Агрегативная устойчивость 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]

Лиофобные коллоиды в коллоидной химии принято характеризовать как необратимые, не обладающие агрегативной и термодинамической устойчивостью. Однако правильное понимание смысла [c.507]

Если бы устойчивость лиофобных коллоидов определялась только равновесием, то повышение температуры и связанное с ним усиление броуновского движения дисперсных частиц должно было бы всегда вести к увеличению устойчивости системы. Однако в золях, суспензиях и эмульсиях повышение температуры ведет, наоборот, к понижению устойчивости. Это противоречие было полностью устранено Н. П. Песковым, когда он в 1920 г. предложил различать два типа устойчивости — кинетическую и агрегативную устойчивость. [c.324]

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]

Растворы ВМС, образующиеся с понижением свободной энергии и находящиеся в равновесном состоянии, агрегативно устойчивы, как и истинные растворы. Их устойчивость главным образом определяется растворимостью данного ВМС в растворителе, а другие факторы, которые играют основную роль в устойчивости лиофобных коллоидов, например заряд частицы и сольватирующая способность, практически не влияют на устойчивость. Так, известно, что белки устойчивы в изоэлектрической точке, где дзета-потенциал равен нулю. Поэтому теории, которые объясняют агрегативную устойчивость растворов ВМС действием электрического заряда либо сольватацией, в настоящее время надо признать устаревшими. Заряд и сольватация, конечно, играют роль, но только в той степени, в которой они влияют на растворимость ВМС. Так, растворимость белков зависит от pH она минимальна в изоэлектрической точке. При смещении от изоэлектрической точки увеличение заряда и гидратация молекул белка повышают растворимость его в воде, и поэтому увеличивается устойчивость раствора ВМС. [c.368]

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]

Современные представления об агрегативной устойчивости лиофобных коллоидов. Проблема устойчивости — [c.109]

Чем определяется агрегативная устойчивость лиофобных коллоидов, чем она отличается от кинетической устойчивости [c.153]

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]

В целом, состояние и свойства ионных и молекулярных адсорбционных слоев, рассмотренные в гл. IV—VI, полностью определяют агрегативную устойчивость лиофобных коллоидов без этих слоев лиофобные коллоиды являются агрегативно совершенно неустойчивыми системами, ввиду наличия на частицах значительной свободной поверхностной энергии. [c.133]

Если по оптическим и молекулярно-кинетическим свойствам суспензии и золи с твердой дисперсной фазой резко различны, то по агрегативной устойчивости они имеют много общего. Как правило, частицы суспензий, равно как и частицы лиофобных коллоидов, имеют на поверхности двойной электрический слой или сольватную оболочку. Электрокинетический потенциал частиц суспензий можно определить с помощью макро- или микроэлектрофореза, причем он имеет величину того же порядка, что и -потен-циал частиц типичных золей. Под влиянием электролитов суспензии коагулируют, т. е. их частицы слипаются, образуя агрегаты, В определенных условиях в суспензиях, так же как и в золях, образуются пространственные коагуляционные структуры, способные к синерезису. Явления тиксотропии и реопексии при соблюдении соответствующих условий проявляются у суспензий почти всегда в большей степени, чем у лиофобных коллоидных систем. [c.367]

Дерягин Б. В. Теория взаимодействия частиц в присутствии двойных электрических слоев и агрегативной устойчивости лиофобных коллоидов [c.234]

Современные представления об агрегативной устойчивости лиофобных коллоидов. Проблема устойчивости центральная в коллоидной химии. Одним из первых на ее теоретическое и практическое значение указал Н. П. Песков. Способность лиофобных коллоидных систем сопротивляться агрегации частиц объясняется, в соответствии с воззрениями И. П. Пескова, присутствием, кроме дисперсной фазы и дисперсионной среды, третьего фактора —стабилизатора. Роль стабилизатора, который находится в растворенном состоянии, сводится к созданию вокруг частицы сольватного слоя. П. А. Ребиндер указывает, что существование развитых сольватных оболочек является механическим барьером, препятствующим коагуляции. [c.119]

Сопоставьте кинетическую и агрегативную устойчивость суспензии с соответствующими характеристиками лиофобных коллоидов. [c.350]

Важно отметить, что каждый этап развития коллоидной химии не был простым отрицанием предыдущего, а преодолением исторической ограниченности предыдущего этапа. Современное деление коллоидных систем на лиофобные дисперсные системы и растворы высокомолекулярных веществ не отрицает лиофильности последних, а подчеркивает невозможность сведения к лиофильности принципиально иных свойств молекулярных растворов полимеров. Установление природы агрегативной устойчивости коллоидных систем не умаляло роли размеров коллоидных частиц, а Выяснило невозможность сведения всех свойств коллоид- [c.13]

В то же время в связи с отсутствием количественной теории агрегативной устойчивости лиофильных коллоидов при оценке устойчивости биоколлоидов обычно пользуются аппаратом теории устойчивости лиофобных золей, часть выводов которой может быть распространена и на лиофильные объекты. [c.17]

Качественные трактовки причин возникновения потенциального барьера, а отсюда и природы устойчивости лиофобных коллоидов разнообразны [5], однако для количественной оценки агрегативной устойчивости и связанных с нею технических свойств таких систем применяют главным образом [c.21]

Выше была рассмотрена группа коллоидных систем, объединенных под общим названием лиофобных (гидрофобных) коллоидов, которые обладают сильно развитой физической поверхностью раздела и большим избытком свободной поверхностной энергии. Благодаря этому образуются ионные и молекулярные адсорбционные слои, которые и сообщают агрегативную устойчивость коллоидным частицам, тогда как стремление свободной поверхностной энергии лиофобных (гидрофобных) коллоидов к самопроизвольному уменьшению в силу второго начала термодинамики делает их термодинамически неустойчивыми. Весьма характерным свойством этих коллоидных систем является, как известно, слабое взаимодействие между веществами дисперсной фазы и молекулами дисперсионной среды. [c.326]

Дерягин Б. В. Теория взаимодействия частиц в присутствии двойных электрических слоев и агрегативной устойчивости лиофобных коллоидов и дисперсных систем. — Изв. АН СССР, сер. хим., 1937, № 5, с. 1153 A ta Physi o him (USSR), 1939, V. 10, p. 333, [c.544]

Принимая, что в случае лиофобных коллоидов можно пренебречь структурной и адсорбционной слагающими расклинивающего давления, мы можем конкретизировать расчеты взаимодействия коллоидных частиц и упростить трактовку условий агрегативной устойчивости. Взаимодействие лиофобных частиц независимо от их формы мы будем полагать равным сумме дисперсионного взаимодействия и взаимодействия, возникающего при перекрытии ионных атмосфер. [c.130]

Лиофобные коллоиды в коллоидной химии принято характеризовать как необратимые, не обладающие агрегативной и термодинамической устойчивостью. Однако правильное понимание смысла таких утверждений может быть достигнуто только на основе более глубоких сведений о внутреннем строении лиофобных золей ( 2 7). Пока же можно принять иа лишь как противопоставление соответствующим свойствам лиофильных коллоидов. [c.500]

Понятие агрегативной устойчивости было разработано Н. П. Песковым. Агрегативная устойчивость, как и кинетическая, является самостоятельной характеристикой лиофобных коллоидов. Разумеется, обе характеристики устойчивости внутренне связаны между собой агрегативная устойчивость имеет смысл только для кинетически устойчивых систем, а кинетическая устойчивость быстро утрачивается в агрегативно неустойчивой системе. Лишь сочетание кинетической устойчивости и агрегативной устойчивости, обусловленной ионными и молекулярными адсорбционными слоями, характеризует природу стабильности лиофобных коллоидов . Химические и структурномеханические свойства адсорбционных слоев в значительной мере определяют поведение лиофобных коллоидных систем. Эти слои могут быть образованы или изменены небольшими количествами веществ, поэтому создаются возможности регулирования ряда свойств лиофобных коллоидов, что широко используется в различных практических приложениях. [c.133]

Изучение природы устойчивости коллоидных растворов в первую очередь сводится к выявлению причин, предотвращающих слипание частиц. Установлено, что агрегативная устойчи вость лиофобных коллоидов сохраняется только в тех случаях, когда в растворе присутствуют поверхностно-активные вещества или небольшие количества электролитов. Это дает основание считать, что такие вещества защищают частицы от слипания и тем придают устойчивость (стабильность) дисперсной системе. [c.181]

Легко видеть слабые стороны такого объяснения агрегативной устойчивости. Весьма трудно представить себе возникновение в результате сольватации противоионов вокруг лиофобных частиц сплошных сольватных оболочек, препятствующих слипанию частиц прн их сближении. В самом деле, сольватные йболочки из полярных молекул среды образуются отдельно вокруг каждого противоиона двойного слоя. Это должно приводить к тому, что на границе, разделяющей оболочки двух соседних одноименно заряженных противоионов, молекулы среды, представляющие собой диполи, будут обращены друг к другу одноименно заряженными концами и< следовательно, будут испытывать взаимное отталкивание. Кроме того, следует помнить, что микроструктура окружающего частицы слоя непрерывно меняется в результате теплового движения ионов. Понятно, > то при таких условиях говорить о создании в результате притяжения и ориентации диполей какого-то синюшного слоя из сцепленных друг с другом ионов и молекул среды, нужного для обеспечения положительного раскли-яивающего давления или упругости сольватной оболочки, просто невозможно. Положительное расклинивающее давление, обусловливающее агрегативную устойчивость лиофобных коллоидов, может возникать лишь в результате деформации ионных атмосфер, т. е. может определяться только электростатическими силами. [c.282]

Несмотря на то, что вопрос о связи между -потенциалом и агрегативной устойчивостью лиофобных коллоидных систем чрезвычайно сложен, нельзя отрицать мнение ряда ведущих ученых о том, что электрокинетический потенциал до сих пор остается одной из,важнейших характеристик устойчивости лиофобных коллоидов. На значение -потенциала для устойчивости коллоидных систем, и в частности латексов, указывали Кройт, Овербек, Гаузер и др. [c.382]

Наибольший успех теории дальнодействующих поверхностных ил электростатической и молекулярной природы связан с тем об- стоятельством, 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, возникаюпщм 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 агрегативную устойчивость дисперсной системы, т. е. устойчивость ло отношению к процессам агрегирования. [c.259]

Н. П. Песков (1920) ввел понятие о двух видах устойчивости дисперсных систем седиментационной (кинетической) и агрегативной. Седиментационная устойчивость позволяет системе сохранять равномерное распределение частиц в объеме, т. е. противостоять действию силы тяжести и процессам оседания или всплывания частиц. Основными условиями этой устойчивости являются высокая дисперсность и участие частиц дисперсной фазы в броуновском движении. Агрегативная устойчивость дисперсных систем — это способность противост()ять агрегации частиц. В этом отношении дисперсные системы делят на два класса 1) термодинамически устойчивые, или лиофильные, коллоиды, которые самопроизвольно диспергируются и существуют без дополнительной стабилизации (мицеллярные растворы ПАВ, растворы ВМВ и т. п.). При образовании этих систем свободная энергия Гиббса системы уменьшается (Лй<0) 2) термодинамически неустойчивые, или лиофобные, системы (золи, суспензии, эмульсии). Для них А6 > 0. [c.424]

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]

Если взаимодействие коллоидных частиц со средой незначительно, то золи называют лиофобными (гидрофобными), если оно выражено сильно, то золи называют лиофильными (гидрофильными). Частицы в лиофильных золях окружены сольватной (гидратной) оболочкой, делающей их более агрегативно устойчивыми по сравнению с лиофобными золями. Типичные гидрофобные золи — гидрозоли металлов (платины, золота, серебра и др.), неметаллов (серы, графита и др.), солей, не образующих истинных растворов в воде (Agi, As Sg и др.). Гидрозоли кремниевой и ванадиевой кислот, гидроксидов алюминия и железа (III) несколько приближаются к гидрофильным системам. Типичные лиофильные системы — водные растворы желатина и вообще разных белковых веществ, целлюлозы и др. Их раньше причисляли к лиофильным коллоидам. Но в настоящее время доказано, что растворы подобного рода высокомолекулярных веществ, а также синтетических высокомолекулярных веществ являются однофазными системами (Каргин, Слонимский и др.). В отличие от типичных коллоидных растворов указанные растворы только в некоторых отношениях сходны с типичными коллоидами медленная диффузия, неспособность проникать через животные и растительные пленки. Это объясняется тем, что в растворах высокомолекулярных веществ молекулы велики (см. гл. XIII) и соизмеримы с размерами коллоидных частиц. Но все же они являются молекулярно-дисперсными системами и по своей агрегативной устойчивости близки к истинным растворам низкомолекулярных веществ. По этой причине растворы высокомолекулярных веществ сейчас не причисляют к типичным коллоидным микрогетеро-генным системам. [c.176]

Одной из наиболее давних и актуальных до сегодняшнего дня проблем коллоидной химии, в которой ярко иллюстрируется диалектика развития науки, является проблема взаимоотношения между коллоидными системами, образованными низкомолекулярными веш,ествами, и растворами и дисперсиями высокомолекулярных веществ. Сам термин коллоид , введенный Грэмом от греческого слова хсоХЛа — клей, относился прежде всего к клееподобным студнеобразным дисперсиям органических высокомолекулярных веществ и не отражает современного состояния и предмета коллоидной химии. Изучение физико-химических свойств подобных студнеобразных систем и разбавленных растворов высокомолекулярных веществ, названных Фрейндлихом лиофильными коллоидами (как обобщение предложенного Перреном термина гидрофильные коллоиды ), длительное время велось в рамках коллоидной химии. Отличие лиофильных коллоидов от лиофобных, по Перрену и Фрейндлиху, определялось в основном двумя обстоятельствами 1) способностью лиофильных коллоидов к самопроизвольному образованию и 2) резкой чувствительностью гидрофобных золей к малым добавкам электролитов, тогда пак гидрофильные коллоиды разрушаются только под действием высоких. концентраций электролита (вы-саливаиие). Различие свойств лиофильных и лиофобных коллоидов рассматривалось как следствие высокой способиости первых к сольватации коллоидных частиц (мицелл) молекулами растворителя, лиофобные же золн всегда нуждаются в стабилизаторе для сохранения агрегативной устойчивости. [c.237]

Для лиофобных коллоидов полезно различать седиментационную и агрегативную устойчивость. Седиментационной называют устойчивость дисперсии по отношению к силе тяжести. Разделение фаз в этом случае может быть обусловлено как седиментацией (осаждением) грубодисперсных и относительно тяжелых (с плотностью, превышающей плотность среды) частиц под влиянием сил тяжести, так и потерей агрегативной устойчивости в результате объединения (агрегации) частиц под действием различных факторов (добавления электролитов, флокулянтов, нагревания и др.). Под агрегативной устойчивостью понимают, таким образом, способность противостоять слипанию частиц, т. е. способность системы сохранять степень дисперсности. Тонкодисперсные коллоидные растворы (золи, микроэмульсии) отличаются от грубодисперсных суспензий (взвесей) именно высокой агрегативной устойчивостью, тем, что броуновское движение обеспечивает практически их неограниченную кинетическую устойчивость. V Коагуляция, под которой понимаем процесс слипания частиц с образованием более крупных агрегатов (коагулятов), может реализоваться только при условии, что агре-гативная устойчивость системы снижена настолько, что соударение частиц приводит к их необратимому слипанию. При этом энергия контактной связи не имеет существенного значения важно лишь, чтобы она превысила значение кТ, в противном случае тепловое движение будет разрушать связь. [c.7]

Прежде всего отметим, что переход золя в студень представляет собой процесс, указывающий на потерю системой агрегативной устойчивости. Однако старение не является обязательно апрегацией с укрупнением частиц. Эта агрегация может. затронуть всю систему в целом. Не всегда переход золя в студень может быть отождествлен с процессом коагуляции у лиофобных коллоидов. Если у этой группы веществ коагуляция обязательно связана с понижением степени дисперсности, то в рассматриваемом случае степень дисперсности системы может остаться без изменения. Это можно сформулировать следующим образом у разбавленных золей процесс старения преимущественно связан с понижением степени дисперсности, у концен-грированных — размер частиц может остаться без изменения. Это было подтверждено исследованиями Зигмонди к, как мы видели, Кришнамурти. [c.349]