Электростатическая составляющая расклинивающего давления

Устойчивость дисперсных систем определяется балансом энергии притяжения и энергии отталкивания частиц. Энергия притяжения обусловлена межмолекулярными силами, главным образом силами Ван-дер-Ваальса. В первом приближении эта энергия обратно пропорциональна квадрату расстояния между частицами. По теории ДЛФО (Дерягина, Ландау, Фервея, Овербека), учитывающей только электростатическую составляющую расклинивающего давления (давления отталкивания), энергия отталкивания убывает с расстоянием по экспоненциальному закону. [c.161]

Вблизи гидрофильных поверхностей плотность воды повышена и давление на стенке выше Рй- Структурная составляющая расклинивающего давления здесь положительна (П8>0). Резкое возрастание структурных сил отталкивания при утончении водных прослоек препятствует слипанию частиц гидрофильных коллоидов и обеспечивает устойчивость тонких пленок воды на гидрофильных поверхностях. В тех случаях, когда состояние поверхности является промежуточным между гидрофильным и гидрофобным, структура воды в граничных слоях изменена незначительно и структурное взаимодействие практически не проявляется. В этом случае взаимодействие м жду поверхностями, разделяющими водную прослойку, определяется, в соответствии с теорией Дерягина — Ландау—Фервея — Овербека (ДЛФО), молекулярной и электростатической составляющими расклинивающего давления [42, 43]. [c.16]

Таким образом, для определения электростатической составляющей расклинивающего давления интегрирование уравнения (VI. 95) необходимо провести в пределах области снижения потенциала при отталкивании пластин, т. е. от 2фх до нуля [c.326]

Следует отметить, что электростатическая составляющая расклинивающего давления в области малых потенциалов (VI.99) сильно зависит от значения потенциала (пропорционально ф ), о ростом же потенциала эта зависимость становится менее заметной. [c.327]

Широкое признание и распространение получила теория, учитывающая электростатическую составляющую расклинивающего давления (отталкивание) и его молекулярную составляющую (притяжение). Эта теория удовлетворительно описывает закономерности поведения типично лиофобных дисперсных систем, для которых можно пренебречь адсорбционно-сольватным фактором устойчивости. [c.325]

Данные по набуханию каолинита описываются двойной экспонентой [124]. Вычисленные в интервале 1,0Оценка констант К 8-10 Па и / 1,9 нм для внешней части граничного слоя (2,5каолинитовыми частицами воды в работе [124] была проведена после учета ионно-электростатической составляющей расклинивающего давления. [c.41]

Представляет интерес вопрос о разграничении внешней части граничного слоя, адсорбционно связанной воды и осмотически связанной воды. Данные по набуханию каолинита в воде [124] ясно показывают, что переход от граничного слоя к осмотически связанной воде диффузен в интервале значений толщины /г = 2,5-ь5 нм наряду со структурной проявляется также ионно-электростатическая составляющая расклинивающего давления, ответственная за осмотически связанную воду. [c.42]

Таким образом, энергия отталкивания пластин, как и электростатическая составляющая расклинивающего давления, возрастает с уменьшением расстояния/г между ними по экспоненциальному закону. [c.328]

К настоящему времени наиболее строго разработаны и получили экспериментальное подтверждение теории молекулярной и электростатической составляющих расклинивающего давления. [c.136]

Чтобы получить выражения для электростатической составляющей расклинивающего давления ГЬг и энергии пленки, лежащие в основе теории ДЛФО, рассмотрим распределение потенциала в растворе электролита (достаточно разбавленном) в зазоре между двумя параллельными одноименно заряженными поверхностями (рис. IX—7). Как было показано в гл. УП, вблизи заряженной поверхности существует размытый диффузный слой преимущественного концентрирования противоионов, в котором потенциал падает от значения (на границе адсорбционного слоя) до нуля на бесконечно большом расстоянии от нее (пунктирные кривые на рис. IX—7). В дальнейшем, для простоты записи мы исполь-зуем вместо потенциал поверхно- ш сти фо, отвлекаясь от адсорбционной Ф)( 2) части двойного электрического слоя, если же требуется ее учет, то в последующих выражениях фо следует заменить на фй, а координату х — на x—d. Рис. IX—7 При сближении заряженных поверхностей до расстояний, соизмеримых с [c.257]

Рис. 1Х-9. Зависимость электростатической составляющей расклинивающего давления П,/ от <у)о-потенциала

Таким образом, строение диффузной части двойного электрического слоя определяет зависимость электростатической составляющей расклинивающего давления от толщины пленок экранировка заряженной поверхности слоем противоионов приводит к резкому падению электростатической составляющей расклинивающего давления с увеличением толщины пленки. [c.258]

Найденные выражения для электростатической составляющей расклинивающего давления и энергии пленки отвечают отталкиванию (положительны). Они могут быть теперь сопоставлены с полученными ранее выражениями для молекулярных составляющих этих величин (вообще говоря, отрицательных — описывающих притяжение). Это позволяет, в соответствии с теорией ДЛФО, рассмотреть природу устойчивости тонких пленок и соответственно дисперсных систем, стабилизированных диффузными ионными слоями. Суммируя выражения (IX—28а) и (IX—29) с выражениями (IX—13) и (IX—12а), получаем [c.259]

Утоньшение пленок может заканчиваться их разрывом или же образованием метастабильно-равновесного состояния, когда расклинивающее давление в пленке равно по абсолютной величине капиллярному давлению, определяемому кривизной поверхности окружающего пленку мениска эту величину можно изменять, отсасывая жидкость из канала Гиббса — Плато. Возникновение положительного по знаку расклинивающего давления в пенных пленках может быть обусловлено электростатической составляющей расклинивающего давления. В области сравнительно толстых пленок (см. гл. IX) расклинивающее давление в пленке определяется молекулярной и электростатической составляющими, следовательно, [c.279]

Этому отвечает наблюдаемое в ряде случаев уменьшение равновесных толщин пленок, если наряду с ПАВ в состав дисперсионной среды вводить электролит величина электростатической составляющей расклинивающего давления для данной толщины пленки при этом уменьшается и соответственно условию (X—6) отвечает меньшая толщина пленок. Зависимость толщины пенных пленок от концентрации электролита в дисперсионной среде, как показали результаты прове- [c.279]

Природа агрегативной устойчивости дисперсных систем с частицами твердой дисперсной фазы и жидкой дисперсионной средой определяется наряду с характером этих фаз также дисперсностью и кон-центра(ц 1ей частиц. Устойчивость гидрозолей при малой концентрации электролитов в системе обычно связана с проявлением электростатической составляющей расклинивающего давления (см. гл. IX), обусловленной перекрытием диффузных частей двойных электрических слоев. Приложение проведенного в 4 гл. IX анализа соотношения между электростатическим отталкиванием и молекулярным притяжением к количественному описанию устойчивости гидрофобных золей и влияния электролитов на их устойчивость будет проведено в следующем параграфе. [c.292]

Весьма своеобразны закономерности процессов агрегирования в системах, содержащих одновременно взвеси разных веществ. В этом случае наряду с рассмотренными выше процессами коагуляции однородных частиц может наблюдаться гетерокоагуляция — сцепление частиц разной природы. При этом иногда происходит обмен ролями между молекулярной и электростатической составляющими расклинивающего давления. Действительно (как отмечалось в 2 гл. IX), для несимметричных пленок (в данном случае — прослоек жидкости, разделяющих разнородные частицы) молекулярная составляющая расклинивающего давления может иметь положительный знак (А < 0) прослойка среды втягивается молекулярными силами в зазор между частицами. Это явление имеет ту же природу, что и упомянутое в 2 гл. I, возникновение нулевого двугранного угла при контакте жидкой фазы с границей зерен (в рассматриваемом случае — разделяющей разнородные материалы), когда поверхностные энергии фаз связаны условием Гиббса — Смита (III—29). [c.301]

Наоборот, если заряды поверхностей разнородных частиц имеют противоположные знаки, то электростатическая составляющая расклинивающего давления отрицательна разноименно заряженные частицы притягиваются друг к другу, причем это притяжение выражено тем сильнее, чем больше эффективный заряд частицы, т. е. чем более развиты диффузные слои противоионов. Проведенный Дерягиным теоретический анализ показал, что гетерокоагуляция должна преимущественно проявляться при низких концентрациях электролита в диспер- [c.301]

Электростатическая составляющая расклинивающего давления и е [c.352]

Чтобы получить выражения для электростатической составляющей расклинивающего давления П,/ и энергии пленки А [c.308]

Пе — электростатическая составляющая расклинивающего давления [c.8]

Дается пример упрощения, строгости и общности, достигаемых при расчете ионно-электростатической составляющей расклинивающего давления путем использования уравнения Гиббса—Дюгема, обобщенного введением электрических членов. [c.87]

В раборе Зоннтага с сотр. [56] на основе кинетики утончения исследовано расклинивающее давление в октановых пленках, стабилизированных 8рап-80. В широком интервале толщин (100 — 800 А) расклинивающее давление было отрицательным. Многочисленные исследования черных пленок показали, что энергетический барьер отталкивания, обеспечивающий устойчивость, возникает только при переходе л бислойным структурам. Результаты этих исследований тем не менее не могут служить доказательством того, что вклад ионно-электростатической составляющей расклинивающего давления в изменение свободной энергии всегда весьма мал по сравнению с молекулярной составляющей. Наоборот, в силу большой диффузности двойных электрических слоев в неводных средах энергия их ваимодействия может проявляться уже при очень больших толщинах и быть сопоставимой с ван-дер-ваальсовской, хотя суммарное расклинивающее давление будет при всех толщинах, вплоть до образования черной пленки, отрицательным. [c.133]

Термодинамический фактор устойчивости часто называют расклинивающим давлением. Он проявляется в тонких пленках, когда возникает избыточное давление, препятствующие их утончению под действием внешних сил. Причиной расклинивающего давления в пленках пены, стабилизированных ионогенными веществами, является отталкивание двойных электрических слоев, образованных ионами пенообразователя в растворе около поверхностей пленок, т. е. реализуется электростатическая составляющая расклинивающего давления. [c.276]

До сих пор речь шла о молекулярных силах в системах, составленных из однородных по своим свойствам слоев. Ситуация осложняется, например, в случае растворов, состав и концентрация которых в тонкой прослойке становятся зависящими от координаты точки внутри прослойки. Как показано в главах VI и V, в этом случае силы взаимодействия не сводятся только к молекулярным и появляются дополнительные составляющие, связанные с перекрытием диффузных слоев ионов (электростатическая составляющая расклинивающего давления) или нейтральных молекул (адсорбционная составляющая). [c.94]

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ РАСКЛИНИВАЮЩЕГО ДАВЛЕНИЯ [c.146]

Существует несколько вариантов расчета электростатической составляющей расклинивающего давления. Самый первый из них, опубликованный одним из нас [1], состоит в прямом нахождении электростатического расклинивающего давления в прослойке между заряженными параллельными плоскими пластинами, погруженными в раствор электролита. Принимая во внимание, что при одинаковом потенциале наружной и внутренней (по отношению к прослойке) поверхностей пластин гидростатическое давление, действующее на них, одинаково, было сделано заключение, что расклинивающее давление в этом случае определяется разностью максвелловских натяжений на внутренней и внешней поверхностях любой из пластин [c.146]

При строгом подходе к расчету изменения энергии при уменьшении зазорэ между заряженными поверхностями выражение для электростатической составляющей расклинивающего давления следует записать в виде [c.258]

Выражению (IX—28) для электростатической составляющей расклинивающего давления. можно придать следующий наглядный физический смысл. В соответств.ии с (IX—27), первое слагаемое в нем представляет собой осмотическое давление ионов в центре зазора, а второе — осмотическое давление в объеме диспероионной среды. Можно поэтому сказать, что расклинивающее давление равно разности осмотических давлений, под действием которой среда стремятся затечь в прослойку, раоклипивая ее. При малых зргачеииях ф(/г/2) разложение гиперболического косинуса в ряд сЬ [c.258]

Утоньшение ненных и эмульсионных пленок может приводить к возникновению метастабильно-равновесного состояния, которому соответствует условие и = —Ра (точка А на рис. IX—9). При этом толщина пленки зависит от концентрации электролита при увеличении концентрации электролита, когда электростатическая составляющая расклинивающего давления падает, происходит уменьшение равновесной толщины пленки. Пока пленка не очень тонка (Л 1 мкм), она окрашена интерференционными полосами. При высоких концентрациях электролита пленки имеют такую малую толщину, что теряют способность отражать свет при этом возникают так называемые первичные (или обычные) черные пленки. Кроме того, с ростом концентрации электролита падает и высота энергетического барьера, который препятствует выходу пленки из этого состояния метастабильного равновесия, т. е. падает ее устойчивость. Тепловые колебания поверхности — возникновение на ней рассмотренных в 1 гл. VIII волн Мандельштама — содействуют преодолению этого потенциального барьера. Если при этом нет иных факторов стабилизации, то такое (локальное) преодоление энергетического барьера приводит к прорыву пленки. [c.260]

Природа агрегативной устойчнвос1ги дисперсных систем с частицами твердой дисперсной фазы и ясидкой дисперсионной средой определяется составом этих фаз, дисперсностью и концентрацией частиц. Устойчивость гидрозолей при малой концентрации электролитов в системе обыч]ю связана с проявлением электростатической составляющей расклинивающего давления (см. гл. IX), обусловленной перекрытием диффузных частей двойных электрических слоев. [c.355]

Радиус действия адсорбционной составляющей П йд весьма мал, поэтому ее вкладом в Да даже при очень больших величинах Ha j можно пренебречь [18, 144]. Электростатическая составляющая Пе в анолярных средах исследована очень мало. Необходимые для ее расчета параметры (потенциал и вид зависимости от толщины) точно неизвестны. В работе [158] было показано, что с помощью добавок длинноцепочечных ионогенных ПАВ можно подобрать условия, когда электростатическая составляющая расклинивающего давления исключается. [c.132]

Так, в частности, после того как Пэшли [155] изменил метод расчета электростатической составляющей расклинивающего давления в прослойках электролитов, претерпели существенные йзмене-ния и рассчитанные им до этого по разности П = П — П — П [c.238]

Исследования по методике АНИ проводятся при пластовых температурах (80 С). В этом случае граничные слои воды с аналогичными свойствами практически разрушены. Следовательно, структурная составляющая расклинивающего действия почти отсутствует, поэтому весь процесс ингиб1ф0вания гидратации глин идет в основном за счет подавления электростатической составляющей расклинивающего давления П . При указанных температурах важным становится действие потенциалоопределяющих ионов. Либо процессы физической адсорбции еще превалируют над процессами десорбции, либо ингибирующий эффект усиливается в результате интенсификации процессов хемосорбции. [c.140]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология