вполне возможной. В большинстве систем имеется критический зета-потенциал, определяющий устойчивость коллоидного раствора или суспензии. Если потенциал выше критического, коллоидный раствор сохраняет свою устойчивость благодаря отталкиванию частиц с одинаковыми зарядами друг от друга. В том случае, когда потенциал ниже критического наступает флокуляция, так как тогда кинетическая энергия быстродвижущихся частиц не может быть уравновещена силой отталкивания. [c.76]

    Уравнения (XIII.2.1) и (XIII.2.2) позволяют вычислить, на какой высоте концентрация частиц изменится в заданное количество раз. Расчеты показывают, что для такой системы, как воздух, высота h. , на которой концентрация кислорода уменьшается вдвое, составляет 5 км. Высота, на которой концентрация уменьшится в 10 раз, равна 100 км. Для такой системы, как коллоидный раствор золота в воде с величиной частиц 1,86 нм, концентрация частиц уменьшится вдвое на высоте 215 см и в 10 раз на высоте 4300 см. Для грубодисперсного золя золота с величиной частиц 186 нм (в сто раз большей) уже на высоте 0,2 мкм концентрация уменьшится вдвое, а на высоте 4 мкм уменьшится в 10 раз. Это означает, что практически все частицы золота сконцентрируются вблизи дна сосуда, а на высоте h = =4 мкм будет практически чистая дисперсионная среда. Такая система будет кинетически неустойчивой. Коллоидный раствор с величиной частиц 1,86 мкм обладает более высокой кинетической устойчивостью. [c.402]

    Повьш1ение температуры оказывает влияние на устойчивость коллоидных растворов. Это влияние не однозначно. С одной стороны, повышение температуры приводит к частичной десорбции ионов с поверхности ядра, к уменьшению его заряда. Это приводит к уменьшению общего скачка потенциала и соответственно к уменьшению дзета-потенциала. С другой стороны, повышение теипературы отвечает увеличению интенсивности хаотического движения ионов в растворе. Распределение ионов в слое жидкости, прилегающей к поверхности, становится более равномерным. В результате меньшее их количество остается в адсорбционном слое, толщина диффузного слоя становится больше, что приводит к увеличению дзета-потенциала. Отметим также, что повышение температуры увеличивает кинетическую энергию коллоидных частиц, что позволяет им преодолевать более высокий потенциальный барьер и входить в зону, где преобладающими становятся силы притяжения. Таким образом, повышение температуры, с одной стороны, способствует коагуляции, с другой стороны, препятствует ее протеканию. Поэтому заранее нельзя предсказать, как именно повлияет повышение температуры на устойчивость конкретного коллоидного раствора. Тем не менее опыт показывает, что в большинстве случаев повышение температуры вызывает коагуляцию. [c.422]

    Концентрационная коагуляция связана с увеличением концентрации электролита, не вступающего в химическое взаимодействие с компонентами коллоидного раствора. Такие электролиты называют индифферентными они не имеют ионов, способных достраивать ядро мицеллы и вступать в реакцию с потенциалопределяющими ионами. При увеличении концентрации индифферентного электролита диффузный слой противоионов мицеллы сжимается, переходя в адсорбционный слой. В результате уменьщается электрокинетический потенциал и он может стать равным нулю. Такое состояние коллоидной системы называется изоэлектрически м. С уменьшением электро-кинетического потенциала агрегативная устойчивость коллоидного раствора снижается и при критическом значении дзета-потен-циала начинается коагуляция. Термодинамический потенциал при этом не изменяется. [c.331]

    В те го Ы центральными проблемами коллоидной химии являлись проблема устойчивости коллоидных растворов и соответственно исследование механизма их коагуляции. Было предложено отдельно рассматривать кинетическую и агрегативную устойчивость коллоидных систем 141. Первая, в соответствии с уравнением Стокса и теорией броуновского движения, связана с размером частиц, их плотностью, вязкостью дисперсной среды вторая определяется факторами, препятствующими слипанию частиц (образованию агрегатов). В отношении факторов агрегативной устойчивости коллоидные растворы делились на гидрофобные и гидрофильные (такое деление сохранилось и в настоящее время). В 30-х годах устойчивость гидрофобных коллоидов объясняли зарядом и электроки-нетическим потенциалом частиц, а устойчивость гидрофильных — их гидратацией (сольватацией). [c.82]

    Температура. При повышении температуры коллоидного раствора средняя кинетическая энерги5 ( поступательного движения частиц дисперсной фазы увеличивается, в результате чего увеличивается и кинетическая устойчивость коллоидной системы. Но чем больше средняя кинетическая энергия поступательного движения частиц диспе )сной фазы, тем больше они преодолевают силу электростатического отталкивания при столкновениях, сближаясь до таких расстояний (тысячных долей микрона), при которых (за счет сил Ван-дер-Ваальса) происходит их слипание, что связано с уменьшением числа частиц и увеличением свободной поверхностной энергии, приходящейся на одну частицу, а следовательно, с увеличением агрегативной неустойчивости коллоидной системы. Последнему процессу способствует также то, что при повышении температуры количество потенциалобразующих ионов на поверхности ядер мицелл уменьшается. Таким образом, повышение температуры кол- [c.324]

    Кинетическая устойчивость, показывает ее название, связана со способностью частиц дисперсной Фазы, к самостоятельному тепло- вому движению в растворе, которое известно под названием броуновского движения. Оно хаотично й выражено тем интенсивней, чем меньше размеры тастиц и вязкость дисперсионной среды и чем выше температура. В суспензиях и эмульсиях, характеризующихся наибольшими размерами частиц, броуновское движение которых происходит слабо, кинетическая устойчивость очень мала частицы суспензий обычно оседают на дно, а частицы эмульсий, в зависимости от плотности, или оседают на дно, или всплывают на поверхность. Истинные, растворы, где частицы (молекулы или ионы) очень малы, кинетически вполне устойчивы. Коллоидные растворы по кинетической устойчивости за- нЩают промежуточное положение между истинными растворами и суспензиями и эмульсиями. Обычно коллоидные растворы кинетически устойчивы и разрушение их начинается только после того, как нарушена агрегативная устойчивость раствора (см. ниже). [c.218]

    На рис. 10.17 приведены зависимости величин Еот и Е р от расстояния между коллоидными частицами. Как видно, результирующая энергия взаимодействия (кривая 3 на рис. 10.17) приводит к притяжению (Е в < 0) на очень м 1лых и отталкиванию (E b > 0) на больших расстояниях. между частицами. Решающее значение для устойчивости дисперсных систем имеет величина потенциальног о барьера отталкивания (Е акс), которая, в свою очередь, зависит от хода кривых Еот и Е р. При больших значениях этого барьера коллоидная система устойчива. Слипание коллоидных частиц возможно лишь при достаточном их сближении. Это требует преодоления потенциального барьера отталкивания. Прн некоторых небольших положительных значениях Емакс (кривая 3) преодолеть его могут лишь немногие коллоидные частицы с достаточно большой кинетической эиер-гией. Это соответствует стадии медленной коагуляции, когда только пебо.ш.шая часть соударений коллоидных частиц приводит к их слипанию. При медленной коагуляции со временем происходит некоторое уменьшение общего числа коллоидных частиц в результате образования агрегатов из 2—3 первичных частиц, но коагулят не выпадает. Подобную коагуляцию, не сопровождающуюся видимым изменением коллоидного раствора, называют скрытой коагуляцией. При Дс1льнейшем уменьшении потенциального барьера скорость коагуляции, характеризуемая изменением числа частиц в единицу времени, возрастает. Наконец, если потенциальный барьер переходит из области отталкивания в область притяжения (кривая 4 на рис. 10.17), наступает быстрая коагуляция, когда каждое [c.309]

    Кинетическая устойчивость эмульсий характеризуется формулой (XIII.2.4). Величина частиц и их масса в эмульсиях значительно больше, чем в коллоидных растворах. Поэтому [c.449]

    Если при установившемся седиментационно-диффузионном равновесии основная масса частиц дисперсной фазы за сравнительно короткое время окажется в осадке, систему считают кинетически (седиментационно) неустойчивой. Это характерно для микрогете-рогенных систем (суспензий, эмульсий и т. п.). Если же частицы в основном остаются во взвешенном состоянии, система является кинетически (седиментационно) устойчивой. К таким системам относятся ультрамикрогетерогенные системы — коллоидные растворы (золи). В реальных системах частицы обычно неоднородны по размерам, и в задачу седиментационного анализа входит опре-дение распределения частиц по размерам, т. е. относительного содержания различных фракций в полидисперсной системе. [c.375]

Смотреть страницы где упоминается термин Кинетическая устойчивость коллоидных растворов: [c.321]    [c.218]    [c.180]    [c.246]    [c.193]    [c.432]    [c.384]   
Курс общей химии (0) -- [ c.176 ]

Курс общей химии (0) -- [ c.176 ]

Предмет химии (0) -- [ c.176 ]



ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Кинетическая устойчивость

Кинетическая устойчивость коллоидных

Растворы коллоидные

Устойчивость и коагуляция коллоидных растворов и суспензий Кинетическая и агрегативная устойчивость дисперсных систем

Устойчивость растворов



© 2025 chem21.info Реклама на сайте