Коагуляция формы частиц

Исследование оптических свойств высокодисперсных систем имело исключительно большое значение не только для установления новых взглядов на природу коллоидных растворов, но и дало экспериментаторам методы для наблюдения за поведением коллоидов, определения их концентрации, размеров и форм частиц. Значение оптических методов также состоит в том, что они дали возможность проверить ранее имевшие гипотетический характер молекулярно-кинетические представления о строении веществ, распространить их на высокодисперсные системы,и подвести строго теоретическую базу под такие явления, как диффузия, броуновское движение, седиментация, коагуляция. Непосредственным результатом было неопровержимое доказательство реальности существования молекул. Наконец, оптические методы дали возможность экспериментально демонстрировать статистическую природу второго закона термодинамики, в частности в связи с броуновским движением. [c.314]

Пены и эмульсии — это дисперсные системы, которые состоят соответственно из газа, диспергированного в жидкости, и жидкости, диспергированной в другой жидкости. В отличие от золей, представляющих собой частицы твердого вещества, диспергированного в жидкости, пены и эмульсии характеризуются тем, что межфазная граница в них разделяет два вещества, обладающие текучестью. По этой причине форма частиц в этих системах определяется условием минимума поверхности при данном объеме. В разбавленных пенах и эмульсиях частицы дисперсной фазы приобретают сферическую форму. При более высокой концентрации дисперсной фазы ее частицы вследствие взаимного сжатия деформируются, образуя определенного вида полиэдры (в монодисперсных системах образуются правильные гексаэдры). Процесс разрушения дисперсной системы в пенах и эмульсиях не ограничивается только слипанием частиц (коагуляцией), но может продолжаться до полного их слияния, т. е. коалесценции. [c.221]

В соответствии с автокаталитической теорией Мюллера для поли-дисперсных систем частицы различной величины агрегируются скорее, чем частицы одинаковых размеров. Особенно это справедливо, если частицы золя по размерам отличаются в 30—40 раз и более, что отмечается в случае очистки воды сульфатом алюминия. Размер мицелл и первичных частиц золя удлиненной формы находится в пределах 0,0002—0,05 мкм [42], тогда как глинистые частицы имеют размер 0,1—0,05 мкм. Коагуляция первичных частиц удлиненной формы ускоряется, так как они подвержены одновременно поступательному и вращательному броуновскому движению, что увеличивает вероятность столкновения анизодиаметрических частиц. Изменение числа больших частиц можно определить по уравнению Смолуховского (1.29), а малых — по уравнению Мюллера [c.37]

В соответствии с теорией случайных процессов, при броуновском движении двух частиц можно одну частицу рассматривать как неподвижную, т. е. связать начало координат с данной, скажем, п-мерной частицей, считая при этом, что вторая частица имеет коэффициент диффузии, равный сумме коэффициентов диффузии частиц Отп = = От + Оп. При сближении частиц иа расстояние Нтп, равное сумме радиусов т-мерной и -мерной частиц, происходит их коагуляция, т. е. они переходят в новое (т-Ьп)-мерное состояние, поэтому следует считать, что концентрация /и-мерных частиц на расстоянии Ятп от центра п-мерной частицы равна нулю. При таких краевых условиях и в предположении сферической формы частиц выражение (IV—45) может быть записано в виде [c.263]

Приведённые данные характеризуют скорость коагуляции аэрозолей только в первом приближении. На скорость разрушения систем с газовой дисперсионной средой, помимо частоты столкновения частиц, влияют и другие факторы. Так, коагуляции аэрозолей способствует полидисперсность и анизодиаметрическая форма частиц. Разрушение аэрозолей ускоряется при наличии в них противоположно заряженных частиц. Наоборот, если частицы аэрозоля обладают одинаковым по знаку и [c.349]

В полидисперсных системах коагуляция происходит быстрее, чем в монодисперсных, так как крупные частицы при оседании увлекают за собой более мелкие. Форма частиц также влияет на скорость коагуляции. Например, удлиненные частицы коагулируют быстрее, чем шарообразные. [c.74]

Основные закономерности броуновского движения были установлены в начале текущего столетия. Однако до настоящего времени в полной мере (количественно) не выяснено влияние размера и формы частиц на некоторые их свойства, в частности на коагуляцию дисперсных систем и пептизацию их осадков. [c.6]

Сопоставление результатов измерения сил прилипания со значением равновесного расстояния между контактирующими поверхностями (например, методом плоскопараллельных дисков) позволяет оценить энергию коагуляционной связи и выяснить условия, при которых она достигает критического предела, отвечающего порогу быстрой коагуляции. Другое приложение полученных результатов сводится к вычислению из данных о элементарных силах контактного взаимодействия прочности дисперсной структуры. По многим причинам (форма частиц, разброс силы прилипания, неоднородность структуры суспензии) такие подсчеты затруднительны., однако для модельных суспензий, состоящих из монодисперсных шариков с известной степенью заполнения объема системы (известное число контактов в единице объема), удалось получить удовлетворительное совпадение вычисленных и экспериментальных значений предельного напряжения сдвига [8]. [c.128]

Прежде чем перейти к обсуждению применимости изложенных соображений к кинетике коагуляции гидролизующимися коагулянтами, коснемся кратко вопроса влияния формы частиц на скорость коагуляции. [c.138]

Эта зависимость действительна в начальный период коагуляции при условии, что все столкновения частиц эффективны. Молекулярно-кинетическая-коагуляция ускоряется при несимметричной форме частиц, а также при полидисперсности золя по мере укрупнения частиц скорость коагуляции значительно снижается. [c.615]

Твердые частицы аэрозолей представляют собой либо кристаллики, либо неправильные обломки (в пылях). При коагуляции твердых частиц образуются агрегаты, нередко имеющие форму простых или разветвленных цепочек. [c.16]

Влияние различных электролитов обычно сравнивают, пользуясь значением порога , которая обозначает минимальную концентрацию в миллимолях на 1 л, вызывающую коагуляцию. Порог коагуляции для неспецифичных электролитов можно интерпретировать через электростатическое отталкивание и ван-дер-ваальсо-вое притяжение частиц. Силы ван-дер-ваальсового притяжения изменяются в зависимости от размера и формы частиц, но, в общем, эти силы между коллоидными частицами действуют на расстояниях порядка собственных размеров этих частиц [98]. [c.182]

Таким образом, в определенной, сравнительно узкой области pH коллоидная гидроокись рутения заряжена положительно. Интенсивная адсорбция рутения в этой области обусловлена положительным зарядом образующихся частиц, адсорбирующихся на отрицательно заряженном стекле. Это могут быть обычные коллоидные частицы, обладающие положительным зарядом, или какие-либо переходные к коллоидной форме, например полимерные молекулы гидроокиси, в составе которых недостает гидроксильных групп. В нервом случае имеет место коагуляция коллоидных частиц на поверхности стекла. Во втором случае адсорбция может происходить за счет слабо насыщенных химических связей, которыми могут обладать такие промежуточные формы. О возможности участия их в процессе адсорбции говорит тот факт, что в случае свежеприготовленных растворов максимум адсорбции сильно расширен в сторону высоких pH. Следовательно, при этих pH адсорбируются какие-то неустойчивые, быстро исчезающие из раствора формы рутения. [c.106]

Режимы движения фаз в колонных аппаратах чрезвычайно многообразны. Знание закономерностей поведения фаз в каждом режиме и пределов изменения гидродинамических параметров, в которых существует тот или иной режим, соверщенно необходимо при правильном определении условий проведб йя химических и тепло-массообменных процессов. Многообразие режимов движения фаз в аппаратах колонного типа обусловлено многими факторами в частности, многообразием участвующих в движении сред (твердые, жидкие и газообразные), многообразием величин и направлений скоростей фаз, различными условиями ввода и вывода фаз, возможностью возникновения различного рода неустойчивостей в двухфазном потоке, возможностью протекания процессов дробления и коагуляции частиц, а также влиянием поверхностно-активных веществ и различных примесей на поведение капель и пузырей. Однако при всем многообразии различного вида течений, встречающихся в колонных аппаратах, можно вьщелить определенный класс дисперсных потоков, которые имеют ограниченное число установившихся режимов, а поведение фаз в этих режимах определяется общими для всех систем закономерностями. Такие потоки можно назвать идеальными. Они существуют при скоростях движения фаз, сравнимых со скоростью их относительного движения. При этом частицы распределены достаточно равномерно по сечению аппарата если и существуют градиенты концентрации дисперсной фазы, то они имеют конечную величину. Это означает, что концентрация частиц в среднем меняется от точки к точке непрерывным образом. Форма частиц близка к сферической, а их размер не слишком отличается от среднего размера частиц в потоке. [c.86]

Согласно Пешли, гидратные (точнее, структурные) силы могут возникать как на гидрофильных поверхностях с гидратированными полярными или ионными группами, так и на поверхностях, которые вначале не являются гидрофильными, но могут изменяться при адсорбции гидратированных форм и вести себя как гидрофильные ( вторичная гидратация ) [121]. В основе теории гидратных сил лежит положение о поверхностной адсорбции гидратированных ионов. Анализ явления показывает, что действие гидратных сил определяется не только плотностью адсорбированных катионов, но и изменением свободной энергии, связанным с замещением катионом иона Н3О+. Силы гидратации проявляются в достаточно концентрированных растворах (более 10 моль/л), и их величина определяется положением ионов в лиотропном ряду. Этот механизм, согласно которому взаимодействие гидратированных катионов приводит к возникновению сил отталкивания между поверхностями с достаточно высокой плотностью поверхностного заряда и слабой способностью к образованию водородных связей, может объяснить высокие пороговые концентрации, необходимые для коагуляции амфотерных частиц латекса полистирола [501] и золя SIO2 [502]. [c.173]

Трудность при исследовании коагуляции золей заключается в ио-лидисиерсности, приводящей к повышенным скоростям, а также в не-сферичности форм частиц (Бусф, 1954), которая способствует возрастанию вероятности столкновения. Единственными системами, действительно близкими к теоретически рассмотренной модели, являются монодиснерсные синтетические полимерные латексы. Но даже и в этих [c.106]

Приведенные данные характеризуют скорость коагуляции аэрозолей только в первом приближении. На скорость разрушения си-< тем с газовой дисперсионной средой, помимо частоты столкновения частиц, влияют и другие факторы. Так, коагуляции аэрозолей способствует полидисперсность и анизодиаметрическая форма частиц. Разрушение аэрозолей ускоряется при наличии в них противоположно заряженных частиц. Наоборот, если частицы аэрозоля обладают одинаковым по знаку и достаточно большим по величине зарядом, то наблюдается рассеяние частиц. Сопротивпте сраы [c.349]

Г. Мюллер распространил теорию на случаи коагуляции полидисперсных систем и систем с палочкообразными и пластинчатыми частицами. В соответствии с теорией Мюллера в полидисперсных системах коагуляция протекает быстрее, чем предсказывает теория Смолуховского. Отклонение форм частиц от сферической также способствует повышению скорости коагуляции, так как, кроме поступательного броуновского движения, к столкновениям приводит вращательное броуновское движение. Теоретические предположения Мюллера экспериментально подтверждаются работами Вигнера, Туорила, Маршала. [c.109]

Коагуляция проявляется в двух формах явной и скрытой. При явной коагуляции диспергированные частицы, соединяясь между собой в агрегаты, увеличиваются в размере и массе. Броуновское движение уже недостаточно для поддержания частиц во взвешенном состоянии, и поэтому они оседают, или, как говорят, се-диментируют [зе(Итеп1ит — осадок (лат.)]. При явной [c.233]

Сфероидальная форма частиц, способствующая большей устойчивости к истиранию, достигается методом коагуляции в капле в аммиачноуглеводородной среде. Размеры гранул определяются вязкостью углеводородной среды, интенсивностью перемешивания золя в формовочной колонне и степенью диспергирования. [c.68]

Отклонение формы частиц от сферической дает ряд новых эффектов [28]. В первую очередь это дихроизм — различие в интенсивности рассеяния света при падении на частицы луча света, параллельного и перпендикулярного длинной оси частицы. Практически дихроизм можно наблюдать, если все частицы коллоидного раствора ориентировать параллельно воздействием электрического (или магнитного) поля. При достаточно больщой концентрации частиц эффекты их ориентации во внещнем поле мог>т многократно перекрываться эффектами коагуляции под действием внещнего поля. Примечательно, что коагуляция может быть обратимой по отнощению к полю, т. е. при его выключении происходит распад флокул коагулята на исходые частицы и возврат к первоначальной величине коэффициента рассеяния света (см. подраздел 3.19). [c.748]

Приняв упрощенно форму поглощающей поверхности вытянутой частицы за эллипсоид с соотношением размеров осей а, ]У1юл-лер показал, что отношение константы скорости коагуляции таких частиц к константе скорости коагуляции сферических частиц составляет приблизительно 1п 2а. Это означает, что при а = 10 скорость коагуляции анизодиаметрических частиц превышает скорость коагуляции сферических частиц в уравнении Смолуховского в 3 раза. Такой порядок увеличения скорости коагуляции с изменением формы частиц подтвержден подробным исследованием аэрозолей [45, 46]. Экспериментальная проверка уравнения Смолуховского, модифицированного с учетом вращения частиц, дала положительные результаты [47], [c.138]

В полидисперсных системах коагуляция происходит быстрее, чем в монодисперсных, т. к. крупные частицы при осаждении увлекают за собой более мелкие. Форма частиц также BJШяeт на скорость коахуляции. Например, удлиненные частицы коаг> лируют быстрее, чем шарообразные. Агломераты частиц, неоднородных по размеру, прочнее, чем агломераты однородных. [c.81]

Хотя эти опыты и показывают, что адсорбционные слои на аэрозольных частицах не влияют на скорость коагуляции, все же следует ожидать некоторого замедления коагуляции под влиянием посторонних паров в тех случаях, когда абсорбция или адсорбция пара вызывает заметное изменение формы частиц. Именно этот эффект и наблюдал Артемов 5 при исследовании влияния атмосферной влажности на коагуляцию дыма хлорида аммония, когда он нашел, что при относительной влажности >30% К = 0,3 X 10" см 1мин, при 35% — 0,23 10 , а при 40% — 0,175. 10 . По опытам Джиллеспи и Ленгстрота скорость исчезновения дыма хлорида аммония несколько возрастает с увеличением влажности при влажности ниже 60%. Хотя авторы приписали этот эффект, главным образом, возрастанию потерь частиц дыма с увеличением влажности, все же их результаты указывают на уменьшение константы коагуляции при повышении влажности. [c.157]

Форма осажденных частиц (агрегатов) хлорида аммония, образованных в воздухе с низкой влажностью, заметно отличается от сферической, но с увеличением влажности приближается к таковой. Таким образом, поведение дыма хлорида аммония в присутствии паров воды можно объяснить, если принять, что константа коагуляции возрастает с отклонением формы частиц от сферической, т. е. с увеличением радиуса сферы действия частиц. Это соображение подтверждается опытами с дымом п-нитрозоди- [c.157]

По исследованиям А. Ф. Борячека и др. твердая фаза суспензии гидроокиси магния в рассоле образована частицами, размеры которых колеблются от одного до десятков микрон. По-видимому, здесь идет речь о тех же вторичных частицах Mg (ОН) 2. Дальнейшая коагуляция вторичных частиц приводит к образованию отдельных хлопьев, которые представляют собой округлые, губчатые агломераты различной формы. На протяжении всего периода осаждения микроструктура суспензии фактически не изменяется, т. е. размеры частиц не увеличиваются и не меняется форма вторичных частиц. Из результатов этой работы следует, что процесс коагуляции гидроокиси магния резко замедляется на стадии образования вторичных частиц, очень слабо связанных между собой в хлопья. [c.76]

При коагуляции аэрозолей, состоящих, обычно, из частиц различной величины и неправильной -формы, процесс коагуляции идет сложнее, и в это1М случае обязательно надо принимать во внимание полидисперсность и учитывать влияние формы частиц (Г. М. Ромашев). [c.244]

П. я., к-рые могут быть названы физическими, связаны с избытком свободной энергии в поверхностном слое, с наличием поверхностного натяжения вследствие некомпенсированности молекулярных сил сцепления, действующих на молекулы поверхностного слоя. К этой группе П. я. относятся образование равновесных форм кристаллов при их росте, соответствующих минимуму свободной энергии при постоянстве объема шарообразная форма капель и пузырей, отвечающая условию минимума поверхности нри заданном объеме коалесценция — слияние капелек или пузырьков в эмульсиях, туманах и пенах коагуляция — агрегирование частиц дисперсной фазы и структурообразование в дисперсных системах, т. е. сцепление частиц в пространственные структуры — каркасы смачивание и прилипание, всегда связанные с уменьшением поверхностной энергии. Сложные формы жидких поверхностей раздела, возникающие нри совместном действии молекулярных сил (иоверх-ностпого натяжения и смачивания) и внешних сил (силы тяжести), рассматриваются теорией капиллярности (см. Капиллярные явления), связанной с общей теорией П. я. Из условия минимума свободной поверхностной энергии кристалла, различные грани к-рого (совместимые с данным типом кристаллич. решетки) имеют разные поверхностные натяжения, выводятся математически все возможные формы кристаллич. многогранников, изучаемые в кристаллографии. [c.51]

Скорость коагуляции зависит от полидисперсности и формы частиц. Различают ортокинетическую коагуляцию частиц различных размеров и перикинетическую коагуляцию практически монодисперсных частиц, когда коагуляция протекает под влиянием сил, действующих во всех направлениях одинаково. При прочих равных условиях ортокинетическая коагуляция протекает быстрее, чем перикинетическая, так как крупные частицы служат центрами, к которым прилипают мелкие крупные частицы увлекают мелкие при оседании. Было также показано, что скорость коагуляции удлиненных частиц выше, чем у сферических. [c.157]

Скорость коагуляции зависит от полидисперсности и формы частиц. Различают ортокинетическую коагуляцию частиц различных размеров и перикинетическую коагуляцию практически монодисперсных частиц, когда коагуляция протекает под влиянием сил, действующих во всех направлениях одинаково. При прочих равных условиях ортокинетическая коагуляция протекает быстрее, чем перикинетическая, так как крупные частицы. служат центрами, к которым прилипают мелкие крупные ча- [c.186]

Технология получения аэросила, обладающего высокой степенью чистоты (99,8%), включает пиролиз 81014, коагуляцию аэросила, десорбцию хлористого водорода с поверхности ЗЮз и некоторые другие стадии. Крупные хлопья отделяются, проходя через коагуляционную зону [479]. Для удаления остатков хлористого водорода, окклюдированного аэросилом, последний подвергают обработке горячим воздухом и вакуумированием. Содержание остаточного хлористого водорода не превышает 0,025%. Образующийся в процессе производства хлористый водород используется для получения соляной кислоты. Высокая степень чистоты исходных реагентов, тщательная регулировка подачи гремучей смеси, гомогенность реакционной массы, высокая температура процесса (1000 °С), применение других технологических приемов позволяют получать однородный аэросил [479]. Полученные сферические частицы гидрофильны, имеют диаметр 5—20 нм и удельную поверхность 50—400 м /г. Аэросил ограниченно растворим в воде (150 мг/л) и выгодно отличается чистотой от двуокиси кремния, полученной осаждением (99,8 и 88% соответственно). В 1 г содержится в среднем —10 частиц [4 , 481]. От других типов двуокиси кремния аэросил отличается и меньшим числом гидроксильных групп на поверхности [482]. Сферическая форма частиц аэросила сохраняется до величины удельной поверхности 300 м /г [483]. При ее увеличении поверхность частиц растрескивается и несколько возрастают их размеры. По-видимому, наиболее мелкодисперсной в настоящее время является двуокись кремния найокол 215 с размерами сферических частиц 2 им, [484]. [c.35]

В ПКС последовательное изменение параметров (степень упорядочения, размер и форма частиц, величина межчастичных расстояний, природа фаз, наличие примесей) вызывает обычно соответствующее изменение упруго-пластичных свойств. При этом отчетливо выявляются особенности в природе и закономерностях действия сил между микрообъектами, что привлекает внимание исследователей в области поверхностных явлений, молекулярной физики, биофизики, а также специалистов по переработке дисперсных систем, которым необходимо знать оптимальные условия и режимы технологических процессов протекания элементарных актов взаимодействия микрообъектов и образования коллоидных структур. Так, например, многие лакокрасочные композиции из дисперсий полимеров вместе с частицами пигментов образуют малопрочные ПКС, превращающиеся при формировании покрытий в необратимые структуры. На изменение свойств композиций со временем, а также в процессах сушки и термической обработки решающее влияние оказывает взаимодействие дисперсных частиц друг с другом и с жидкой средой. Хорошее покрытие с равномерным распределением пленкообразующего вещества получается, если дисперсия как в исходном состоянии, так и при ее концентрировании сохраняет достаточную устойчивость к непосредственному слипанию частиц, т. е. когда в системе отсутствует коагуляция (рис. 2) [6]. При этом частицы взаимодействуют через разделяющие их жидкие прослойки. Аналогично в случае керамических масс, шликеров и многих других паст ( структурированных суспензий ), важнейшие технологические свойства которых — пластичность и способность к токсотропным превращениям — определяются прежде всего взаимодействием частиц друг с другом и с дисперсионной средой [7—9]. Чтобы взаимодействие было опти- мальным, а также для выполнения других требований, предъ- [c.11]