Энергия взаимодействия между коллоидными частицами

На основании материала, изложенного в предыдущем разделе, можно представить себе, как при сближении двух одноименно заряженных коллоидных частиц будет изменяться энергия их взаимодействия, являющаяся результатом сложения, молекулярных сил притяжения и электростатических сил отталкивания. Для этого рассмотрим потенциальные кривые (рис. IX, 6 и IX, 7), характеризующие зависимость энергии взаимодействия двух сближающихся частиц (энергия отталкивания отложена вверх, а энергия притяжения — вниз от нуля) от расстояния Н между частицами. [c.278]

Рис. IX, 10. Потенциальные кривые, характеризующие изменение энергии взаимодействия двух коллоидных частиц от расстояния Н между их поверхностями. Нумерация кривых возрастает с уменьшением Фо-потенциала.

Из рис. 118 видно, что на определенном расстоянии /"о существует своеобразный барьер отталкивания S, который препятствует сближению частиц. Этот барьер устраним ири высокой концентрации электролита-коагулятора. Вследствие преобладания сил притяжения коллоидные частицы могут сблизиться при коагуляции до расстояния Г2. Однако теоретические расчеты и экспериментальные данные свидетельствуют о том, что при больших расстояниях между коллоидными частицами Г (порядка нескольких толщин двойно-то электрического слоя) на потенциальной кривой хорошо наблюдается второй неглубокий минимум М, который незначителен для обычных гидрофобных коллоидов 1И более глубок для золей, имеющих крупные асимметрические частицы. Для таких золей энергия взаимодействия в точке М может быть в несколько раз больше энер [c.379]

Тиксотропия. Рассмотрение энергии взаимодействия двух коллоидных частиц (рис. 130, кривая 1) показывает, что на больших расстояниях г между частицами имеется неглубокий [c.333]

Энергия взаимодействия между коллоидными частицами 15J [c.151]

Рис. IX, 10. Потенциальные кривые, характеризующие изменение энергии взаимодействия двух коллоидных частиц от расстояния Н между их поверхностями.

Потенциальная энергия взаимодействия. ( /) между коллоидными частицами представляет собой алгебраическую сумму потенциальной энергии электростатического отталкивания (Оз) и потенциальной энергии дисперсионного притяжения ( /д) между ними [c.321]

Энергию взаимодействия между коллоидными частицами можно вычислить как функцию расстояния, еслп известна природа спл, определяющих это взаимодействие. [c.151]

Энергию взаимодействия двух коллоидных частиц в зависимости от расстояния между их поверхностями выражают потенци- [c.86]

Энергии взаимодействия двух коллоидных частиц, в зависимости от расстояния между их поверхностями, изменяются по кривой, изображенной на рис. 59, где положительные значения IV соответствуют отталкиванию, а отрицательные — притяжению частиц. Подобные кривые, получаемые суммированием сил межчастичного при- тяжения и электростатического отталкивания, называются потенциальными кривыми. [c.143]

На рис. 103 приведены зависимости величин /д и 1/э от расстояния между коллоидными частицами. При этом, как принято в физике, потенциальной энергии притяжения приписывается знак минус, а отталкивания — знак плюс. Как видно, результирующая энергия взаимодействия (кривая 3 на рис, 103) приводит к притяжению (и <С0) на очень малых и отталкиванию ( У > 0) на больших расстояниях между частицами. Решающее значение для устойчивости дисперсных систем имеет величина потенциального барьера отталкивания ( /макс), которая, в свою очередь, зависит от хода кривых Цд и С/э. При больших значениях этого барьера коллоидная система устойчива. Слипание коллоидных частиц возможно лишь при достаточном их сближении. Это требует преодоления потенциального барьера отталкивания. При некоторых небольших положительных значениях /макс (кривая 3) преодолеть его могут лишь немногие коллоидные частицы с достаточно большой кинетической энергией. Это соответствует стадии медленной коагуляции, когда только небольшая часть соударений коллоидных частиц приводит к их слипанию. При медленной коагуляции со временем происходит некоторое уменьшение общего числа коллоидных частиц в результате образования агрегатов из 2—3 первичных частиц, но коагулят не выпадает. Подобную коагуляцию, не сопровождающуюся видимым изменением коллоидного раствора, называют скрытой коагуляцией. При дальнейшем [c.322]

При рассмотрении сил взаимодействия между коллоидными частицами в пенах или эмульсиях удобно использовать элементарную модель, введенную Дерягиным. Согласно модели, взаимодействие возникает при наличии дополнительной силы или расклинивающего давления, направленного под прямым углом к плоскости жидкой пленки. Эта сила является поверхностной силой второго рода в отличии от поверхностного натяжения, которое действует вдоль плоскости раздела фаз и называется поверхностной силой первого рода. Такая трактовка не единственная, но она удобна по отношению к удельной поверхностной энергии как переменной величине, зависящей от свойств системы (Дерягин и Щербаков, 1961). [c.80]

Рис. 51. Перекрытие ионных атмосфер двух коллоидных частиц (а) и энергия взаимодействия двух коллоидных частиц в зависимости от расстояния г между их поверхностями (б)

Процесс агрегации коллоидных и полуколлоидных систем (суспензий) весьма сложен и зависит от изменения энергии взаимодействия между частицами (мицеллами) при их сближении, от сольватации (гидратации) этих частиц, [c.81]

Рис. УИ1-Э, Зависимость энергии взаимодействия заряженных коллоидных частиц от расстояния между их поверхностями

Вопрос об устойчивости и коагуляции коллоидных систем в зависимости от соотношения сил притяжения и отталкивания очень сложен, так как приходится вычислять энергию взаимодействия между частицами в функции расстояния их друг от друга. [c.120]

Тот факт, что между коллоидными частицами существуют силы притяжения, был установлен еще в начале этого столетия Смолуховским по кинетике коагуляции золей. В 1932 г. Кальман и Вильштеттер их приписали силам Ван-дер-Ваальса, действующим между атомами и молекулами. Как известно, эти силы состоят из ориентационной, индукционной и дисперсионной составляющих, причем все они убывают обратно седьмой (энергия — шестой) степени расстояния, т. е. действуют на очень малых расстояниях. Однако, как показали Де Бур и Га-макер, для макроскопических тел, например коллоидных частиц, состоящих из многих тысяч атомов (молекул), эти силы складываются, в результате чего суммарная энергия притяжения частиц изменяется гораздо медленнее — по кубическому или квадратичному закону. Иначе говоря, эти силы в определенных условиях достаточно велики и соизмеримы с силами отталкивания двойных электрических слоев. Основной вклад в молекулярное притяжение дисперсных тел вносят силы дисперсионного взаимодействия (лондоновские силы), так как ориентационные и индукционные эффекты отдельных молекул для достаточно большого ансамбля взаимно компенсируются. [c.15]

Фервей И Овербек вывели теоретические соотношения путем расчета потенциальной энергии взаимодействия коллоидных частиц как функции расстояния между ними. Потенциальная энергия зависит от двух противоположных величин отталкивания, происходящего вследствие электростатического взаимодействия диффузных двойных слоев, и ван-дер-ваальсового притяжения частиц. Отталкивание в основном определяется дзета-потенциалом и, следовательно, зависит от величины заряда противоионов. Потенциальная энергия притяжения зависит от размеров и формы частиц и от расстояния между ними. Для отдельных атомов потенциальная энергия притяжения находится в обратной зависимости от расстояния в шестой степени 1, но для бесконечных пластинок суммируется притяжение всех атомов и оказывается, что притяжение обратно пропорционально лишь квадрату расстояния. Это имеет большое теоретическое значение, так как означает, что силы притяжения между коллоидными частицами действуют на расстояниях по- [c.176]

Значительное уменьшение /макс происходит в результате изменения потенциальной энергии электростатического отталкивания (т. е. хода кривой 1), вызванного добавлением электролитов к коллоидному раствору. С увеличением концент.рации любого электролита происходит перестройка двойного электрического слоя, окружающего коллоидные частицы все ббльшая часть противоионов вытесняется из диффузной в адсорбционную часть двойного электрического слоя. Толщина диффузной части двойного электрического слоя (слой 4 на рис. 100), а вместе с ней и всего двойного электрического слоя (слой 2 на рис. 100) уменьшается. Поэтому кривая потенциальной энергии электростатического отталкивания снижается более круто, чем показанная на рис. 103 кривая 1. В результате этого потенциальный барьер отталкивания ( /макс) уменьшается и смещается в сторону меньшего расстояния между коллоидными частицами. Когда двойной электрический слой сжимается до толщины адсорбционного слоя (слой 3 на рис. 100), то вся кривая взаимодействия дисперсных частиц оказывается в области притяжения (кривая 4 на рис. 103), наступает быстрая коагуляция. Такое изменение устойчивости коллоидного раствора происходит при добавлении любого электролита. [c.323]

Проделанные до сих пор вычисления энергии взаимодействия между коллоидными частицами очень петочны. Модель структуры двойного слоя сильно упрощена даже [c.160]

Представляя энергию взаимодействия меиеду коллоидными частицами в виде суммы двух компонент — электростатической и вандерваальсовой (У и,), следует принимать во внимание форму и размер частиц. Подобного рода расчеты, например для сферических частиц, читатель найдет в книгах [2, 3]. Мы ограничимся только простым случаем взаимодействия двух одинаковых плоских частиц, между которыми имеется плоскопараллельный зазор с шириной много меньше линейных размеров частиц. Эта предельно упрощенная модель все же позволяет объяснить чрезвычайно сильно проявляющуюся зависимость критической концентрации коагулирующего иона от валентности. Для более тонких эффектов такая модель по меньшей мере не совсем точна. [c.210]

Отвечая на этот вопрос, следует учесть, что для коагуляции коллоидных частиц они должны сблизиться на такое расстояние, при котором энергия их взаимного молекулярного притяжения, обусловленного ван-дер-ваальсовыми силами, была бы больше энергии теплового (броуновского) движения. Для этого при сближении сферических частиц необходимо, чтобы наименьшее расстояние между их поверхностями было мало по сравнению с радиусами частиц. При достаточно малых расстояниях энергия взаимодействия сферических коллоидных частиц убывает обратно пропорционально первой степени расстояния между поверхностями (для взаимодействия плос- [c.123]

Потенциальная энергня взаимодействия (1У) между коллоидными частицами нредс1авляет собой алгебраическую сумму потенциальной энергии электростатического отталкивания (1/э) и потенциальной энергии диспер-сиопиого притяжения (У ) мс- / / [c.333]

На рис. 103 приведены зависимости величин Уд и С/, от р с-стояния между коллоидными частицами. Прн этом, как принято в физике, потенциальной энерги притяжения приписывается знак минус, а отталкивания — знак плюс. Как видно, результирующая энергия взаимодействия (кривая 3 па рнс. 103) приводит к притяжению И < 0) на очень малых и отталкиванию Ш > 0) иа б()льших расстояниях между частицами. Решающее значение для устойчивости дисперсных систем имеет величина потенциального барьера оттилкиваиия ( /макс), которая, в свою очередь, зависит от хода кривых Уд и (Уэ- При больших значениях этого барьера [c.333]

Из уравпення (VI. 106) видно, что энергия притяжения пластин обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Это указывает на то, что энергия притяжения между пластинами (частицами) значительно медленнее уменьшается с расстоянием, чем энергия притяжения между атомами (молекулами), которая обратно пропорциональна расстоянию в шестой степени. Отсюда также следует, что частицы коллоидных систем взаимодействуют иа более далеких расстояниях, чем атомы (молекулы). [c.329]

Согласно теории электрической стабилизации и коагуляции дисперсных систем - ДЛФО (теории Дерягина, Ландау, Ферфея, Овербека), потенциальная энергия взаимодействия (Емв) между коллоидными частицами представляет собой алгебраическую сумму потенциальной энергии электростатического [c.117]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология