Агрегация коллоидов

Агрегация коллоидов может осуществляться в результате коагуляции и флокуляции. Ранее оба эти процесса отождествлялись, особенно в зарубежной литературе. Ла Мер [2] и вслед за ним другие авторы предлагают коагуляцией называть агрегацию частиц под действием простых ионов, а флокуляцией — агрегацию под действием полимеров. Такой терминологии будут придерживаться и авторы данной монографии. [c.7]

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД КОЛЛОИДОВ Агрегация коллоидов [c.262]

Рис. 77. Схема, демонстрирующая уменьшение общей поверхности раздела при агрегации коллоидов.

В методах химической конденсации вещество коллоида получается с помощью той или иной химической реакции и выделяется ири этом в коллоидном состоянии. Эти методы основаны большей частью на таких взаимодействиях в растворах, которые приводят к образованию вещества в условиях, когда оно нерастворимо. Образуясь первоначально в молекулярно-дисперсной форме, оно стремится выделиться из раствора в осадок. Необходимо так подобрать условия проведения реакции (концентрация реагирующих веществ, pH среды, последовательность операций, температура, перемешивание и пр.), чтобы процесс агрегации, т. е. соединения молекул в более крупные частицы, прекращался на определенной стадии во избежание слипания частиц. Обычно этому способствует применение растворов достаточно низкой концентрации и медленное смешение их. [c.530]

Коагуляция коллоидов в большинстве случаев начинается тогда, когда электрокинетический потенциал снизится до некоторой критической величины. Однако измеренная величина электрокинетического потенциала является усредненной. Поэтому при некоторой средней величине дзета-потенциала, при которой начинается коагуляция, определенное количество частиц еще имеет достаточно высокое значение дзета-потенциала, препятствующее коагуляции. Чем меньше величина дзета-потенциала, тем меньшая доля частиц обладает дзета-потенциалом, препятствующим коагуляции, тем больше количество столкновений частиц, завершающееся агрегацией. [c.425]

Гетерокоагуляция. Взаимная коагуляция коллоидов. Взаимная коагуляция наблюдается при смещивании золей с разноименно заряженными частицами. Механизм взаимной коагуляции состоит в том, что при перекрывании двойных слоев коллоидных частиц, имеющих разные знаки, происходит не отталкивание, а электростатическое притяжение и быстрая агрегация частиц. Наиболее полно взаимная коагуляция происходит тогда, когда заряды коллоидов, противоположные по знаку, равны между собой. [c.438]

Растворы лиофобных коллоидов характеризуются непостоянным размером частиц. При увеличении концентрации, например, возможно увеличение размеров этих частиц благодаря процессу агрегации (слипания), а при уменьшении концентрации-процессу дезагрегации (разукрупнения). Эти процессы приводят к тому, что с изменением концентрации осмотическое давление изменяется не прямо пропорционально последней, как [c.304]

Однако не только степень дисперсности определяет общую устойчивость лиофобных коллоидов. Опыт показывает, что размер частиц со временем, и особенно при повышении температуры, становится больше. Происходит как бы слипание частиц или, иначе говоря, их агрегация. Более крупные агрегаты коллоидных частиц продолжают сталкиваться друг с другом, слипаясь при столкновении, так что вскоре размер агрегатов становится заметным для человеческого глаза. Происходит помутнение коллоидного раствора и, наконец, дисперсная фаза выпадает в осадок. [c.325]

Методы получения коллоидов, основанные на раздроблении, получили название методов диспергирования. Методы, связанные с агрегацией молекул или ионов в более крупные частицы, называются конденсационными. [c.208]

Зависимость вязкости коллоидных растворов от температуры также имеет довольно сложный характер. В простых случаях существует линейная зависимость lg7] от 1/Т, но обычно она нарушается изменением состояния коллоида и степени агрегации частиц при колебании температуры. [c.50]

Лиофобные коллоиды являются термодинамически неустойчивыми системами, стабильность которых обусловлена наличием адсорбционных ионных или молекулярных слоев. Изменения состояния этих слоев, механизм образования и свойства которых были рассмотрены в главах четвертой и пятой, сопровождаются изменением устойчивости лиофобных коллоидов и при определенных условиях могут приводить к потере устойчивости внешне это проявляется в агрегации и выпадении частиц из раствора или в их коагуляции. Таким образом, теория коагуляции тесно связана с выяснением природы устойчивости и самого существования золей, что придает ей большое значение. Условия коагуляции золей весьма различны и зависят от природы стабилизующих слоев. Целесообразно, поэтому, рассмотреть эту проблему отдельно для золей с ионными и молекулярными адсорбционными слоями. [c.135]

Агрегация частиц в процессе коагуляции является результатом дестабилизации коллоидной системы, обычно вызываемой добавлением химических веществ. Дестабилизация может осуществляться в соответствии с несколькими механизмами, зависящими от химического состава коллоидов и химических коагулянтов. Однако понимание механизма дестабилизации, по существу, является на сегодняшний день неполным. [c.391]

При хранении студней и гелей в них происходят изменения, связанные с агрегацией частиц, увеличением их размеров, изменением степени гидратации и непрерывным уплотнением пространственного каркаса. Характер этих изменений зависит от природы взятых коллоидов и взаимодействия элементов их структуры с дисперсионной средой. Глубокое влияние на старение оказывают условия внешней среды, изменяя которые можно задерживать или ускорять этот процесс. [c.45]

Талмудом же разработаны методы образования двумерных коллоидов в результате химических реакций в поверхностной пленке и изучена кинетика образования коллоидных частиц на основании уменьшения измеряемого двумерного давления при агрегации молекул. —Прим. ред. [c.77]

Таким образом, предварительная агрегация коллоидных частиц позволяет получать крупные хлопья с повышенным содержанием твердой фазы. Если простой электролит вводится в коллоид, в котором уже равномерно распределен ПАА, то взаимодействуют отдельные частицы золя и агрегаты имеют более мозаичную структуру. [c.97]

Процессы второго рода объединяются названием коагуляции (коагуляция означает свертывание). Это явление заключается а укрупнении частиц дисперсной фазы в результате их взаимного слипания или слияния. Эти процессы (т. е. агрегации вещества) в определенных условиях могут протекать самопроизвольно, так как они сопровождаются уменьшением величины поверхности ( 138). Однако под действием некоторых веществ частицы многих коллоидов обнаруживают способность вновь диспергироваться ( 220). [c.501]

Изучение опубликованных данных по флокуляции — коагуляции показывает, что этим вопросам уделялось мало внимания и с теоретической, и с практической стороны. В ранних работах по изучению агрегации каолинита, коагулированного алюминием, в проточных и непроточных реакторах [4] указывалось на то, что константы скорости и эффективность процесса сопоставимы при идентичных условиях. Последние исследования также подтвердили сопоставимость данных о флокуляции в лабораторных реакторах и на очистных станциях [5]. Изучение дестабилизации коллоидов обнаруживает, что для получения сопоставимых данных необходимо поддерживать идентичные химические условия (в особенности это касается дозировки коагулянтов [6]) и идентичные гидродинамические условия, а именно скорость поступления раствора, затраты энергии, числа Рей- [c.175]

Агрегативная устойчивость коллоидных систем обусловлена тем, что на поверхности раздела происходит адсорбция ионов (молекул) из окружающей среды. На данных частицах адсорбируются ионы одного знака и частицы приобретают одинаковый заряд. Заряженные одноименно частицы отталкиваются друг от друга, благодаря чему не происходит их агрегация. Агрегации частиц лиофильных коллоидов также препятствует наличие на их поверхности сольватных (гидратных) оболочек. [c.219]

Некоторые лиофильные золи, будучи добавлены в незначительном количестве к лиофобным золям, значительно увеличивают устойчивость последних по отношению к электролитам. Такого рода стабилизация коллоидов называется защитой. Защитное действие лиофильных коллоидов объясняется их способностью адсорбироваться на поверхности лиофобных частиц и тем самым предохранять последние от непосредственного соприкосновения между собой, а значит и от укрупнения агрегации). [c.72]

Процесс схватывания и отвердевания пасты, содержащей сернокислый свинец, может быть объяснен с точки зрения коллоидной химии аналогично принятой теории твердения цемента Байкова. Образующийся сернокислый свинец, гидролизуясь, дает основной сернокислый свинец невыясненного состава — РЬг(0Н)да(804)й. Это мало растворимое соединение получается в коллоидной форме. В момент образования студенистая масса обволакивает частички окислов, ласта теряет подвижность и происходит схватывание. В следующий, более длительный период, сокращаемый в производстве нагреванием пластин, протекает коагуляция коллоида, агрегация частиц и медленная кристаллизация основного сернокислого свинца. Этот процесс соответствует отвердеванию пасты, которое продолжается также при дальнейшем срастании получающихся отдельных, кристаллов. [c.119]

С другой стороны, пусть М — молекулярный вес вещества коллоида, а — степень агрегации, т. е. число молекул в мицелле, и [c.214]

Идентичность структурного мотива аморфного ШУ различных месторождений не позволяет объяснить его многофункциональность и одинаково высокую активность ШУ с разной удельной поверхностью(от 2 до 500 м /г) и пористостью (от 4.7 до 41 %). При этом установлена критичность агрегации наноструктурных элементов ШУ по отношению к внешним условиям (с применением МУРР и A M). Наноразмерные элементы, являющиеся наиболее подвижными составляющими ШУ могут бьггь переведены в водный коллоид. В полимерной пленке, полученной из этого коллоида выявлены вновь образующиеся агрегаты. [c.174]

Обычно пептизируемость коагулятов уменьшается со временем в результате развития точечных контактов между первичными частицами происходит упрочнение коагуляционных структур. Подобное самопроизвольное изменение свойств коллоидных растворов, коагулятов, студней и гелей называют старением коллоидов. Оно проявляется в агрегации частиц дисперсной фазы, в уменьшении их числа и степени их сольватации (в случае водных растворов — гидратации), а также в уменьшении поверхности раздела между фазами и адсорбционной способности. [c.313]

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]

Процессы старения белков, видимо, не столько связаны со струк-турообразованием в растворах полимеров, сколько с медленно протекающей денатурацией (И. Н. Буланкин, 1957). При этом происходит изменение в укладке полипептидных цепей, приводящее к появлению в периферической части белковой молекулы большего количества негидратируемых гидрофобных группировок. Создаются благоприятные условия для агрегации молекул при контакте указанных группировок, затем постепенное уплотнение и стягивание внутренних структур. Старение животного организма связано со старением его коллоидов, но эта причина далеко не единственная и к тому же зависящая от целого ряда других биологических факторов. Появление у тканей с увеличением возраста организма таких новых качеств, как большая жесткость и меньшая эластичность, объясняется процессами синерезиса и дегидратации. [c.210]

Пром. произ-во П. (в т, ч. и в СССР) осуществляют тремя способами 1) суспензионная полимеризация по периодич. схеме. В., содержащий 0,02-0,05% по массе инициатора (напр., ацилпероксиды, диазосоединения), интенсивно перемешивают в водной среде, содержащей 0,02-0,05% по массе защитного коллоида (напр., метилгидроксипропилцеллюло-за, поливиниловый спирт). Смесь нагревают до 45-65 °С (в зависимости от требуемой мол. массы П.) и заданную т-ру поддерживают в узких пределах с целью получения однородного по мол. массе П. Полимеризация протекает в каплях В., в ходе ее происходит нек-рая агрегация частиц в результате получают пористые гранулы П. размером 100-300 мкм. После падения давления в реакторе (степень превращения В. ок. 85-90%) удаляют непрореагир. мономер, П. отфильтровывают, сущат в токе горячего воздуха, просеивают через сита и расфасовывают. Полимеризацию проводят в реакторах большого объема (до 200 м ) новые произ-ва полностью автоматизированы. Уд. расход В. [c.621]

Этот метод становится все более важным для проведения очистки и концентрирования коллоидов с минимальным потреблением энергии. Так, способ, описанный Айлером [129], дает возможность приготовлять коллоидный кремнезем посредством частичной нейтрализации горячего раствора силиката натрия кислотой при таком разбавлении, что образующиеся частицы не коагулируют под действием соли натрия. Золь (2—3 % 8102) охлаждается до 50°С и обогащается способом ультрафпльтра-ции, тогда как соль в то же время вымывается водой. Для избежания агрегации частиц или формирования микрогеля необходимо добавлять воду с такой скоростью, чтобы поддерживать концентрацию соли ниже некоторого значения нормальности рассматриваемой как [c.460]

В то время как усхойчивость обычных растворов имеет вполне однозначный смысл и ее нарушение связано с фазовым переходом, устойчивость коллоидов и вообще дисперсных систем может нарушаться в результате следующих процессов во-первых, расслоения и выделения дисперсной системы с другой концентрацией или структурой (коацервация или образование периодической структуры) во-вторых, изменения дисперсного состава, точнее, изменения распределения частиц по размерам за счет диффузионных процессов перехода молекул от одних частиц к другим (обычно более крупным) в-третьих, коагуляции или в общем случае процессов агрегации и дезагрегации, идущих или параллельно или последовательно. [c.3]

Вопрос о возможности фиксации частиц на сравнительно далеких расстояниях, отвечающих координате вторичного минимума, впервые подробно рассмотрен Ефремовым и Нерпиным (284, 308—312]. Влияние электролитов на процесс дальней агрегации и зависимость физико-мехапических свойств систем, возникающих в результате его протекания, от концентрации и валентности противоионов в дисперсионной среде изучены в работах [313, 314]. Показано, что в отличие от соотношения = onst, установленного при исследовании коагуляции лиофобных коллоидов, в случае фиксации частиц относительно Друг друга на далеких расстояниях должно выполняться равенство = [c.51]

В процессе старания трансформаторных масел кро-ие воды образуются и другие вещества, приводящие к росту 8то асфальто-смолистые нейтральные и кислые продукты, осадок, различные коллоиды, ни создающие мостиков, замыкающих электроды под действием переменного злектричоского поля. Влияние этих веществ на диэлектрические потери более значительно, чем влаги в отсутствие ее агрегации. [c.56]

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]

Чодводя итоги этого краткого обзора, заметим, что целью данной работы было определить сопоставимость данных, полученных по агрегации взвешенных веществ в лабораторных и производственных условиях при проведении опытов в одинаковых условиях. Для этого и были дополнительно изучены 1) влияние времени пребывания на дестабилизацию коллоидов и агрегацию частиц 2) влияние формы реактора на гидродинамические условия в реакторе и на агрегацию частиц 3) влияние изменения размера реактора на агрегацию частиц. Исследования суммарного влияния проводили на очистных станциях для различных сточных вод, а изучение отдельных факторов — в небольших установках с водой известного состава. Необходимо было удостовериться в возможности использования данных удобных и недорогих лабораторных опытов для практики очистных станций и обосновать ограничения по использованию этих данных. [c.176]

Вещества в коллоидно-дисперсном состоянии [381—386] можно получить прежде всего агрегацией из молекулярно диспергированного вещества, распределенного в жидкой или газообразной фазе. В простейшем случае образование золя происходит в результате вливания раствора вещества в жидкость, в которой данное вещество практически нерастворимо. Наряду с этим можно использовать подходящие химические превращения, например восстановление солей металлов в растворе до металла, окисление НгЗ до 5, реакции гидролиза с образованием гидроокисей, реакции двойного обмена и т. д. В принципе для этого пригодны те же методы, которые используют для образования кристаллического осадка. Однако в этом случае так выбирают условия, чтобы возникающее твердое вещество проявляло минимальную растворимость и величина первичных частиц оставалась по возможности незначительной. Так, взаимодействием водных растворов MgS04 и Ва(ЗСЫ)2 получают кристаллический Ва304, однако при добавлении 25 -/)-ного пропилового спирта образуется прозрачный коллоидный раствор. Максимальный размер частиц достигается, в общем, при средних концентрациях взаимодействующих реагентов. Во многих случаях золь получается только при помощи защитного коллоида или в неводной дисперсионной среде. Получение изодисперсного золя с приблизительно одинаковым размером частиц возможно благодаря применению раствора, содержащего зародыши [387]. [c.243]

Рйзработана также технология суспензионной полимеризации метилметакрилата. Суспензионный полиметилметакрилат можно перерабатывать методами формования из расплава, тогда как блочный полимер имеет слишком высокий молекулярный вес и непригоден для этой цели. Как и в других процессах суспензионной полимеризации, проблемы, связанные с регулированием размера частиц и их агрегацией, решаются с помощью тщательного подбора конструкции реактора и природы суспендирующих агентов, защитных коллоидов и т. д. Типичными суспендирующими агентами являются окись алюминия, тальк и карбонат магния, а типичным защитным коллоидом — натриевая соль полиметакриловой кислоты. Путем суспензионной полимеризации получают также сополимеры, содержащие небольшое количество звеньев акрилового сомономера, например этпл-акрилата преимущество этих сополимеров заключается в их повышенной термостойкости. [c.247]

Эмульсионная полимеризация отличается от суспензионной тем, что ее проводят в присутствии мыла, образующего мицеллы (гл. 12). Исходный мономер либо находится в виде мельчайших капель, стабилизированных за счет адсорбционного слоя молекул мыла, либо солюбилизирован в мицеллах мыла. Метод эмульсионной полимеризации широко применяется в Западной Европе для производства поливинилхорида (стр. 258). Как и при суспензионной полимеризации, диспергирующей средой служит вода, которая облегчает отвод выделяющегося тепла. Кислород ингибирует полимеризацию, и поэтому тщательно следят за тем, чтобы полимеризатор и вода не содержали даже следов кислорода. В качестве инициаторов можно использовать соединения, растворимые либо в воде, либо в мономере однако чаще всего применяют водорастворимые инициаторы типа персульфата калия. Иногда, особенно при низкотемпературной полимеризации, употребляют окислительно-восстановительные системы, в которых инициатор активируется восстановителем, например сульфитом натрия или сернистой кислотой. Эмульсии этого типа обычно стабилизируют такими эмульгаторами, как сульфонаты, используемыми в сочетании с водорастворимыми полимерами, например поливиниловым спиртом. Последний выполняет функцию защитного коллоида, подавляя агрегацию частиц. Выбор эмульгатора и защитного коллоида имеет большое значение, так как они могут в значительной степени переходить в товарный полимер. [c.248]