Устойчивость и коагуляция лиофобных коллоидов

Приведенная картина описывает механизм потери агрегативной устойчивости только качественно, но она указывает и сам путь установления количественного критерия кинетической устойчивости лиофобных коллоидов. Этот путь лежит через рассмотрение кинетики процесса коагуляции и расчет его скорости. Классическая и очень абстрактная теория кинетики необратимой коагуляции коллоидов была разработана Смолуховским в 1917 г. [14], задолго до создания теории ДЛФО. Главный ее недостаток состоял в том, что она полностью игнорировала пространственный характер изменения сил взаимодействия коллоидныХ 1 частиц друг с другом и позтому не давала возможности связать скорость коагуляции с параметрами потенциала взаимодействия. Полагая, что в условиях максимально быстрой коагуляции каждая встреча ( столкновение ) частиц является эффективной , т. э. приводит к их необратимому слипанию или слиянию, Смолуховский показал, что скорость изменения суммарной численной концентрации V частиц и агрегатов, состоящих из любого числа одинаковых первичных частиц, подчиняется уравнению [c.261]

Сопоставьте механизмы коагуляции лиофобных коллоидов и нарушение устойчивости растворов ВМС. [c.370]

Нарушение устойчивости растворов ВМС при введении электролитов нельзя отождествлять с коагуляцией лиофобных коллоидов. Коагуляция золей происходит при введении малых концентраций электролита и представляет собой обычно необратимое явление. Выделение из раствора ВМС происходит при добавлении относительно больших объемов электролита, на 3...5 порядков превышающих порог коагуляции и не подчиняющихся правилу Шульце—Гарди. Процесс является обратимым, и после удаления из осадка электролита ВМС снова способно к растворению. [c.368]

Вопросы устойчивости дисперсных систем занимают центральное место в коллоидной химии, поскольку основной класс коллоидных систем — лиофобные коллоиды — термодинамически нестабильны, т. е. склонны к коагуляции. Коагуляция представляет собой процесс слипания (или слияния) частиц дисперсной фазы при потере системой агрегативной устойчивости. Придание системам устойчивости требует специальных методов стабилизации. Только при таких условиях возможно получение и использование многих ценных материалов, продуктов и других изделий, в частности лекарственных препаратов, аэрозольных средств и т. д. [c.424]

Устойчивость лиофильных золей, как уже было сказано, обусловливается их сольватацией (гидратацией), т. е. адсорбцией ими молекул растворителя. В результате этого коллоидные частицы лиофильного (гидрофильного) коллоида окружаются сольватной (гидратной) оболочкой, которая препятствует их слипанию в более крупные агрегаты, т. е. препятствует их коагуляции. При коагуляции лиофильных золей дисперсная среда не отделяется от дисперсионной фазы и слипающиеся частицы образуют гель, или студень. При коагуляции лиофобного коллоида дисперсная фаза отделяется от дисперсионной среды, образующиеся крупные агрегаты осаждаются под влиянием силы тяжести. Такой процесс осаждения называется седиментацией. [c.93]

При построении теории устойчивости и коагуляции лиофобных коллоидов обычно ограничиваются обсуждением потенциальных кривых для двух дисперсных частиц. Это оправдывается тем, что процессы ближней агрегации (коагуляции), протекающие в разбавленных золях, определяются парным взаимодействием, принятым в основу теории кинетики быстрой и медленной коагуляции. В случае дальнего взаимодействия микрообъектов и их фиксации во вторичном минимуме, когда возникают ПКС, необходим учет кооперативного эффекта. [c.38]

Отличительной особенностью лиофобных коллоидов является их двойственное отношение к электролитам. Так, присутствие небольших количеств некоторых, потенциалопределяющих ионов в дисперсионной среде является необходимым для придания всей лио-фобной системе агрегативной устойчивости. Но введение в устойчивый золь несколько ббльших количеств низкомолекулярных электро-литовг обычно вызывает сначала медленную, а затем по достижении пороговой, или критической, концентраций быструю коагуляцию золя. Фактически именно подобное поведение какого-либо золя под воздействием электролита считается достаточным, чтобы классифицировать его как лиофобный в отличие от лиофильных коллоидов, для коагуляциц которых необходима высокая концентрация электролита, порядка нескольких молей на литр. Анализ и критика более старых теорий и эмпирических закономерностей Марха, Фрейндлиха, Ленгмюра, Мюллера, Вольфганга Оствальда, Тежака и др., объясняющих потерю лидфоб ыми золями своей агрегативной устой- [c.259]

Механизм коагуляции лиофобных коллоидов и нарушения устойчивости ВМС различны. Коагуляция золей происходит обычно в результате сжатия двойного электрического слоя и уменьшения или полного исчезновения электрического заряда на поверхности частицы, являющегося в этом случае основным фактором устойчивости. Выделение из раствора ВМС при добавлении электролита объясняется уменьшением растворимости ВМС в концентрированном растворе электролита. Поэтому по аналогии с подобными явлениями в растворах низкомолекулярных [c.368]

Общие закономерности взаимодействия двух пластин (двух полубесконечных пространств, разделенных плоским зазором) установлены теорией устойчивости и коагуляции лиофобных коллоидов [87, 88]. Влияние толщины пластин на [c.36]

УСТОЙЧИВОСТЬ ЛИОФОБНЫХ коллоидов с ИОННЫМИ АДСОРБЦИОННЫМИ СОЛЯМИ. КОАГУЛЯЦИЯ ЛИОФОБНЫХ коллоидов ЭЛЕКТРОЛИТАМИ [c.135]

Как показали расчеты [14, 20], значения константы А латексных частиц лежат в пределах 1-10" —2-10 эрг. Таким образом, физическая теория устойчивости и коагуляции лиофобных коллоидов, впервые разработанная Дерягиным [21], может быть распространена и на первую стадию коагуляции адсорбционно ненасыщенных синтетических латексов, стабилизованных ионогенными эмульгаторами. [c.291]

Согласно современным представлениям устойчивость лиофобных коллоидов определяется балансом сил молекулярного притяжения и электростатического отталкивания между частицами. Количественная теория устойчивости на основе метода расчета силы и энергии взаимодействия коллоидных частиц была в 1937—1941 гг. развита в СССР Дерягиным (частично совместно с Ландау) и несколько позже независимо в Голландии Фервеем и Овербеком. Эта теория (теория ДЛФО) получила широкое признание и лежит в основе объяснения многообразных явлений, наблюдаемых при коагуляции лиофобных коллоидов электролитами и их смесями. [c.9]

Большая часть коллоидно-химических работ В. А. Каргина относится к довоенному периоду. Это исследования природы устойчивости и механизма коагуляции лиофобных коллоидов, механизма реакций между двумя коллоидными системами, изучение практически не исследованного в то время класса органозолей металлов и т. д. Интерес к проблемам коллоидной химии остался у В. А. Каргина и в более поздние годы, хотя основное его внимание было уже сконцентрировано на задачах полимерной науки. Особо стоит отметить выполненное в послевоенные годы исследование механизма образования коллоидных частиц. [c.6]

Наиболее полно изучены природа и механизм коагуляции лиофобных коллоидов. Современная физическая теория устойчивости лиофобных коллоидных систем, созданная Б. В. Дерягиным и Л. Д. Ландау [120] и, независимо от них, Фервеем и Овербеком [121] (теория ДЛФО), основывается на учете сил вандерваальсового притяжения между частицами и сил электростатического отталкивания, возникающих при перекрытии диффузных обкладок двойных электрических слоев сближающихся частиц. Различия в природе частиц могут изменить характер как вандерваальсового, так и электростатического взаимодействия их при достаточной разнородности частиц молекулярные и электрические силы могут поменяться ролями — первые будут приводить к результирующему отталкиванию, а вторые — к притяжению. Иным окажется и влияние добавок электролита — гетерокоагуляция или слипание разнородных частиц будут происходить при разбавлении раствора электролита. Особенности взаимодействия разнородных поверхностей учтены в теории гетерокоагуляции лиофобных коллоидов, развитой Б. В. Дерягиным [122]. [c.57]

Коагуляция лиофобных коллоидов. Вторичная устойчивость. Фервей [95] совершенно правильно подчеркнул различие между первичной устойчивостью коллоидов, связанной с зарядом поверхности, и вторичной устойчивостью, обусловленной эффективным отталкиванием коллоидных частиц. Первичная устойчивость определяется общим потенциалом твердого вещества, тогда как вторичная устойчивость — в основном электрокинетическим потенциалом. Для существования устойчивого золя необходимым условием является не только наличие первичного заряда на поверхности твердой фазы, но и диффузного двойного слоя достаточно большой толщины по сравнению с толщиной плоскости скольжения. Если большинство противоионов находится на расстоянии меньшем, чем расстояние до плоскости скольжения, тогда две коллоидные частицы при малом отталкивании могут приблизиться друг к другу на расстояние, достаточное для коалесценции их водных оболочек, и тогда происходит коагуляция. [c.181]

УСТОЙЧИВОСТЬ и КОАГУЛЯЦИЯ ЛИОФОБНЫХ коллоидов [c.120]

УСТОЙЧИВОСТЬ ЛИОФОБНЫХ КОЛЛОИДОВ С ионными АДСОРБЦИОННЫМИ СЛОЯМИ. КОАГУЛЯЦИЯ ЛИОФОБНЫХ КОЛЛОИДОВ ЭЛЕКТРОЛИТАМИ [c.240]

Параллелизм между влиянием электролитов на устойчивость гидрозолей и их влиянием на -потенциал наиболее отчетливо выражен в случае многовалентных и органических ионов, которые могут перезаряжать межфазную поверхность. В этом случае с повышением концентрации электролита устойчивость коллоида резко уменьшается и наступает быстрая коагуляция. Однако при еще более высоких концентрациях достигается вторая область устойчивости, связанная с тем, что вследствие перезарядки поверхности коллоид снова приобретает электрический заряд (но уже противоположного знака), который его стабилизирует. При достаточно высокой концентрации электролита -потенциал в любом случае уменьшается до нуля, и устойчивость коллоида пропадает. Подобное поведение лиофобных коллоидов подтверждает то решающее значение, которое имеют для их устойчивости электрические свойства поверхности частиц. [c.197]

Коллоидные частицы гидроокиси железа, кремнезема, глинозема и других веществ, защищенные гумусом, водой рек, морей и океанов, могут переноситься на значительные расстояния коагулируя в новой обстановке, они участвуют в образовании различных осадочных толщ (осадочных железных руд, бокситов, кремневых образований и т. д.). Если в речных водах содержится значительное количество ионов-коагуляторов (особенно Са ), коллоидные частицы коагулируют с образованием более или менее крупных хлопьев непосредственно в речной воде. В реках с большой скоростью течения скоагулированные частицы переносятся в море. Когда реки вымывают из берегов много гумусовых коллоидов (особенно в период паводков), частицы лиофобных коллоидов, включая глинистые минералы, оказываются защищенными и более устойчивыми к коагуляторам. В этом случае много коллоидных частиц транспортируется в моря, океаны, озера, и коагуляция значительной части коллоидов происходит в прибрежной зоне, в местах встречи фронта речной и более минерализованной и щелочной морской воды. Несмотря на очень незначительное содержание железа в морской воде, в отложениях морей прошлых геологических периодов встречаются огромные скопления металла. В палеозое и мезозое речные воды выносили в моря большие количества алюминия, который отлагался в виде коллоидных гидратов с образованием бокситов. [c.337]

Лиофобные коллоиды являются термодинамически неустойчивыми системами, стабильность которых обусловлена наличием адсорбционных ионных или молекулярных слоев. Изменения состояния этих слоев, механизм образования и свойства которых были рассмотрены в главах четвертой и пятой, сопровождаются изменением устойчивости лиофобных коллоидов и при определенных условиях могут приводить к потере устойчивости внешне это проявляется в агрегации и выпадении частиц из раствора или в их коагуляции. Таким образом, теория коагуляции тесно связана с выяснением природы устойчивости и самого существования золей, что придает ей большое значение. Условия коагуляции золей весьма различны и зависят от природы стабилизующих слоев. Целесообразно, поэтому, рассмотреть эту проблему отдельно для золей с ионными и молекулярными адсорбционными слоями. [c.135]

Различные главы монографии имеют неодинаковую степень законченности. Наиболее закончены главы, посвященные дисперсионной и электростатической слагающим расклинивающего давления, теориям обратимой и необратимой коагуляции и теории агрегативной устойчивости лиофобных коллоидов. Главы с описанием адсорбционной и структурной слагающих расклинивающего давления отражают сложность теоретического подхода и законченность его в настоящее время для общего случая. [c.203]

Определив из графика область концентраций, где можно ожидать излом на кривой, снимают еще несколько кинетических кривых при концентрациях, лежащих в пределах этой области. Зависимость длительности первой стадии коагуляции от концентрации электролита изображают в виде кривых t = /(С) или =/(lg ). Подобного рода кривые представлены на рис. 14. Находят на них точку излома. Концентрация электролита, соответствующая этой точке, есть ПБК. То же самое проделывают для электролитов с другой валентностью коагулирующего иона. Далее устанавливают соотношение ПБК под влиянием ионов различной валентности и сравнивают его с известным правилом Шульце— Гарди. Как известно, это соотношение является следствием современной физической теории устойчивости лиофобных коллоидов и формулируется как правило обратной пропорциональности коагулирующих концентраций электролитов шестой степени их валентности [c.87]

Как известно, разделение коллоидных систем на лиофобные и лиофильные с самого начала базировалось на различном характере закономерностей их коагуляции электролитами. Для коагуляции лиофильных коллоидов (в противоположность лиофобных) недостаточны малые концентрации электролитов и валентность противоиона играет намного меньшую роль. Это ясно указывает на то, что механизм устойчивости в обоих случаях различен по своей физической природе. [c.30]

Последнее предположение само по себе не очевидно. Оно связано с тем подтвержденным рядом экспериментов фактом, что свойства жидкости вблизи лиофобной новерхности отличаются от объемных только изменениями концентрации растворенных ионов и молекул и наличием электрического поля, но ничем другим. Этим упрощается расчет взаимодействия поверхностей, отделенных тонкой прослойкой, что и позволило построить последовательную количественную теорию устойчивости лиофобных коллоидов. Эта теория за более чем 30-летний период получила широкое распространение и была с успехом применена к объяснению как коагуляции лиофобных золей электролитами, так и многих других явлений. [c.30]

Характерные особенности кинетики коагуляции латексов, зависящие от их адсорбционного насыщения, показывают, что при возрастании плотности упаковки адсорбционных слоев происходит не только количественный рост устойчивости, но и качественное изменение механизма стабилизации [7, 1]. Латексы с разреженными адсорбционными слоями эмульгатора по характеру устойчивости близки к лиофобным коллоидам. При плотной упаковке адсорбционных слоев они приобретают свойства лиофилизированных систем. Затормаживание первой [c.213]

Теория устойчивости и коагуляции лиофобных коллоидов получила значительное развитие в работах Фервея и Овер-бека [91], которые подвергли, детальной разработке ряд вопросов, относящихся к взаимодействию поверхностей . Глазман и его сотрудники исследовали явления привыкания золей, антагонизма и синергизма, а также эффекты сольватации и адсорбции ионов [92, 93], а Барбой [94, 95] предложил общий кршерий устойчивости ионностабилизованных систем, применимый при любом потенциале поверхности частиц и при содержании в интермицеллярной жидкости смеси электролитов произвольного состава. [c.21]

Высказываются соображения [3], что механизм электроосаждения наполнителей и пигментов из таких систем подчиняется закономерностям образования электрофоретических осадков из дисперсий. Суш,ествующие научнообоснованные представления о механизме электрофоретического осаждения дисперсий применимы к ионно-стабилизированным лиофобным коллоидам. Эти представления основаны на теории устойчивости и коагуляции лиофобных коллоидов, развитой Б. В. Дерягиным, Л. Д. Ландау, Фервеем, Овербеком (теория ДЛФО) [1—3, 175—177], и на современном уровне учитывают не только парное, но и коллективное взаимодействие частиц, возможность их фиксации на дальних расстояниях, а также влияние однородного и неоднородного электрического поля на взаимодействие частиц. Обстоятельные обзоры по рассматриваемым вопросам приведены в литературе [1—3, 178]. Поэтому мы лишь кратко остановимся на основных положениях существующей теории, имеющих отношение к рассматриваемому вопросу. [c.82]

Пороги быстрой коагуляции, характеризующие первую стадию коагуляции адсорбционно ненасыщенных латексов, могут быть использованы для вычисления постояяной ван-дер ваальсова дритяжения, входящей в критерий устойчивости лиофобных коллоидов, теоретически устано влелный Б. В. Дерягиным и Л. Д. Ландау [c.130]

Дисперсная система, устойчивая в отношении коагуляции, может быть малоустойчивой в отношении гетерокоагуляции. В случае лиофобных коллоидов это следует из теории гетерокоагуляции Дерягина, согласно которой взаимодействие частиц определяется меньшим из значений поверхностных потенциалов частиц. Следовательно, как бы ни был высок потенциал частиц дисперсии, они будут прилипать к поверхности, если последняя слабо заряжена. Эта неустойчивость дисперсии по отношению к адагуля- [c.334]

Дисперсная система, устойчивая в отношении коагуляции, может быть малоустойчивой в отношении гетерокоагуляции. В случае лиофобных коллоидов это следует из теории гетерокоагуляции Дерягина, согласно которой взаимодействие частиц определяется меньшим из значений поверхностных потенциалов частиц. Следовательно, как бы ни был высок потен-диал частиц дисперсии, они будут прилипать к поверхности, если последняя слабо заряжена. Эта неустойчивость дисперсии по отношению к адагуляции не привлекает внимания в традиционном коллоидно-химическом эксперименте (где частицы могут прилипать к внутренней поверхности содержащего дисперсию сосуда), поскольку он завершается после формирования первого монослоя частиц. Формирование второго слоя практически невозможно, если система устойчива в отношении меж-частичных взаимодействий, т. е. агрегативно устойчива. Однако прилипание можно неограниченно усилить, если обеспечить контакт частиц с достаточно большой поверхностью, даже при мо-нослойной их локализации. [c.369]

Наибольший успех теории дальнодействующих поверхностных ил электростатической и молекулярной природы связан с тем обстоятельством, что на ее основе оказалось возможным количественно объяснить устойчивость лиофобных коллоидов и роль электролитов в их дестабилизации. Лиофобные золи — зто коллоиды, частицы которых относительно слабо взаимодействуют с молекулами дисперсионной среды. Их взаимодействие поэтому может быть сведено к силам электростатического отталкивания, возникающим при перекрытии ионных атмосфер, и силам дисперсионного взаимодействия. Это было предположено уже в статье Кальмана и Вильштетера [1] и положено в основу теории медленной коагуляции слабо заряженных и высокодисперсных коллоидов одного из авторов [2, 3] данной монографии. Практически нулевая скорость коагуляции обеспечивает лгрегативную устойчивость дисперсной системы, т. е. устойчивость ло отношению к процессам агрегирования. [c.259]

Остановимся вкратце лишь на тех работах, которые ближе к тематике книги. Ряд вопросов теории устойчивости лиофобных коллоидов был рассмотрен Барбоем влияние на пороги коагуляции величины потенциала частиц, заряда побочных ионов и состава электролита [27]. Все эти расчеты основаны на анализе баланса сил молекулярного притяжения и ионно-электростатического отталкивания в системах, состоящих из плоских частиц с фиксированным потенциалом диффузного двойного слоя. Броуновское движение частиц при этом полностью игнорировалось. Напротив, кинетические аспекты устойчивости подробно рассматривались Глазманом и Клигман [28]. Глазман и Барбой с сотр. [29]йоказали, что такие явления, как аддитивность, антагонизм, синергизм, в действии смесей ионов могут быть в принципе объяснены с помощью модели взаимодействующих плоских частиц при определенных предположениях относительно ад- [c.269]

В качестве физической основы построения теории устойчивости коллоидов взяты термодинамические свойства полимолекулярных жидких прослоек, зависящие от дальнодействующих поверхностных сил, порождающих различные слагающие расклинивающего давления — их основной термодинамической характеристики. В этом отношении подход автора резко отличен от подхода, принятого в монографии" Фервея и Овербека и в большинстве последующих работ. В них фактически рассматриваются только молекулярные и ионно-электростатические взаимодействия, которыми можно довольствоваться, и то не всегда (только в случае лиофобных коллоидов), а более широкое и строгое рассмотрение эффектов расклинивающего давления отсутствует. Одна из причин заключается в том, что, например, представление о структурной слагающей расклинивающего давления, выдвинутое автором еще в начале 1940-х годов, долго подвергалось сомнению и только в последнее время вошло в обиход под названием структурные силы . Неожиданностью явилась и обнаруженная нами электронная слагающая расклинивающего давления . В то же время в данной монографии теория ионно-электростати-ческой слагающей расклинивающего давления и устойчивости лиофобных коллоидов изложена в наиболее общей и строгой аналитической форме, так же как и теория обратимой коагуляции. Этому в значительной степени способствовало участие в подготовке глав VII, IX, X В.М. Муллера и написание им главы XI и Приложения III, а также участие A.B. Прохорова в подготовке главы XII. [c.4]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология