Коагуляция и дзета-потенциал

Как на коагуляцию, так и на процесс геле- или студнеобразования большое влияние оказывает добавление электролитов. При этом происходит уменьшение дзета-потенциала, сжатие диффузного слоя и, как результат, уменьшение гидратной оболочки мицелл. Все это способствует образованию внутренних структур. Одни ионы ускоряют процесс гелеобразования, другие замедляют или вовсе устраняют его. На лроцесс геле- или студнеобразования главным образом влияют анионы. Ниже для примера показано влияние анионов и катионов на застудневание 5%-ного раствора желатина при 285 К и pH 4,7. [c.393]

В ряде случаев при добавлении к золям электролитов, содержащих многозарядные ионы со знаком заряда, противоположным заряду коллоидных частиц, может наблюдаться не коагуляция, а наоборот, стабилизация и перемена знака дзета-потенциала. Это явление получило в коллоидной химии название перезарядки золей (опыт 111). [c.227]

Теория медленной коагуляции лиофобных коллоидов получила развитие благодаря работам советского исследователя Н. А. Фукса, который рассчитал величину р, коэффициента, показывающего, во сколько раз уменьшится скорость медленной коагуляции по сравнению с быстрой. Наличие остаточного заряда создает энергетический барьер тем больший, чем больше величина дзета-потенциала. [c.426]

В ряде случаев при добавлении к золям электролитов с много-зарядными ионами, заряд которых противоположен по знаку заряду коллоидных частиц, может наблюдаться не коагуляция, а стабилизации золя и перемена знака дзета-потенциала. Это явление получило в коллоидной химии название перезарядки золей. Так, при добавлении к золю платины небольших количеств хлорида железа РеС1з наблюдается понижение отрицательного заряда коллоидных частиц платины и их коагуляция. Дальнейшее увеличение концентрации РеСЬ приводит к перезарядке коллоидных частиц платины они получают положительный заряд. [c.372]

Механизм электролитной коагуляции. Как известно, гидрофобные коллоиды неустойчивы в изоэлектрическом состоянии, т. е. электронейтральные частицы коагулируют с наибольшей скоростью. На рис. 111 показана схема снятия заряда с коллоидной частицы при добавлении электролита с двухзарядными анионами. Как видим, гранула становится электронейтральной в том случае, если противоионы диффузного слоя, заряженные отрицательно, перемещаются в адсорбционный слой. Чем выше концентрация прибавляемого электролита, тем сильнее сжимается диффузный слой, тем меньше становится дзета-потенциал и, следовательно, тем быстрее начинается процесс коагуляции. При определенной концентрации электролита практически все противоионы перейдут в адсорбционный слой, заряд гранулы снизится до нуля и коагуляция пойдет с максимальной скоростью, так как отсутствие диффузного слоя обусловит значительное понижение давления расклинивания. [c.370]

Процессы медленной коагуляции пока весьма слабо изучены. Предполагают, что медленное протекание процесса коагуляции обусловливается тем, что лишь очень небольшое число столкновений коллоидных частиц приводит к их слипанию (агрегации). Установлено, что слипаются лишь те частицы, у которых по какой-либо. причине снизился до критического значения дзета-потенциал, или частицы, обладающие большой скоростью и при столкновении попадающие н сферу взаимного притяжения. [c.375]

Сам процесс пептизации в основном обусловливается адсорбционными явлениями, в результате которых происходит не только повышение дзета-потенциала дисперсных частиц, но и увеличение степени их сольватации (гидратации). Сообщение скоагулированным частицам дисперсной фазы золя заряда способствует, с одной стороны, общему разрыхлению осадка, с другой — переводу этих частиц во взвешенное состояние благодаря броуновскому движению. При этом происходит образование вокруг диспергируемых частиц сольватных (гидратных) оболочек, производящих свое расклинивающее действие. Ниже сопоставлены процессы пептизации и коагуляции. [c.376]

Следует заметить, что прямая связь между величиной дзета-потенциала и коагуляцией наблюдается во многих случаях. Так, существует симбатность в изменении дзета-потенциала и устойчивости коллоидов. Однако величина дзета-потенциала не всегда определяет устойчивость коллоидного раствора. Иногда коагуляция начинается при незначительном уменьшении дзета-потенциала и даже при некотором его увеличении. Известно много случаев, когда при значительном уменьшении дзета-потенциала (даже до = 0) коагуляция не происходит. [c.421]

Электролиты, находящиеся в коллоидном растворе, уменьшают дзета-потенциал и соответственно понижают устойчивость коллоидного раствора. Именно поэтому с целью повышения устойчивости применяют диализ для удаления электролитов из коллоидного раствора. Однако глубокий диализ приводит к противоположному результату, вызывая коагуляцию коллоидов. Рассмотрим коллоидный раствор положительно заряженных частиц (Agl), , который содержит некоторое избыточное количество ионов Ag и примеси нитрата натрия, от которой необходимо избавиться с помощью диализа. Во время диализа происходит одинаковое относительное уменьшение концентрации всех ионов, которые находятся в растворе, — примеси Na+, N07 и ионов Ag . Последние должны содержаться в растворе для сохранения адсорбционного равновесия, т. е. для сохранения стабильным наряда коллоидных частиц (Agi),,,. Как видно из рисунка 106, уменьшение концентрации ионов серебра в растворе, происходящее вместе с уменьшением концентрации примесей (Na и N07), вначале мало влияет на величину адсорбции ионов Ag+. Заряд ядра и соответственно величина термодинамического потенциала почти не изменяются, а в связи со значительным уменьшением концентрации противоионов (ионов N07) в растворе возрастает дзета-потенциал устойчивость коллоидного раствора увеличивается. [c.423]

Коагуляция коллоидов в большинстве случаев начинается тогда, когда электрокинетический потенциал снизится до некоторой критической величины. Однако измеренная величина электрокинетического потенциала является усредненной. Поэтому при некоторой средней величине дзета-потенциала, при которой начинается коагуляция, определенное количество частиц еще имеет достаточно высокое значение дзета-потенциала, препятствующее коагуляции. Чем меньше величина дзета-потенциала, тем меньшая доля частиц обладает дзета-потенциалом, препятствующим коагуляции, тем больше количество столкновений частиц, завершающееся агрегацией. [c.425]

Если к коллоидному раствору добавлять электролит, то при его определенной концентрации (порог коагуляции) начнется коагуляция коллоидных частиц. Чем больше к данному коллоидному раствору прибавлено электролита, тем больше скорость коагуляции. При некоторой концентрации электролита величина дзета-потенциала падает до нуля. При этом все столкновения частиц приводят к коагуляции, скорость коагуляции достигает максимума. Дальнейшее увеличение концентрации электролита уже не будет влиять на скорость коагуляции. [c.425]

Условно коагуляцию в коллоидных растворах, в которых дзета-потенциал больше нуля, называют медленной коагуляцией. Коагуляцию называют быстрой при = 0. Смолуховский развил теорию быстрой коагуляции ( = 0). При столкновении первичные частицы укрупняются, образуются частицы больших размеров — вторичные, далее образуются третичные частицы и т. д. Общее количество частиц уменьшается. Согласно М. Смолуховскому, общее количество частиц п через определенное время т равно [c.425]

Суспензии, как и коллоидные растворы, рассеивают и поглощают свет, но в отличие от коллоидных растворов они мутны и в проходящем свете. Электрокинетические свойства суспензий подобны коллоидным растворам. Величина дзета-потенциала частиц суспензий приблизительно такая же, как у золей. Введение электролитов вызывает коагуляцию частичек суспензии. Суспензии, подобно коллоидам, удается в ряде [c.455]

Очень часто началу коагуляции соответствует снижение дзета-потенциала до критического значения (около 0,03 В). [c.329]

Коагуляция и дзета-потенциал [c.331]

При нейтрализационной коагуляции ионы прибавляемого электролита нейтрализуют потенциалопределяющие ионы, уменьшается термодинамический потенциал и соответственно уменьшается и дзета-потенциал. [c.331]

Скорость автокоагуляции гораздо медленнее, чем коагуляция под воздействием электролитов. Известны, например, золи золота, сохраняющиеся без видимых изменений десятилетия. Причиной старения является медленно совершающийся процесс перекристаллизации вещества ядра и изменение дзета-потенциала при некоторых столкновениях частиц. [c.336]

Чтобы вызвать коагуляцию коллоидных частиц, необходимо снизить величину их дзета-потенциала до критического значения добавлением ионов. [c.72]

Концентрационная коагуляция имеет место, когда она происходит под действием индифферентного электролита вследствие сжатия диффузного слоя противоионов и уменьшения абсолютного значения дзета-потенциала. [c.140]

Величина дзета-потенциала частиц определяет ее способность к коагуляции и во многих случаях является критерием полноты протекания процесса. [c.140]

Причина, по которой дзета-потенциал является важным параметром при коагуляции, заключается в том, что он дает представление о величинах электростатических сил отталкивания, а следовательно, и об устойчивости коллоидных систем. [c.393]

Чтобы вызвать коагуляцию золя, необходимо превысить некоторую максимальную концентрацию ионов-коагуляторов — порог коагуляции. Согласно экспериментальным данным, величина порога зависит от концентрации золя и некоторых других условий. Например, чем выше концентрация золей А1(0Н)з и Ре(ОН)з, тем выше и порог их коагуляции [2, стр. 120] Теоретически обосновано уменьшение пороговой концентрации с увеличением радиуса частиц коллоидной системы при значениях дзета-потенциала < 2Ъ мв [3]. Поэтому значение порога коагуляции служит лишь относительной характеристикой эффективности коагулирующих ионов по отношению к данному золю. [c.107]

На практике удовлетворительная связь между дозой коагулянта и величиной ДП достигается лишь при неизменных исходных условиях, и потому дзета-потенциал как критерий скорости и полноты протекания коагуляции может быть использован только при одном и том же составе воды в источнике [55, 56]. [c.161]

Обработка по данному способу воды р. Делавэр показала, что оптимальным условиям коагуляции соответствуют более высокие отрицательные значения дзета-потенциала коагулированной взвеси (—6 н--10 мв) по сравнению с обработкой воды одним только [c.214]

Устойчивость суспензий в воде может быть повышена вследствие того, что частицы многих веществ способны отдавать ионы в дисперсной среде или адсорбировать их из неё. Прв этом вокруг частиц формируется двойной электрический слой с определенной вв ulчинoй дзета-потенциала. Значение дзета-потенциала суо-пенэии близко к потенциалу золей, и. агрегативная устойчивость X атом случае определяется электростатическим отталкиванием одноименно заряженных частиц. В определенных случаях адсорбция алектролитов, как и в золях, может наоборот повести к снижению дзета-потенциала и к. агрегации (коагуляции) суспензии. [c.44]

При коагуляции золей электролитами имеет место также процесс ионообменной ядсорбции. При этом ионы добавляемого электролита обмениваются на одноименно заряженные противоионы адсорбционного слоя. Если ионы добавляемого электролита имеют большую зарядность по сравнению с одноименно заряженными противоионами, такая замена приводит к довольно значительному понижению дзета-потенциала. [c.371]

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]

Тпксотропия — явление довольно распространенное. Оно наблюдается в золях V2O5, WO3, РегОз, в различных суспензиях бентонита, в растворах вируса табачной мозаики, миозина. Причем тиксот-ропныегели легче всего образуются у золей, обладающих асимметричным строением частиц (например, палочкообразной формы). Тиксотропные структуры возникают лишь при определенных концентрациях коллоидных частиц и электролитов. Для обратимого (тиксотропного) застудневания требуется определенное значение дзета-потенциала, лежащее выше критического. В этом случае заряд коллоидных частиц хотя и понижен, но не в такой степени, что- бы начался процесс коагуляции. В этих условиях уже становятся заметными силы взаимодействия между отдельными частицами дис- персной фазы, они образуют своеобразную сетку, каркас. При сильном встряхивании связь между частицами дисперсной фазы нарушается — тиксотропный гель переходит в золь. В состоянии покоя связи в результате соударения частиц при броуновском движении восстанавливаются, золь вновь переходит в тиксотропный гель и т. д. [c.379]

Если поверхность коллоидных частиц гидрофильна, то даже при уменьшении дзета-потенциала ниже критического значения коагуляция не происходит. Так, например, золи Л1 (ОН)з или Н2810з благодаря значительной гидрофильности не коагулируют даже при уменьшении дзета-потенциала почти до нуля. Ориентированные сольватные (в частном случае гид-ратные) слои благодаря силам молекулярного сцепления с ядром препятствуют агрегации частиц. Для сближения частиц необходимо выполнить определенную работу, чтобы преодолеть сопротивление сольватного слоя. Это сопротивление сохраняется на расстояниях до 10" см, после чего силы притяжения, которые возрастают с уменьшением расстояния, уже преобладают над силами сцепления сольватного слоя. [c.421]

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]

Взаимная коагуляция золей. Еще в прошлом веке было обнаружено, что при взаимодействии золей с разноименными знаками зарядов частиц происходит коагуляция. Этот факт объясняли действием противоположных знаков зарядов частиц дисперсной фазы обоих золей. Таким образом, взаимную коагу-цию рассматривали как частный случай коагуляции электролитами, если один из золей принят в качестве электролита с большим ионом-коагулятором. Так, например, положительно заряженную коллоидную частицу золя Ре(ОН)з рассматривали по отношению к отрицательной частице золя AS2S3 как ион-коагулятор, прибавление которого снижает дзета-потенциал частиц золя AS2S3. Естественно, что при этом золи должны быть взяты в таком количественном соотношении, которое обеспечивало бы более или менее полную нейтрализацию заряда частиц. [c.330]

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]

График, характеризующий изменение скорости коагуляции в зависимости от концентрации электролита, представлен на рис. 131. На кривой Оабв отрезок Оа отвечает периоду скрытой коагуляции. В точке а, которой отвечает значение критического дзета-потенциала, начинается явная коагуляция. На отрезке аб скорость коагуляции сильно зависит от концентрации электролита, причем скорость сначала быстро увеличивается, а затем (начиная с точки б) становится постоянной и, значит, независимой от концентрации электролита в точке б значение дзета-потенциала равно нулю и отрезок бе соответствует быстрой коагуляции. [c.334]

На рис. 10.4 представлены потенциальные кривые, характеризующие взаимодействие частиц в этом золе. Дзета-потенциал исходной коллоидной частицы положительный, это создает потенциальный барьер коагуляции Л(7к > О (кривая 1). Поэтому при столкновении коллоидные частицы отталкиваются друг от друга, коагуляхщя не происходит. После добавления нитрата калия дзета потенциал становится равным нулю и Д17к = О (кривая 2). Поэтому ничто не мешает коллоидным частицам сблизиться на такое расстояние, где преобладают силы притяжения — происходит коагуляция. Так как в данном случае причиной коагуляции является увеличение концентрации противоионов, она называется концентрационной коагуляцией. [c.141]

Коллоидная частица гидрата закиси железа несет положительный заряд. Присутствие в растворе хлср-иона, противоположно заряженно- го по отношению к коллоидной частице гидрата закиси железа, влечет за собой увеличение концентрации противоиона в слое адсорбционных противоионов мицеллы. А это приводит, в свою очередь, к уменьшению дзета-потенциала. Связь мицеллы с окружающей их дисперсионной средой при этом уменьшается,и наступает коагуляция. Коагулирующее действие хлор-иона растет 0 повышением концентрации последнего [51]. [c.24]

Коагуляция наступает обычно не в изоэлектрической точке, а после снижения заряда частиц до некоторой критической величины. Причем адсорбция коагулирующих ионов не превышает к этому моменту половины предельной величины адсорбции [10]. Значение дзета-потенциала, соответствующее критической величине заряда частицы (ДПкр), по одним данным, не зависит от вида электролита и составляет в среднем +30 мв (см. таблицу), по другим — такая зависимость существует. [c.109]

По мере увеличения дозы Л12(304)з дзета-потенциал (ДП) частиц сначала резко снижается, а после достижения Р1зоэлектри-ческой точки его изменение становится незначительным. Коагуляция протекает наилучшим образом при ДП -< О и требует соли алюминия в 6—8 раз меньше, чем это необходимо для достижения ДП - 0. [c.155]

Чтобы произошла флоккуляция, нет необходимости снижать дзета-потенциал до нуля, достаточно понизить его до некоторой небольшой критической величины. В этой точке незначительное отталкивание компенсируется ван-дер-ваальсовым притяжением. Рассчитанные пороги коагуляции для противоионов с зарядами 1, 2, 3 и 4 находятся между собою в следующем отношении 1 ( /г) (7з) ( А) и согласуются (по крайней мере в пределах порядка величин) с экспериментально полученными значениями (см. табл. 17). [c.177]