Электрокинетические свойства коллоидных систем

Современная коллоидная химия включает следующие основные разде.ты 1) молекулярно-кинетические явления (броуновское движение, диффузия) в дисперсных системах гидродинамика дисперсных систем дисперсионный анализ 2) поверхностные явления адсорбция (термодинамика и кинетика), смачивание, адгезия, поверхностно-химические процессы в дисперсных системах строение и свойства поверхностных (адсорбционных) слоев 3) теория возникновения новой (дисперсной) фазы в метастабильной (пересыщенной) среде конденсационные методы образования дисперсных систем 4) теория устойчивости, коагуляции и стабилизации коллоидно-дисперсных систем строение частиц дисперсной фазы (мицелл) 5) физико-химическая механика дисперсных систем, включающая теорию механического диспергирования, явления адсорбционного понижения прочности твердых тел, реологию дисперсных систем образование и механические свойства пространственных структур в дисперсных системах 6) электрические и электрокинетические явления в дисперсных системах 7) оптические явления в дисперсных системах (коллоидная оптика)—светорассеяние, светопоглощение коллоидная химия фотографических процессов. [c.281]

Наличие двойного электрического слоя на поверхности частиц и особенности его строения играют важную роль не только в процессе формирования и сохранения устойчивости коллоидных систем, но и определяют присущие высокодисперсным системам электрокинетические свойства — потенциалы протекания (течения) и седиментации, явления электрофореза и электроосмоса. [c.135]

Из всех электрокинетических явлений наиболее изучен электрофорез, играющий особенно важную роль при изучении коллоидных растворов. Здесь мы можем непосредственно следить за изменением электрических свойств самих коллоидных частиц. Даже чисто качественные наблюдения за движением взвешенных частиц позволяют установить знак -потенциала. Непосредственное наблюдение позволяет уловить (что особенно важно) тот момент, когда этот потенциал становится равным нулю, что соответствует изоэлектрической точке, в которой оказывается коллоидная система. [c.230]

Из коллоидной химии известно, что любая дисперсная система обладает агрегативной и кинетической устойчивостью, которые, в свою очередь, зависят от наличия факторов стабилизации и дестабилизации дисперсной системы. Наличие и действие указанных факторов определяется физикохимическими и электрокинетическими свойствами компонентов, входящих в дисперсную систему. Таким образом, целесообразно предварительно рассмотреть современное состояние и основные положения теории устойчивости коллоидных систем с жидкой дисперсионной средой во внешних электрических полях. [c.6]

Как показали дальнейшие исследования, электрокинетические явления тесно связаны со свойствами поверхности и структурой двойного электрического слоя на межфазной границе. Вследствие той важной роли, которую они играют в коллоидных системах, их рассмотрению посвящена отдельная глава. В этой главе будут изложены и основные представления в области электрохимии двойного слоя, возникшие в большой степени в результате исследования электрокинетических явлений. [c.134]

По современным представлениям, уравнение, применяемое для вычисления электрокинетического потенциала, не является точным и требует еще значительных дополнений. Однако полученные с его помощью значения потенциалов дают довольно правильную характеристику электрических свойств коллоидной системы. [c.71]

Принимается, что при обмене в кристаллической решетке независимо от изменений pH или концентрации должно насыщаться определенное количество обменных точек решетки. Это не имеет места при обмене в двойном электрическом слое, так как емкость диффузного слоя зависит как от концентрации, так и от pH. В некоторых системах обмен может происходить обоими путями одновременно. Зависимость между электрокинетическими свойствами коллоидных систем и ионным обменом явилась предметом обширных исследований [268, 349—351, 532, 595—597]. [c.16]

Отметим некоторые, наиболее характерные свойства электро-кинетического потенциала. Прежде всего его величина зависит от концентрации электролитов, присутствующих в растворе. Увеличение концентрации ионов в растворе влечет за собой уменьшение толщины диффузного слоя и сопровождается уменьшением величины электрокинетического потенциала, между тем как величина термодинамического потенциала ф остается неизменной. Из этого факта становится понятной сущность так называемого изоэлектрического состояния, т. е. такого состояния системы, когда скорость электрофореза (или электроосмоса) становится равной нулю. Это состояние наступает тогда, когда диффузный слой под влиянием прибавляемых электролитов сжимается до толщины б, а -потенциал станет равным нулю. Частица, находящаяся в изоэлектрическом состоянии, не реагирует на электрический ток, в связи с чем возникло представление о разрушающем действии электролитов на коллоидные частицы. Следует учитывать, что такое разряжение частицы не сопровождается снятием с ее поверхности ионов. Число потенциалообразующих ионов остается неизменным, но они оказываются полностью нейтрализованы противоионами, находящимися в непосредственной близости к ядру мицеллы. [c.325]

Примером глобулярных студней могут служить системы, которые получаются из 0,1%-НЫХ-растворов нитрата целлюлозы в ацетоне при добавлении к ним воды. При выпаривании таких растворов под вакуумом могут быть получены устойчивые студни, содержащие до 2% сухого остатка. Эти системы обладают рядом коллоидных свойств обнаруживают способность к опалесценции, с помощью ультрамикроскопа в них можно определить численную концентрацию, при добавлении к ним электролитов они подчиняются правилу Шульце—Гарди, при достаточном разбавлении системы водой резко возрастает электрокинетический потенциал их частиц и резко падает вязкость системы. [c.485]

Электрические свойства. В коллоидном растворе частицы находятся в постоянном движении, поэтому диффузный (очень размытый) слой отстает от частицы, и часть ионов этого слоя отрывается. В результате наблюдается декомпенсация зарядов, коллоидная частица становится отрицательно заряженной, а окружающий ее раствор приобретает положительный заряд. Возникающий при этом потенциал называется электрокинетическим потенциалом частицы (обозначается -потенциал, читается —дзета-потенциал), -потенциал составляет часть термодинамического потенциала е, возникающего на границе твердое тело-раствор, -потенциал является важной характеристикой системы, величина его тем больще, чем больше толщина диффузного слоя. [c.23]

В сборнике обобщены достижения основных направлений коллоидной химии за последние годы. Книга составлена из оригинальных обзорных работ ведущих ученых, представляющих коллоидную химию в СССР, а также отдельные крупные зарубежные лаборатории. Наиболее полно освещены вопросы поверхностных явлений в дисперсных системах, строение и состав двойного слоя адсорбированных ионов и электрокинетические явления, физико-химия контактных взаимодействий и устойчивость дисперсных систем, структурообразование и физикохимическая механика, растворы поверхностно-активных веществ, свойства эмульсий и коллоидная химия полимеров. Наряду с фундаментальными вопросами коллоидной химии представлены отдельные приложения. [c.2]

Для объяснения явлений, связанных с процессом ионного обмена, было предложено использовать теорию двойного электрического слоя, выдвинутую Гельмгольцем [235] и видоизмененную позднее другими авторами [202, 522] для объяснения электроки-нетических свойств коллоидов. Хотя результаты обширных исследований электрокинетических свойств различных коллоидных систем, проведенных после первой классической работы в этой области в 1856 г. [235], убедительно доказали, по мнению многих авторов, существование двойного электрического слоя на поверхности большинства коллоидов, вопрос о происхождении и структуре двойного электрического слоя все еще является основной проблемой коллоидной химии. Но классической теории Гельмгольца, двойной слой состоит из двух жестких электрических слоев, аналогичных обкладкам конденсатора. Классическая модель двойного слоя Гельмгольца была модифицирована последующими работами других авторов, которые принимают, что двойной слой состоит из внутреннего неподвижного слоя и диффузного подвижного внешнего слоя зарядов. Существование заряженных слоев обусловлено адсорбированными ионами, которые отличаются от ионов, уже имеющихся во внутренней части коллоида, и определяют большую часть электрокинетических свойств коллоидной системы. Ионы, находящиеся во внешнем диффузном слое коллоида, распространяются во внешнюю жидкую среду. Нри этом нет четкой границы между ионами внешнего диффузного слоя и ионами внешней среды, находящимися с ними в равновесии. Мы можем поэтому принять, что концентрация ионов, из которых состоит диффузный сло11, непрерывно изменяется и зависит от концентрации и значений pH внешнего раствора. Если добавкой посторонних ионов изменить концентрацию ионов во внешнем растворе, то существующее равновесие нарушается и устанавливается новое. Некоторые из новых ионов ири этом входят в диффузный внешний [c.15]

Механизм коагуляции, и прежде всего гетерокоагуляцин, во многом определяется электрокинетическими свойствами дисперсной системы. Эмульсионные (коллоидные) частицы адсорбируют находящиеся в воде ионы преимущественно одного знака, которые значительно понижают свободную поверхностную энергию частиц. Ионы, непосредственно прилегающие к поверхности частицы, образуют так называемый адсорбционный слой. В этом слое может находиться также небольшое число противоположно заряженных ионов, суммарный заряд которых [c.172]

В ряде работ установлено, что добавление в суспензию микроорганизмов коллоидного раствора, например глинистого минерала, обуславливает образование комплекса бактерия—глина с электрокинетическими свойствами, характерными для частиц минерала (Маршалл и др., 1969-1977 Лахов, 1962 и др.). Данные электрофоретических и электронномикроскопических исследований показывают, что в этом случае на поверхности клеток образуется оболочка из мелких частиц глины. Адагу-ляция в таких системах происходит в результате электростатического взаимодействия положительно заряженных сколов минерала с отрицательно заряженными участками поверхности клеток или отрицательно заряженных участков частиц с положительно заряженными ионогенными группами клеточной стенки. В то же время в образовании комплексов глина—клетка значительную роль могут играть гидрофобные взаимодействия. Известно, что на поверхности микроорганизмов может быть значительное число гидрофобных участков, а наиболее гидрофобными свойствами обладают именно сколы и края частиц глин (Тарасевич, Овчаренко, 1975), т. е. те участки, которые несут ответственность за процесс адагуляции. [c.108]

При соударении двух частиц мелсду ними действуют силы как притяжения, так и отталкивания. Обычно считают, что первые силы — это силы вандерваальсова типа, тогда как в отношении вторых полагают, что они обусловлены взаимодействием заряженных поверхностей частиц. Когда преобладают силы притяжения, эффективность соударения велика, а устойчивость мала. Возрастание сил отталкивания затрудняет слипание частиц, т. е. повышает устойчивость системы. Следовательно, электрические свойства межфазной поверхности, наиболее отчетливо проявляющиеся при электрокинетических явлениях, должны иметь существенное значение для устойчивости коллоидных систем. Эти свойства сильно зависят от присутствия электролитов, чем и объясняется влияние последних на устойчивость коллоидов. [c.193]

Вода, поглощенная торфом в процессе набухания, находится в измененном энергетическом состоянии [479, 480]. Расклинивающее давление жидких пленок, возникших за счет гидрофилизации поверхности в местах контакта элементов каркаса, нарушает сплошность макроструктуры [481]. Такой периодический характер строения определяет упруго-пластичные свойства торфа, а также оказывает влияние на структурообразование в процессе его сушки, при котором из гелеоб-зазного состояния переходит в компактнокоагуляционное 482]. При значительном содержании воды и высокой степени разложения или диспергирования торфа между дисперсными частицами, имеющими обычно небольшой электрокинетический потенциал, проявляется сравнительно слабое действие молекулярных и ионно-электростатических сил [483]. Несмотря на многие особенности, обусловленные прежде всего большой сложностью состава, торф по своим основным коллоидно-химическим свойствам во многом аналогичен другим дисперсным системам, состоящим из волокнистых частиц, способных набухать в жидкой среде (например, бумажная масса, дисперсии целлюлозных или коллагеновых волокон и другие) [9, 484]. [c.108]