Теория обратимой коагуляции

По теории П. А. Ребиндера существует два основных типа структур коагуляционные и конденсационно-кристаллические. Коагуляционные структуры образуются в результате сцепления коллоидных частиц под действием сил межмолекулярного воздействия в цепочки, трехмерные сетки с образованием рыхлого каркаса. Конденсационно-кристаллические структуры возникают в результате реакций полимеризации и поликонденсации, при кристаллизации из растворов (твердение цемента). Коагуляционные структуры могут быть обратимыми. Конденсационно-кристаллические необратимы. К коагуляционным структурам относятся гели, образованные коллоидными частицами или молекулами ВМС (студни). В гидрогелях частицы дисперсной фазы, сцепляясь друг с другом, образуют трехмерную сетку, промежутки которой заполнены водой. Близки по свойствам к гелям осадки, образующиеся при коагуляции сильно гидратированных золей,— коагели. Их тоже рассматривают как отдельный вид коагуляционных структурирован, ных систем. В гелях дисперсионная среда неподвижна, они обладают упругостью формы. Гелевую структуру имеют синтетические ионообменные материалы и ионитовые мембраны. [c.121]

ТЕОРИЯ ОБРАТИМОЙ КОАГУЛЯЦИИ [c.153]

Представления об обратимости коагуляции имеют принципиальное значение для развития коллоидно-химических идей. Так, в течение десятилетий (конец XIX — начало XX вв.) шла борьба между двумя основными направлениями в коллоидной химии — суспензионной теорией, опирающейся на поверхностные свойства, и растворной, трактующей коллоидные процессы на основе общей физико-химической теории растворов. Несмотря на ряд отдельных успехов растворной теории пришлось отступить причиной недостаточной ее прогрессивности было игнорирование специфики коллоидного состояния. [c.254]

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]

Согласно денатурационной теории при повреждении клетки происходит коагуляция белков, которая протекает в двух направлениях первое — обратимая коагуляция (при удалении коагулирующего фактора), второе — необратимая, при которой белок теряет гидрофильные свойства и делается гидрофобным. Явление нарушения молекулярной структуры белка и называется денатурацией. [c.20]

Наблюдения за устойчивостью и коагуляцией дисперсии алмаза в щелочной области (pH = 9) проводились непрерывно в течение 6—7 ч и далее через 24 ч. Исходная дисперсия алмаза при pH = 9 без добавления K I и при его концентрации 5-10 моль/л является агрегативно устойчивой. Из расчета энергии взаимодействия по теории ДЛФО следует, что устойчивость дисперсии алмаза при концентрации K l lO М обусловлена наличием высокого энергетического барьера ( 160 кТ) и очень малой глубиной дальнего минимума. При концентрации КС1 I-IO моль/л в системе уже наблюдается заметная агрегация степень агрегации составляет 2,7. При дальнейшем росте концентрации КС1 увеличивается скорость и степень агрегации, достигнутая к определенному времени наблюдения. Это связано с постепенным уменьшением вклада ионно-электростатической составляющей и реализацией более глубокой потенциальной ямы . Обратимый характер агрегации в случае средних концентраций (10 , 10 моль/л), возможно, связан с влиянием структурной составляющей энергии взаимодействия, что приводит к ограниченности глубины ямы . Однако в целом агрегативная устойчивость и коагуляция дисперсии алмаза при pH = 9, в отличие от рассмотренных выше случаев, может быть объяснена теорией ДЛФО в ее классическом варианте. [c.184]

Явление тиксотропии объясняется разрывом контактов, образующих структуру геля, с последующим обратимым их восстановлением в процессе броуновского движения частиц. Поэтому физический смысл 0 близок к периоду медленной коагуляции и определяется скоростью диффузии, а также высотой энергетического барьера. Величины 0 для реальных систем могут составлять доли секунды и десятки часов. Строгой количественной теории [c.281]

Явление тиксотропии объясняется разрывом контактов, образующих структуру геля, с последующим обратимым их восстановлением в процессе броуновского движения частиц. Поэтому физический смысл 0 близок к периоду медленной коагуляции и определяется скоростью диффузии, а также высотой энергетического барьера. Значения 0 для реальных систем могут составлять ка доли секунды, так и десятки часов. Строгой количественной теории тиксотропии до настоящего времени не существует, несмотря па огромное практическое значение этого явления. [c.275]

Эти представления приводят к выводу, имеющему общее значе ние для теории устойчивости. Количественные критерии устойчи вости относительно коагуляции в объеме дисперсии и контактной коагуляции могут резко отличаться последняя может оказаться эффективной при крайне медленно протекающей коагуляции в объеме. Можно указать на два фактора, интенсифицирующие контактную коагуляцию. Во-первых, глубина дальней потенциальной ямы применительно к контактной коагуляции может быть в 2—3 раза больше, чем при коагуляции в объеме. Частица на поверхности осадка контактирует с 2—4 частицами, так что энергия парного взаимодействия частиц должна быть умножена на 2—4. В рассматриваемом случае малой глубины потенциальной ямы коагуляция в объеме протекает обратимо, т. е. наряду с актами коагуляции протекают акты распада. Во-вторых, возможен рост осадка в отсутствие роста агрегата в объеме, поскольку число актов соударений частиц из потока с частицей на поверхности осадка на много порядков выше, чем в объеме. [c.339]

Х1.10), тогда как при необратимой ближней коагуляции теоретически зависимость от о должна вообще отсутствовать. Это является следствием обратимости процесса коагуляции. Существующие экспериментальные данные подтверждают как сам факт зависимости Сс(щ), так и характер этой зависимости (см. рис. XI. 10). Однако, к сожалению, их недостаточно для количественного сравнения с изложенной теорией. [c.169]

Количественная теория процессов пептизации еще не создана. При обсуждении этих процессов необходимо учитывать как изменения глубины вторичного минимума, так и условия равновесия (квазиравновесия) между микрообъектами, фиксированными в этих минимумах и находящихся в свободном состоянии в объеме системы. Действительно, опыт показывает, что обратимые превращения золя в гель, вызываемые физико-химическими факторами, можно с некоторым приближением рассматривать как равновесные подобно тому, как это принято в процессах растворения. Иллюстрировать это можно упомянутой выше [64] системой золь — гель, равновесие которой смещается прибавлением или удалением спирта. Конечно, такой подход правомерен, когда процессы коагуляции протекают очень медленно и не оказывают существенного влияния на равновесие. [c.101]

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]

Теория ДЛФО объяснила все главные закономерности коагуляции гидрозолей электролит 1ми и объединила на общей количественной основе имевшиеся ранее представления (преимущественно качественные), относившиеся к различным частным случаям и нередко казавшиеся противоречивыми. В последние годы наметились также пути дальнейшего развития этой теории, связанные с представлениями о возможности протекания обратимого агрегирования частиц. Действительно, при очень малых расстояниях между частицами, помимо сил межмолекулярного притяжения, электростатического отталкивания и т. д., отражающих дальнодействие частиц, необходимо также учитывать и иные факторы, проявляющиеся при непосредственном соприкосновении частиц. Сюда относятся, например, своеобразное структурирование вблизи твердой поверхности гидратных оболочек и особенно силы упругости, обусловливающие борновское отталкивание поверхностных атомов в точке соприкосновения частиц или отталкивание адсорбированных на пове рхности частиц молекул ПАВ в области контакта. Это означает, что ближний потенциальный минимум, будучи более или менее глубоким, остается конечным. [c.316]

В рамках теории устойчивости коллоидов (ДЛФО) коагуляция может происходить с преодолением потенциального барьера отталкивания частиц, а может происходить и без его преодоления при наличии достаточно глубокой потенциальной ямы на дальних расстояниях между частицами. В первом случае возникает непосредственный (фазовый) контакт частиц. Частицы могут при этом спекаться за счет перекристаллизации дисперсной фазы в зоне контакта. Структуры с таким видом связи называются кристаллизационными. Процесс структурирования, как и коагуляция, имеет в этом случае необратимый характер. Дисперсные системы с кристаллизационной структурой обладают свойствами хрупкого твердого тела. Во втором случае (безбарьерной коагуляции) связь частиц значительно слабее и она вполне обратима, т. е. легко разрушается и снова восстанавливается, Соответственно этому и состояние системы способно обратимо изменяться. Разрушение связей между частицами, а следовательно, и разрушение структуры, может быть вызвано слабыми механическими воздействиями, например перемешиванием раствора, переливанием его в другой сосуд и т. д. В состоянии покоя разрушенные связи, а с ними и структурное состояние системы полностью восстанавливаются. Количество циклов разрушения и восстановления структуры ничем не ограничено. Способность структурированных систем к обратимым изотермическим разрушениям и восстановлениям структурного состояния называется тиксотропией. Внешним признаком разрушения структуры может быть заметное разжижение взвеси. Восстановление структуры при этом сопровождается ее загустеванием. Этот процесс может занимать достаточно большое время (минуты, часы), а может происходить и практически мгновенно. Частным проявлением тиксотропии служит зависимость вязкости взвеси от времени, если восстановление структуры происходит достаточно медленно. Мгновенное тик-сотропное восстановление структурного состояния и, соответственно, механических свойств дисперсных [c.677]

Устойчивость лиофобных коллоидов определяется ионными и молекулярными адсорбционными слоями на поверхности частиц. Лиофобные золи, стабилизованные ионными слоями, коагулируют при сравнительно низких концентрациях электролитов, причем коагулирующее действие преимущественно оказывают противоположно заряженные ионы, особенно многовалентные ионы (правило Шульце-Гарди). В результате обменной адсорбции и повышения ионной силы раствора, при коагуляции коллоидов элект- ролитами происходит сокращение толщины двойного р слоя, которое внешне обычно проявляется в снижении С.-потенциала. В теории Дерягина показано значение сжатия двойного слоя для установления соотношения сил межчастичного притяжения и электростатического отталкивания частиц, приводящего к коагуляции, и дано теоретическое обоснование правила Шульце—Гарди (VI. 1). Кривые энергии взаимодействия имеют минимум на больших расстояниях, что создает для асимметрических частиц возможность возникновения тиксотропии и образования так-тоидов. Коагуляция в ряде случаев может иметь обратимый характер образование золя из коагулированного осадка путем повышения диффузности двойного слоя частиц или сообщения заряда частицам называется пептизацией. [c.152]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология