Гидратная оболочка Двойной слой ионов Диффузный

В системе глина—вода весьма важно взаимодействие воды с твердой фазой. Связанной водой (за исключением воды конституционной) является адсорбированная вода первого молекулярного слоя [86]. Вода диффузных двойных слоев ионов, образующая так называемую гидратную оболочку, связана весьма слабо. Свободная вода — это вода, иммобилизованная в коагуляционной структуре пасты, хотя она вытесняется с трудом вследствие высокой дисперсности этой структуры. В гидрофобных суспензиях, дающих компактную коагуляцию с образованием крупных агрегатов, количество иммобилизованной воды сравнительно невелико. При переходе к более гидрофильным дисперсным фазам оно увеличивается вследствие резкого роста числа при переходе от компактной коагуляции к сплошной коагуляционной структуре геля. [c.30]

Очень сильное влияние на упорядочивающее воздействие поверхности глинистых минералов на воду оказывает состав обменных катионов. Это объясняется прежде всего прочностью связи катионов с поверхностью глинистой частицы, т. е. способностью их к диссоциации и участию в катионообменных реакциях. Степень поверхностной диссоциации (т. е. поверхностного растворения) глинистых минералов, замещенных одновалентными катионами, на один-два порядка выше степени диссоциации глин, обменный комплекс которых насыщен двухвалентными катионами. При прочих равных обстоятельствах степень поверхностной диссоциации зависит не только от плотности заряда обменного катиона, но и от взаимного влияния силовых полей поверхности частицы и катиона друг на друга при взаимодействии с водой. По мере увлажнения поверхности глин вокруг обменных катионов развиваются области с упорядоченными молекулами воды. Часть слабо связанных с поверхностью катионов удаляется от нее и может участвовать в трансляционном движении вместе с молекулами воды и растворенными в ней органическими и неорганическими веществами. Если в дисперсионной среде находятся крупные гидратированные катионы (Ма+, Mg2+), то они, вытеснив с поверхности глинистого минерала менее гидратированные катионы (К+, Са ), могут привести к увеличению гидратной оболочки глинистых частиц. В натриевом бентоните по мере возрастания содержания воды и уменьшения концентрацни суспензии отдельные слои глинистых частичек полностью диссоциируют. В бентоните, обменный комплекс которого насыщен магнием или кальцием, этого не произойдет, хотя ионный радиус этих катионов в гидратированном состоянии почти в два раза превышает радиус гидратированного натрия. Это, видимо, является следствием как изменения структуры воды и размеров гидратированных катионов вблизи поверхности в зависимости от их химического сродства, так и сжатия диффузной части двойного электрического слоя. [c.70]

Исследования показали [25, 27], что кривые Pm=f ) в пределах Рт= 3—30) -Ю дин/см могут быть представлены двумя прямолинейными участками, которые имеют различные наклоны к оси W и соединяются плавной кривой. Первый участок начинается, когда пластическая прочность массы становится выше (6—11) Ю дин/см" . На этом участке дисперсная система содержит преимущественно связанную адсорбционную воду. Вода диффузных двойных слоев ионов находится в количестве, недостаточном для полного развития гидратных оболочек. Иммобилизованная вода может присутствовать лишь в отдельных участках системы. При переходе ко второму участку, расположенному ниже Рт= 6—11)-105 дин/см , в массе происходит полное разви- [c.156]

Вблизи заряженной поверхности кристалла в растворе вследствие притяжения электрическим полем сорбируются ионы противоположного знака (компенсирующие ионы), которые и образуют внешнюю обкладку двойного электрического слоя оца может иметь различную толщину в зависимости от концентрации раствора [89]. В очень разбавленных растворах под действием теплового движения ионы, составляющие внешнюю обкладку двойного слоя, могут удаляться на значительные расстояния от поверхности и весь слой может иметь заметную толщину. В концентрированных же растворах слой сжимается почти до моно-молекулярного, а в диффузной его части остается лишь небольшая часть заряда. Важно то, что эти ионы прочно удерживаются электростатическими силами и, следовательно, также являются адсорбированными во внешней обкладке двойного слоя (в растворе). Перенос ионов из раствора во внешнюю обкладку двойного электрического слоя и получил название вторичной обменной адсорбции. Поскольку ионы не входят в решетку кристалла в этом случае, они, по-видимому, в значи-тель юй степени сохраняют при адсорбции свою гидратную оболочку. Вторичная адсорбция наименее специфична, так как в ней могут принимать участие все без исключения ионы, находящиеся в растворе. [c.74]

Большим шагом в понимании механизма коагуляции и в построении будущей наиболее общей теории коагуляции являются работы Б. В. Дерягина с сотрудниками и учение о расклинивающем давлении , основанное на электростатических представлениях. Согласно взглядам Б. В. Дерягина, коагулирующее действие электролитов заключается не столько в непосредствен- ном уменьшении сил отталкивания между частицами через понижение С-потенциала, сколько в том, что изменение строения двойного слоя и сжатие его диффузной части, вызванное прибавкой к золю электролита-коагулятора, влечет за собою понижение механической прочности ( расклинивающего действия) сольватных (гидратных) оболочек диффузных ионов, разъединяющих коллоидные частицы. [c.148]

Гидрофобные системы характеризуются тем, что их частицы неспособны к гидратации, т. е. поверхностные молекулы ядра не взаимодействуют непосредственно с водой. Образование двойного электрического слоя вокруг частиц приводит к тому, что ионы диффузного слоя входят в него вместе со своими гидратными оболочками. Таким образом, гидрофобная коллоидная частица, неспособная к непосредственной гидратации, гидратируется за счет [c.204]

Как известно [74], Са-глины прочнее связывают воду, чем Ма-глины, по величине энергии связи, т. е. по теплотам смачивания, являясь более гидрофильными. Однако они не образуют диффузных двойных слоев столь большой толщины, как На-гли-ны, а поэтому не обнаруживают пептизации частиц и дают компактную коагуляцию через тончайшие прослойки воды. Это означает, что вся возможная поверхность глины и в этом случае взаимодействует с водой, но это взаимодействие не сопровождается высвобождением частичек и, следовательно, значительным увеличением их числа в единице объема, как это наблюдается в Ыа-глинах. В последнем случае частички связаны в местах контактов гораздо слабее, но их число, а следовательно, и число контактов значительно больше. В предельном случае при полном замещении катионообменного комплекса ионом натрия диффузные силы ионов настолько развиты, что пептизация частиц и их стабилизация в разбавленных суспензиях являются полными. Прочность структуры в таких суспензиях падает до нуля и тиксотропные системы становятся слабо выраженными. Из твердообразной структурированной системы такая суспензия Ыа-глины становится высоковязкой, почти бесструктурной жидкостью, вязкость которой резко повышена вследствие значительного заполнения объема большим числом свободных частичек с сильно развитыми на них диффузными ионными силами — гидратными оболочками. [c.30]

Из всего вышесказанного не следует делать вывод о том, что основная причина коагуляции заключается в достижении некоторого постоянного для всех случаев критического дзета-потенциала. Исследования последних лет, проведенные советскими учеными В. В. Дерягиными его сотрудниками, показали, что коагулирующее действие электролитов заключается не столько в непосредственном уменьшении сил отталкивания между коллоидными частицами через понижение дзета-потенциала, сколько в том, что изменение строения двойного электрического слоя и сжатие диффузной его части, обусловленное прибавлением электролита-коагулянта, влечет за собой понижение расклинивающего действия гидратных (сольватных) оболочек диффузных ионов, разъединяющих коллоидные частицы. Иными словами, [c.461]

Механизм электроосмоса заключается в следующем. Нерастворимый материал мембраны при контакте с жидкостью (водой) диссоциирует с поверхности, отщепляя в жидкость те или другие ионы. Возникает двойной электрический слой, внутренняя обкладка которого входит в состав твердой фазы, а противоионы диффузно располагаются в жидкости. При включении постоянного электрического тока противоионы диффузного слоя перемещаются к электроду соответствующего знака. Так как ионы в воде всегда гидратированы, то при движении иона с ним увлекается определенный объем диснор-сноннной среды за счет сил молекулярного трения (вязкости) между гидратной оболочкой иона и окружающей жидкостью. Очевидно, что чем больше толщина диффузного слоя и меньше площадь поперечного сечения капилляра или поры мембраны, тем сильнее проявляется электроосмотический перенос жидкости. Например, силикаты, входящие в состав стекла, на границе с водой диссоциируют по уравнению [c.409]

Пептизация может быть вызвана действием как электролитов, так и неэлектролитов, растворенных в жидкости. Растворенное вещество вызывает пептизацию в том случае, если его молекулы или ионы адсорбируются на поверхности данных частиц, образуя вокруг них довольно прочную адсорбционно-сольватную пленку или двойной электрический слой. Например, осадок Ре(ОН)з пептизируется солями трехвалентного железа (в частности, РеС1з), при действии которых потенциалообразующий ион Ре + адсорбируется поверхностью частицы. В некоторых случаях пептизация вызывается заменой ионов диффузного слоя другими ионами с меньшей валентностью. В результате такой замены толщина диффузного слоя увеличивается, -потенциал возрастает, толщина гидратной оболочки вокруг частиц увеличивается, что приводит к разрыву связей между ними. Пептизация такого типа, основанная на ионном обмене, имеет место в почвах. В черноземных почвах коллоидные частицы содержат в диффузном слое преимущественно ионы Са +, что обусловливает небольшую величину -потенциала и слабые силы отталкивания. В этом случае силы притяжения между коллоидными частицами преобладают над силами отталкивания при взаимодействии двойных электрических слоев частиц, что вызывает коагуляцию почвенных коллоидов. Находясь в коагулированном состоянии, почвенные коллоиды не вымываются из верхнего пахотного горизонта, сообщая почве ценные агрономические свойства. [c.342]

Н. П. Песковым и развитая Б. В. Дерягиным и сотрудниками. Согласно этой теории, электролиты, десольватируя (дегидратируя) часть противоионов диффузного слоя, способствуют переходу их в адсорбированный слой, в результате чего уменьшается толщина диффузного слоя и и-потенциал частиц. Сжатие диффузной части двойного слоя влечет за собой понижение механической прочности ( расклинивающего действия) сольватных (гидратных) оболочек диффузных ионов, разъединяющих коллоидные частицы. Все эти факторы вызывают уменьшение сил отталкивания, способствуют слипанию и укрупнению частиц. [c.317]

Изучению коагуляции золей посвящено много работ. Однако пока еще не создана единая теория, объясняющая все виды коагуляции. Наиболее хорошо согласуется с опытными данными теория устойчивости и коагуляции золей, предложенная Н. П. Песковым и развитая Б. В. Дерягиным и сотрудниками. Согласно этой теории, электролиты, десольватируя (дегидратируя) часть противоионов диффузного слоя, способствуют переходу их в адсорбированный слой, в результате чего уменьшается толщина диффузного слоя и С-потенциал частиц. Сжатие диффузной части двойного слоя влечет за собой понижение механической прочности ( расклинивающего действия) сольватных (гидратных) оболочек диффузных ионов, разъединяющих коллоидные частицы. Все эти факторы вызывают уменьшение сил отталкивания, способствуют слипанию и укрупнению частиц. [c.317]

Из всего вышесказанного не следует делать вывод о том, что основная причина коагуляции заключается в достижении некоторого постоянного для всех случаев критического дзета-потенциала. Исследования последних лет, проведенные советскими учеными В. В. Дерягиным и его сотрудниками, показали, что коагулирующее действие электролитов заключается не столько в непосредственном уменьшении сил отталкивания между коллоидными частицами через понижение дзета-потенциала, сколько в том, что изменение строения двойного электрического слоя и сжатие диффузной его части, обусловленное прибавлением электролита-коагулянта, влечет за собой понижение расклинивающего действия гидратных (сольватных) оболочек диффузных ионов, разъединяющих коллоидные частицы. Иными словами, необходимое для коагуляции данного золя понижение расклинивающего действия (или давления) сольватных оболочек достигается уменьшением диффузного слоя противоионов, что ведет к соответствующему понижению величины дзета-потен-адиала. [c.371]

Астабилизация полистирольного латекса проходит с постепенным образованием агрегатов глобул при неполном их слиянии в результате уменьшения степени гидратации адсорбированного ПАВ и одновременного изменения энтропии системы. Достижение предельно малой гидратации адсорбционного слоя соответствует такой степени агломерации глобул, при которой дальнейшая дегидратация общего адсорбционного слоя приведет к гидрофобизации поверхности, к резкому возрастанию сил взаимодействия между частицами через гидратные прослойки и к астабилизации системы. Малая плотность заряда на поверхности и недостаточное заполнение ее ПАВ способствуют образованию таких структур и в системах с ионным ПАВ [11, 12], однако гидратный слой, образованный ионами двойного диффузного слоя, препятствует необратимому слиянию глобул и переходу гелеобразования в коагуляцию. Чем выше насыщенность оболочек, тем более однофазна и упорядоченна надмолекуляр- [c.456]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология