Коллоидные системы концентрирование

В соответствии с представлениями о концентрированных коллоидных системах указанные сточные воды оказались агрегативно более устойчивыми, при очистке их методом коагуляции хлоридом магния возрастает расход коагулянта до 1,2—1,8 кг/м вод, что в 4—5 раз превышает расход хлорида магния для очистки разбавленных сточных вод, кроме того, эффективность очистки снижается. Выделяющийся при коагуляции осадок (18-25 %) имеет большую влажность (97,0-98,2 %) и трудно поддается обезвоживанию вследствие высокой концентрации сорбированного им ПВС. [c.99]

Исходя из исследования поверхностей активности асфальтенов [267, 268] в интервале 20—150°С была найдена критическая концентрация мицеллообразования (ККМ) в групповых компонентах соответствующих нефтяных остатков. Показано, что истинные растворы получаются при массовом содержании асфальтенов 0,005—0,6 %. Более концентрированные растворы образуют гетерогенные дисперсные системы. При дальнейшем концентрировании образуются первичные надмолекулярные образования и затем асфальтены выделяются в отдельную фазу. Частицы асфальтенов в коллоидных системах имеют размеры 2—30 нм и образуют коацерваты размером до 2 мк. Размеры асфальтеновых частиц [c.280]

Размеры образующихся частиц зависят от условий проведения процесса конденсации, в принципе — от соотношения между скоростями двух одновременно идущих процессов образования зародышей и роста их. Для получения мелких частиц (т. е. частиц дисперсной фазы в будущей дисперсной системе) необходимо значительное преобладание скорости первого процесса над скоростью второго. Практически такие условия создаются либо в весьма разбавленных растворах реагирующих веществ, либо, наоборот, в достаточно концентрированных растворах, когда образуется сразу много зародышей кристаллизации, не успевающих вырасти до больших размеров. В первом случае образуется золь (коллоидная система), во втором получается мелкокристаллический осадок, который можно в определенных условиях перевести в коллоидный раствор. [c.77]

Практически такие условия создаются либо в весьма разбавленных растворах реагирующих веществ, либо, наоборот, в достаточно концентрированных растворах, когда образуется сразу много зародышей кристаллизации, не успевающих вырасти до больших размеров. В первом случае образуется золь (коллоидная система), во втором получается мелкокристаллический осадок, который можно в опре деленных условиях перевести в коллоидный раствор. [c.40]

При разбавлении коллоидной системы технической водой, содержащей электролиты, коагуляция системы может произойти и под действием электролитов. При выпаривании протекает процесс концентрирования золя, что приводит систему в неустойчивое состояние. [c.89]

В качестве боковой жидкости часто применяют ультрафильтрат золя или дисперсионную среду, полученную коагуляцией коллоидной системы путем замораживания. Однако если исследуют относительно концентрированные коллоидные растворы с небольшим содержанием электролитов, приготовленная таким способом боковая жидкость обладает все же несколько иной электропроводностью по сравнению с золем. В этом случае при вычислении скорости электрофореза необходимо вводить поправки на распределение напряженности в электрическом поле, что подчас бывает трудно. [c.208]

Коагуляция под влиянием электролитов является наиболее типичным случаем коагуляции и обычно применяется в технике, когда необходимо разрушить коллоидную систему. Однако очень часто коагуляция обусловливается и другими, чисто физическими факторами — механическим воздействием на коллоидную систему, нагреванием или замораживанием золя, разбавлением или концентрированием. Коагуляция может также происходить под влиянием видимого и ультрафиолетового света, рентгеновских лучей, радиоактивного излучения, при действии электрического разряда и ультразвука. Наконец, разрушение системы может наступить спонтанно при длительном хранении коллоидной системы. К сожалению, особенности и механизм безэлектролитной коагуляции до настоящего времени изучены недостаточно. Между тем для понимания явления коагуляции во всех его аспектах, для составления верного представления о его существе подобные исследования могли бы дать очень много. Несомненно, что правильный взгляд на явление может быть установлен лишь при всестороннем его изучении, при подходе к нему с самых различных точек зрения. [c.308]

Некоторые исследователи объясняют коагуляцию золя при концентрировании увеличением числа столкновений частиц друг с другом. Однако это объяснение мало соответствует тому факту, что золи проявляют способность к спонтанной коагуляции только тогда, когда их концентрация превышает определенное критическое значение. Можно полагать, что неустойчивость коллоидной системы выще определенной концентрации объясняется увеличением в единице объема, содержания не только чужеродного электролита, но и самих коллоидных частиц, которые должны рассматриваться как поливалентные ионы, а также и содержания соответствующих противоионов. Подобное допущение вполне вероятно. [c.311]

Лиофобные золи с концентрацией дисперсной фазы выше 1% получить не удается, лиофильные же коллоидные системы могут быть очень концентрированными. [c.423]

Другой метод разрушения коллоидной системы — введение в коллоидную систему твердого электролита или его концентрированного раствора. При этом происходит гидратация ионов электролита за счет молекул Н2О из дисперсионной среды. Равновесие у Н2О 2 НгО нарушается и смещается в сторону пополнения воды в среде у Н2О г Н2О, что приводит к ослаблению защитной гидратной оболочки частицы. Одновременно смещается противоионное равновесие в сторону увеличения числа связанных противоионов. Это происходит потому, что введение электролита в систему резко повышает концентрацию ионов в дисперсионной среде, и они проникают внутрь коллоидной частицы, снижая ее заряд. Результатом [c.176]

Коагуляция иногда обусловливается механическим воздействием на коллоидную систему, нагреванием или замораживанием золя, его разбавлением или концентрированием. Коагуляция может также происходить под влиянием видимого и ультрафиолетового света, рентгеновских лучей, радиоактивного излучения, при действии электрического разряда и ультразвуковых колебаний. Разрушение системы также может наступить спонтанно, при длительном хранении коллоидной системы. [c.92]

Тиксотропные свойства могут иметь не только коллоидные системы. Некоторые концентрированные суспензии, эмульсии, растворы высокомолекулярных соединений также тиксотропны. Тиксотропия часто проявляется в природе. Так, грунты, в обычных условиях достаточно твердые, легко разжижаются при вибрациях или ударах. Тиксотропными свойствами почвы объясняются оползни. [c.209]

В отличие от истинных растворов, являющихся вполне устойчивыми (стабильными) системами, коллоидные растворы агрегативно неустойчивы (лабильны), т. е. коллоидно растворенное вещество способно сравнительно легко выделяться из раствора (коагулировать) под влиянием незначительных внешних воздействий. В результате в коллоидном растворе образуется осадок (коагулят, коагулюм), представляющий собой агрегаты из слипшихся первичных частиц. Существенно, что агрегативная неустойчивость коллоидных систем обычно проявляется в тем большей степени, чем больше их концентрация. Поэтому очень часто типичные коллоидные системы невозможно получить достаточно концентрированными. [c.11]

Коагуляция при разбавлении или концентрировании коллоидной системы. Наблюдающуюся в некоторых случаях коагуляцию при разбавлении гидрозолей водой можно объяснить десорбцией стабилизующего электролита с поверхности частиц в дисперсионную среду, что обусловливает падение заряда частицы. При этом, конечно, может происходить и гидролиз стабилизатора, вслед- [c.310]

Некоторые исследователи объясняют коагуляцию золя при концентрировании увеличением числа столкновений частиц друг с другом. Однако это объяснение-мало соответствует тому факту, что золи проявляют способность к спонтанной коагуляции только тогда, когда их концентрация превышает определенное критическое значение. Можно полагать, что неустойчивость коллоидной системы выше определенной концентрации объясняется увеличением в единице объема содержания не только чужеродного электролита, но и самих коллоидных частиц, которые должны рассматриваться как поливалентные ионы, а также и содержания соответствующих противоионов. Подобное допущение вполне вероятно. В самом деле, как показал, еще Дюкло, коллоидные частицы вносят свою долЮ в электропроводность системы, и поэтому есть все основания думать, что заряд, этих частиц должен учитываться при вычислении ионной силы раствора. [c.311]

Механическое перемешивание, нагревание, замораживание, концентрирование или разбавление коллоидной системы способны значительно ускорить коагуляцию, а в случае, когда она практически отсутствует, вызвать ее. Коагулирующим действием могут обла- дать и различные излучения — видимый свет, ультрафиолетовое, рентгеновское, радиоактивное, а также ультразвук и электрические разряды. Но наибольшее влияние на ускорение коагуляции оказывает добавление химических соединений — электролитов — в коллоидную систему. Коагуляция под действием электролитов более подробно будет рассмотрена дальше. [c.91]

Пена — это коллоидная система, частицами которой являются пузырьки газа, а средой — жидкость. Разбавленные тонкодисперсные пены, так называемые газовые эмульсии , свойства которых аналогичны лиофобным золям, кинетически неустойчивы и поэтому имеют ограниченное значение. Из-за большого различия в плотности газа и жидкости пузырьки воздуха в разбавленных пенах седиментируют с большой скоростью (всегда кверху, к поверхности жидкости) и система расслаивается на жидкость и слой концентрированной пены над нею. Поэтому, когда говорят о пенах, имеют в виду концентрированные пены. [c.134]

Стабилизация золей, как уже говорилось, производится добавлением щелочи или аммиака с целью создания отрицательного заряда, препятствующего агрегации частиц. Оказалось, что крупнодисперсным золям (более 150 нм в диаметре) требуются следовые количества щелочи, чтобы препятствовать слипанию частиц. Чем выше дисперсность, тем более щелочная среда требуется для стабилизации коллоидной системы, Эта взаимосвязь есть продолжение рассмотренной ранее зависимости размера коллоидных частиц в равновесных полисиликатных растворах от модуля. Отсюда одной из трудных задач оказалось получение стабильных концентрированных 20% ЗЮг) золей с размерами частиц меньше 5 нм, поскольку их тенденция к самопроизвольному росту и гелеобразованию весьма высока. Необходимость получения таких дисперсий вытекала из решения ряда практических задач. Помимо специальных технологий производства, такие золи требуют очист-ки от солей, так как их присутствие влияет на заряд частиц и взаимодействие зарядов. [c.77]

Как правило, концентрированные растворы эфиров целлюлозы являются достаточно устойчивыми во времени. То или иное изменение вязкости таких растворов во времени обусловливается влиянием ряда факторов [75], а именно изменением степени этерификации растворенного продукта, изменением степени сольватации и возможностью образования трехмерных структур. При устранении влияния перечисленных факторов для концентрированных растворов эфиров целлюлозы процесс старения не является характерным и обязательным. Однако известны случаи, когда некоторые вещества с высокой молекулярной массой, находящиеся в молекулярной степени дисперсности в растворах, самопроизвольно образуют впоследствии неустойчивые коллоидные системы, подвергающиеся старению. Например, амилоза образует истинные молекулярные растворы, но с течением времени самопроизвольно выпадает из них в осадок. Такое явление носит название ретроградации [76]. Растворы амилозы, вначале совершенно прозрачные, при длительном хранении мутнеют, затем полисахарид полностью осаждается. Заметим при этом, что даже до появления видимых изменений растворов они становятся все более и более устойчивыми к действию фермента ами-лазы. [c.76]

Влияние концентрации коллоидной системы. Исходя из самых общих представлений, можно предполагать, что при разбавлении всякой коллоидной системы -потенциал должен возрастать, так как толщина двойного электрического слоя увеличивается в результате уменьшения концентрации противоионов в растворе. Вместе с тем при разбавлении может наблюдаться десорбция потен-циалопределяющего иона с поверхности дисперсной фазы, что должно приводить к падению фо-потенциала и соответственно -потенциала. Концентрирование коллоидной системы обуславливает, конечно, прямо противоположное действие. В каком направлении в итоге изменяется -потенциал при изменении концентрации коллоидной системы, очевидно, определяется тем, влияние какого из [c.195]

Гораздо труднее объяснить коагуляцию при концентрировании коллоидных систем. Правда, при концентрировании коллоидной системы путем выпариваниа в ней повышается концентрация электролитов, всегда содержащихся в гидрозо-ля,х, что может действовать на систему астабилизующим образом. Однако опыг показал, что коагуляция гидрозоля происходит и в том случае, когда концентри рование проводится с помощью ультрафильтрации, т. е. когда состав дисперсионной среды не меняется. [c.311]

Однако существуют некоторые причины, действительно сближающие растворы высокомолекулярных веществ с коллоидными системами. Так, растворы высокомолекулярных соединений в плохих растворителях содержат молекулы (или агрегаты молекул), свернутые в компактный клубок с явно выраженной межфазной поверхностью. По существу, они представляют отдельную фазу. Такие растворы высокомолекулярных соединений действительно можно отнести к коллоидным системам. Далее, в концентрированных растворах высокомолекулярных веществ обычно возникают достаточно большие ассоциаты макромолекул, существующие неопределенно долго. Эти частицы также можно рассматривать как вторую фазу или, по крайней мере, как зародыши этой фазы. Наконец, растворы высокомолекулярных веществ благодаря большим размерам их молекул обладают, как будет показано ниже, рядом свойств лиозолей, что позволяет рассматривать многие проблемы одновременно и для коллоидных растворов, и для растворов высокомолекулярных веществ. [c.416]

В заключение необходимо хотя бы кратко остановиться на явлениях старения растворов высокомолекулярных веществ. Принято считать, что старение наглядней всего проявляется в спонтанном (самопроизвольном) изменении вязкости равновесных растворов. Ранее, когда к растворам высокомолекулярных веществ подходили с тех же позиций, что и к коллоидным системам, эти изменения вязкости объясняли медленно протекающими явлениями пептизации или, наоборот, агрегирования. В настоящее время, когда установлена гомогенность не слишком концентрированых растворов высокомолекулярных веществ, такое объяснение не может быть признано удовлетворительным. [c.467]

При малой концентрации электролита, высокой концентрации коллоидных частиц и большой величине их эффективного заряда, т. е. когда < lИ/eNA, величина х близка к исходной концентрации с. электролита. Иными словами, практически весь электролит должен в этих условиях перейти в чистую дисперсионную среду. Это означает, что при сильно развитых диффузных слоях ионов и достаточно плотном расположении частиц, когда ионные атмосферы частиц соприкасаются, коионы (в данном случае Ма+) практически полностью удаляются из системы через полупроницаемую мембрану в чистую дисперсионную среду (увлекая за собой, разумеется, и эквивалентное число ионов обратного знака). Соответственно, если концентрированная коллоидная система контактирует через полупроницаемую мембрану с раствором электролита, то при выполнении условия с 9 /еЫА электролит не будет переходить в дисперсную систему. Эти явления, наблюдаюшиеся также и для растворов полиэлектролитов и белков (для которых мембраны непроницаемы), очень важны при функционировании клеток растений и животных. [c.200]

Таким образом, скорость изменения дисперсности системы определяется растворимостью вещества дисперсной фазы в дисперсионной среде, коэффициентом диффузии его через дисперсионную среду и поверхностным натяжением границы раздела фаз. Коэффициент диффузии О, в свою очередь, существенно зависит от фазового состояния дисперсионной срёды (очень малые значения характерны для твердых сред), в меньшей степени — от размеров молекул дисперсной фазы и, как правило, не может быть значительно изменен в объеме дисперсионной среды введением каких-либо добавок в систему. Вместе с тем наличие адсорбционных слоев на поверхности частиц (особенно в концентрированных системах, где эти слои составляют основную часть прослоек между частицами) может заметно тормозить процесс изотермической перегонки. Это связано с пониженной проницаемостью таких слоев для молекул дисперсной фазы как за счет снижения коэффи-щ ента диффузии в слое, так и в результате снижения в нем растворимости вещества. Снижение скорости роста частиц при изотермической перегонке может достигаться также вследствие снижения поверхностного натяжения в пределе — при переходе к лиофильным коллоидным системам — процесс перегонки вообще прекращается. Растворимость вещества дисперсной фазы в дисперсионной среде слабо зависит от введения добавок, но сильно меняется в зависимости от природы этих фаз. Дисперсные фазы большинства устойчивых к изотермической перегонке лиофобных систем состоят из веществ, практически нерастворимых в дисперсионной среде. [c.269]

Отрицательный заряд на поверхности кремнезема может измениться на противоположный в результате адсорбции на поверхности избыточного количества вещества, обладающего положительным зарядом. Обращение зарядов в коллоидных системах давно известно, но концентрированный кремнеземный золь такого типа с частицами, обладающими положительным зарядом на поверхности, впервые был выделен Александером и Болтом [424]. Авторы определили, что покрытия оксидами поливалентных металлов могут быть нанесены на всю поверхность частиц и обеспечить максимальную устойчивость золя. Сюда относятся оксиды трех- и четырехвалентных металлов, наиример алюминия, хрома, галлия, титана и циркония. Предпочтение следует отдать золю с содержанием 26 % кремнезема и 4 % АЬОз, в котором положительно заряженные частицы сопровождаются нротивоионами — хлорид-ионами. Для изготовления такого продукта подкисленный золь кремнезема смешивали с основной солью металла, содержавшей чрезвычайно небольшие коллоидные частицы оксида металла, которые [c.564]

Так как возникновение структурных особенностей граничных слоев определяется присутствием на поверхности смежной фазы активньгх функциональных групп (например, ОН) и заряженных центров, то под действием монослойной адсорбции поверхность лиофобных тел (или коллоидных частиц) может быть модифицирована. В результате появляется структурная составляющая расьслинивающего давления, способная обеспечить устойчивость соответствующей коллоидной системы. Примером может служить модификация лиофобного гидрозоля иодистого серебра в лиофильный, коагулирующий только под влиянием добавок концентрированных растворов электролитов (независимо от валентности противоиона). Эта модификация, согласно работе Глазмана [14], достигается введением в водную среду неионогенных поверхностно-активных веществ, например, полигли-колевых эфиров с различной длиной оксоэтильной цепи. Сведение этого эффекта к простому стерическому эффекту, возникающему при соприкосновении и отталкивании адсорбционных монослоев, оказалось невозможным. [c.120]

Теория Эйнштейна применима только к очень разбавленным растворам, в которых коллоидные частицы не взаимодействуют. В настоящее время делаются мнргочисленные более или менее успешные попытки расширить приложимость этой теории к более концентрированным растворам. Однако и в этом случае рассматриваются коллоидные системы, в которых большая часть коллоидных частиц не находится в непосредственном контакте. [c.116]

В первой половине 20-х годов, когда В. А. Каргин начал свои исследования в области коллоидной химии, основные представления и круг вопросов, разрабатываемых этой наукой, значительно отличались от современных. Еще не так давно, в первом десятилетии текущего столетия, утвердилось представление о том, что коллоидность связана не с составом вещества, как предполагал Грэм [2], а зависит от его состояния. В то же время было показано, что коллоидные частицы могут иметь кристаллическое строение [3]. Тем не менее до 40-х годов продолжались настойчивые попытки 1)ассматривать многие коллоидные частицы как гигантские многовалентные ионы и составлять химические формулы таких но- тгаионов. Это приближало коллоидные системы к истинным растворам и приводило к пренебрежению основными свойствами дисперсных систем — их микрогетерогенностью и связанными с ней поверхностными явлениями. Объектами исследования служили главным образом разбавленные коллоидные растворы (золи). Концентрированным и грубодисперсным системам уделялось мало внимания. [c.82]

При добавлении к золю высркомолекулярного соединения, например желатина, агрегативная устойчивость его значительно повышается. Объясняется это тем, что макромолекулы длиной до 800 10 м, адсорбируясь на поверхности коллоидных частиц, покрывают их мономолекуляриым слоем, из-за чего коллоидный раствор низкомолекулярного соединения превращается как бы в коллоидный раствор высокомолекулярного соединения с присущими ему свойствами. Если высокомолекулярного соединения будет добавлено недостаточно для мономолекулярного покрытия коллоидных частиц, то наблюдается не повышение, а понижение устойчивости золя. В этом случае одна длинная макромолекула, адсорбируясь своими отдельными звеньями одновременно на нескольких коллоидных частицах, как бы стягивает их в один общий агрегат, уменьшая тем самым агрегативную устойчивость коллоидной системы. При этом происходит сенсибилизация, т. е. повышение чувствительности коллоидного раствора к факторам коагуляции. Поскольку защищенный золь в противоположность незащищенному обладает высокой агрегативной устойчивостью, он может быть получен более концентрированным, о имеет большое физиологическое и техническое значение. Например, находящиеся в крови человека в коллоидном состоянии малорастворимые карбонаты и фосфаты кальция не выпадают в осадок потому, что защищены высокомолекулярными белковыми веществами. Когда при заболевании содержание защитных белковых веществ в крови становится недостаточным, карбонаты и фосфаты кальция начинают выпадать в осадок, образуя камни в почках, печени и других частях организма. Защитное действие высокомолекулярных соединений ши- [c.350]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология