Броуновское движение в эмульсиях

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]

К микрогетерогенным и грубодисперсным системам относятся суспензии, эмульсии, аэрозоли, порошки см. гл. VI, 2). По сравнению с коллоидными частицами в этих системах частицы дисперсной фазы имеют значительно большие размеры и они уже видны в оптический микроскоп. В микрогетерогенных и грубодисперсных системах не проявляются такие молекулярно-кинетические свойства, как броуновское движение, диффузия, осмотическое давление. [c.221]

Данте определения следующим понятиям золь, эмульсия, гель, аэрозоль, броуновское движение, эффект Тиндаля, седиментация, коагуляция, синерезис, желатинирование, коллоидная устойчивость, коллоидная защита, коллоидная частица, аномальная вязкость, тиксотропия. [c.304]

Молекулярно-кинетические свойства неструктурированных коллоидных систем и обычных истинных растворов принципиального различия не имеют разница носит лишь количественный характер. Как молекулы, так и коллоидные частицы находятся в беспрерывном тепловом движении, которое применительно к коллоидным системам получило название броуновского движения. Даже сравнительно крупные частицы эмульсий и суспензий совершают постоянные колебательные движения, которые можно наблюдать в микроскоп. [c.57]

Если двойной слой образуется вследствие обратимой адсорбции из относительно большого объема раствора, то потенциал онределяется концентрацией потенциалопределяющих ионов, в то время как индифферентные ионы в основном влияют на толщину диффузного слоя. Метод вычисления для капель эмульсии рассмотрен ниже. Типичные значения лежат в области 25 н- 100 ме, а значения 6, которые могут быть рассмотрены как расстояния между поверхностью и центром заряда противоионов, колеблются от 1000 А (для дистиллированной воды) до 10 А [для 0,1 н. раствора (1 1) электролита]. Обычно считают, что если две коллоидные частицы, несущие подобные двойные слои, соприкасаются (например, в результате броуновского движения), поверхностный потенциал при их взаимодействии остается постоянным это означает, что адсорбционное равновесие устанавливается очень быстро. Альтернативно можно постулировать, что поверхностный заряд остается постоянным в результате медленной адсорбции. Видимо, истина находится между указанными двумя предположениями, которые, к счастью, не приводят к сильно отличающимся оценкам энергии взаимодействия. [c.97]

Эмульгирование во всех случаях, за исключением самопроизвольно образующихся (за счет броуновского движения) эмульсий, требует механического воздействия для раздробления жидких фаз. Процессу эмульгирования способствует снижение поверхностного, натяжения на границе раздела двух фаз, для чего и вводят поверхностно-активные вещества. [c.479]

Как известно, кинетическая неустойчивость эмульсии возрастает с увеличением глобул дисперсной фазы и их концентрации, т. е. с увеличением вероятности эффективных столкновений глобул при увеличении скорости теплового и броуновского движения, и может быть определена по закону распределения Лапласа [c.17]

Разбавленными считаются эмульсии, в которых суммарный объем дисперсной фазы не превышает 0,1 % от общего объема системы. Они обычно коллоидно-дисперсны и обладают всеми свойствами коллоидных растворов седиментационно-устойчивы в них наблюдается броуновское движение, эффект Тиндаля, электрофорез, электроосмос и т. п. Интересно отметить, что разбавленные эмульсии второго рода флуоресцируют при облучении ультрафиолетовыми лучами и фосфоресцируют при взаимном перемещении слоев системы (перемешивании, переливания и т. п.). Последним объясняется свечение воды морей. [c.285]

В критическом состоянии поверхностное межфазное натяжение (см. гл. 14) на границе раздела сосуществующих фаз равно нулю. Поэтому вблизи этого состояния могут наблюдаться большие флуктуации плотности вещества и самопроизвольно образующиеся и термодинамически стабильные высокодисперсные структуры — аэрозоли, пены, эмульсии (см. гл. 14). Это легко фиксируется экспериментально и свидетельствует об особенности данной области существования вещества для нее характерны наличие опалесценции, замедление установления теплового равновесия, изменение характера броуновского движения, аномалии вязкости, теплопроводности и т. п. [c.170]

В результате того, что пена состоит из таких полиэдрических ячеек, она имеет сотообразную структуру. Плато установил, что в соответствии с требованием минимума свободной поверхностной энергии на одном жидком ребре ячейки всегда сходятся три пленки, образующие между собой равные уг.лы в 120 , и что в одной точке могут сходиться лишь четыре ребра. Большой размер отдельных газовых пузырьков и тесное расположение их в пене исключают возможность броуновского движения. Кроме того, в результате особой структуры устойчивые пены обладают некоторой жесткостью или механической прочностью. Вообще, по строению обычные пены весьма напоминают высококонцентрированные эмульсии,. [c.386]

Седиментационная устойчивость высокодисперсных коллоидных систем связана с диффузией и броуновским движением, а агрегативная — с изменением степени дисперсности (см. гл. II). Самопроизвольное уменьшение дисперсности особенно наглядно проявляется в системах с жидкими поверхностями раздела фаз. Это так называемая коалесценция, т. е. слияние капелек или пузырьков в эмульсиях, пенах и туманах. В коллоидных системах с твердой дисперсной фазой такое соединение частиц протекает гораздо сложнее. [c.112]

В отличие от суспензий и эмульсий коллоидные растворы не отстаиваются в течение длительного времени, так как их частицы сравнительно малы и находятся в постоянном движении в результате действия молекул растворителя. (Повторите из курса физики материал о броуновском движении.) [c.83]

Обращению фаз способствуют броуновское движение и легкость изменения формы обеих фаз, обладающих текучестью. На рис. XV. 4 представлена схема обращения эмульсии, стабилизированной натриевым мылом при введении соли кальция. Капли масла деформируются, вытягиваются, броуновское движение приводит к образованию шеек и отрыву капелек воды, образующих обратную эмульсию В/М. [c.284]

Грубые частицы суспензий и эмульсий можно выделить путем отстаивания, их массы настолько велики, что броуновское движение не компенсирует для них силу тяжести и они оседают или всплывают в зависимости от их плотности по закону Стокса. [c.220]

В коллоидных растворах частицы совершают беспорядочное (броуновское) движение, усиливающееся при нагревании, поэтому они сохраняются во взвешенном состоянии. По кинетической устойчивости коллоидные растворы занимают промежуточное положение между суспензиями (эмульсиями) и истинными растворами. Последние абсолютно кинетически устойчивые молекулярно-дисперсные однофазные системы с частицами меньше 0,001 мкм. [c.176]

Дальнейшие исследования показали, что характер броуновского движения изменяется, а интенсивность его возрастает с повышением степени дисперсности. Так, ультрамикроскопические исследования показали, что в отличие от колебательных движений более крупных (по сравнению с истинно коллоидными) частиц суспензий и эмульсий наблюдалось весьма быстрое зигзагообразное поступательное передвижение коллоидных частиц не только в плоскости поля зрения, но и в его объеме. [c.300]

В микрогетерогеиных системах (суспензиях, эмульсиях, газовых эмульсиях, аэрозолях), частицы которых благодаря больщой массе не могут принимать участия в тепловом (броуновском) движении, происходит седиментация — осаждение или обратный процесс — всплывание частиц. Если движение потока частиц ламинарное и может быть описано уравнением Стокса, то скорость оседания (всплывания) в гравитационном поле и связана с их размером следующим соотношением [c.75]

Стабилизация эмульсии твердым эмульгатором возможна только при условии, что размер частиц порошка меньше размера капелек эмульсии. В то же время слишком мелкие частицы порошка, способные совершать интенсивное броуновское движение, не прилипают к поверхности капелек и не образуют защитного слоя. В доказательство этого можно привести известный факт, что эмульсии типа м/в получают только с помощью золя АзаЗз с достаточно крупными частицами. Высокодисперсные золи АзгЗз, равно как и грубый осадок АзгЗз, не способны стабилизовать эмульсии. [c.377]

ВМС обладают рядом свойств, характерных для дисперсных систем они способны образовывать ассоциаты, размер которых соизмерим с размерами частиц золей (1-100 нм), рассеивают свет, способствуют образованию эмульсий, суспензий и пен, для них характерны диффузия и броуновское движение. В то же время, в отличие от лиофобных золей в растворах ВМС отсутствует гетерогенность, т. е. нет большой межфазной поверхности. [c.186]

Свойства разбавленных эмульсий (С< <0,1% об). Такие эмульсии, как правило, тонкодисперсны и близки по свойствам к лиофобным золям. В таких эмульсиях из-за малых размеров капель наблюдаются броуновское движение, диффузия, рассеяние света и т. д., они являются седиментационно устойчивыми. Их агрегативная устойчивость так же, как в лиофобных золях, определяется наличием диффузных электрических слоев. Коагуляция под действием электролитов подчиняется правилу Шульце-Гарди. К разбавленным эмульсиям приложима теория [c.247]

Коагуляция в жидких дисперсных системах (суспензиях, эмульсиях и др.) заключается в слипании частиц в коллоидных системах при их столкновениях в процессе теплового (броуновского) движения, перемешивания, при добавлении в систему коагулирующих веществ (коагулянтов) и другими способами. [c.259]

Использование турбулентного режима течения эмульсии для укрупнения капель обусловлено значительным увеличением частоты столкновения капель по сравнению с частотой столкновения при их осаждении в покоящейся жидкости или при ламинарном режиме течения. Дисперсные частицы, взвешенные в жидкости, увлекаются турбулентными пульсациями и хаотически перемещаются по объему, и их движением сходно с броуновским движением. Поэтому пульсационное движение частиц можно охарактеризовать эффективным коэф- [c.255]

Достаточно мелкие капли или частицы, находясь в жидкой среде, могут совершать броуновское движение. Чтобы облегчить подсчет капель (частиц), полезно повысить вязкость дисперсионной среды или сделать ее студнеобразной. Для этого к 1 см разогретого раствора желатина добавляют при перемешивании 1—2 капли исследуемой эмульсии или суспензии. Под микроскопом рассматривают 1—2 капли полученного препарата. [c.136]

Свойства эмульсий сильно зависят от концентраций капель в дисперсионной среде. Разбавленными называют такие эмульсии, в которых объем капель не превышает 0,1% общего объема. Они, как правило, тонкодисперсны и близки по свойствам к лиофобным золям. Из-за малых размеров капель такие эмульсии седиментационно устойчивы, в них наблюдаются броуновское движение, диффузия, рассеяние света и т. п. Их агрегативная устойчивость также определяется наличием диффузных электрических слоев, а коагуляция под действием электролитов подчиняется правилу Шульце—Гарди к ним приложима теория устойчивости лиофобных золей. Широко известный пример такой разбавленной эмульсии — конденсат отработанного пара в паровой машине в нем диспергированы мельчайшие капельки машинного масла. [c.131]

Эмульсия представляет собой двухфазную систему, состоящую из маленьких капелек одной жидкости, диспергированных в другой, не смешивающейся с ней жидкости. Если капельки велики, то они подымаются или надают, в зависимости от разницы их плотности от плотности среды, и концентрируются в виде отдельного слоя. Если же капельки малы, то они находятся под влиянием броуновского движения, которое вызывает их столкновения. При каждом соприкосновении капелек эмульсии поверхностное натяжение вызывает их слияние, вследствие чего эмульсии вообще менее устойчивы, чем суспензии равных по величине и плотности частичек. Ясно поэтому, что для придания эмульсии устойчивости необходимо наличие какого-то фактора, предохраняющего частички от взаимного контакта. Наиболее важными способами предохранения частиц от столкновений являются во-первых, придание частице заряда, во-вторых, создание вокруг нее прочной, но не липкой защитной пленки. [c.259]

Другая трудность в применении теории Смолуховского к обычным эмульсиям — влияние ортокинетической коагуляции. Она проявляется в том, что в высокополидисперсных системах, подвергающихся коагуляции, мелкие частицы исчезают значительно быстрее, чем крупные — эффект Вернера (1932). Ортокинетическая коагуляция заключается в увеличении скорости столкновения частиц сверх скоростей, обусловленных броуновским движением, возникающим из-за различных скоростей движения больших и малых частиц в гравитационном поле или при конвекции. Этот эффект ясно демонстрируется, например, в дисперсиях угольной сажи, к которым добавляют определенное количество соли, чтобы вызвать медленную коагуляцию. В некоторых случаях золи, медленно коагулирующие при стоянии, мгновенно коагулируют при интенсивном встряхивании. Такой эффект является авто каталитическим, так как при росте агрегатов неравенство скоростей увеличивается. В типичных эмульсиях с размером капель 0,1 —10 мкм и более ортокинетическая коагуляция может быть более важной, чем обычная коагуляция. Поэтому ни теория Смолуховского, ни любое ее усовершенствование не применимы к процессам быстрой и медленной коагуляции. [c.107]

Функции распределения являются самосохраняющимися , так как при графическом выражении в безразмерном виде они стремятся сохранить свою форму. Для проверки нескольких функций использованы эмульсии М/В без эмульгатора кривые оказались примерно самосохраняющимися. Эта работа продолжена Гиди (1965) и Гиди и Лилли (1965). Предложенные ими уравнения предсказывают, что скорость коагуляции для гетерогенных золей больше, чем для первоначально гомогенных. Кроме того, они считают, что уравнение Смолуховского для броуновского движения согласуется с подобными уравнениями для гетерогенных золей, когда отношение среднего [c.107]

Образование и разрушение связей происходит под влиянием как сдвига, так и броуновского движения. Гудив (1939) полагал, что эффектом, вызванным последним фактором, можно пренебречь в простых тиксотропных системах, в системах со слабым броуновским движением и ирп высоких скоростях сдвига. Джиллесии (1960а, Ь) обобщил эти выводы, рассмотрев эффекты, вызываемые броуновским движением. Однако его теория применима лишь для не очень концентрированных эмульсий (с объемной долей Ф -<0,3), так как основана на [c.228]

При попытке объяснения стабильности эмульсий мы встречаемся с проблемой того же рода, как и в случае суспензоидов (гл. VI). Броуновское движение вызывает столкновения частичек, которые благодаря их поверхностному натяжению стремятся слиться. Поэтому высокая вязкость (затрудняющая броуновское движение) и низкое межповерхностное натяжение на границе двух фаз (неблагоприятствующее слиянию) являются двумя факторами, способствующими эмульгированию. Две фазы с межповерхностным натяжением в 10 дин1см обычно легко эмульгируются, а при меж-поверхностном натяжении ниже 1 дины1см эмульгирование часто происходит самопроизвольно. Установлено, что все стабилизаторы эмульсий являются веществами, адсорбируемыми у поверхности раздела двух жидкостей, что сопровождается понижением межповерхностного натяжения. Доннан расположил мыла в ряд по сте- [c.266]

Ван ден Темпель (1963) и де Врис (1963) также рассматривали влияние процесса флокуляция — дефлокуляция на вязкость эмульсий. Однако в отличие от Гудива, Джиллеспи и других исследователей они связывали это влияние с кинетикой агрегации капель, а не со скоростью образования связей. Согласно Смолуховскому, частота столкновений между агрегатами различного размера, вызванных броуновским движением, выражается как [c.231]

Так как концентрированные эмульсии получаются обычно методом дисп гирования, то размер их капелек отиосительнсГвелик и составляет 0,1—1 мкм и больше. Такие капельки хорошо видны под обычным микроскопом, и концентрированные эмульсии должны быть отнесены к микрогетерогенным системам. Капельки концентрированных эмульсий также совершают броуновское движение тем более интенсивное, чем меньше их размер. Концентрированные эмульсии легко седиментируют, причем седиментация происходит тем быстрее, чем больше разница между плотностями дисперсной фазы и дисперсионной среды. Если дисперсная фаза обладает меньшей плотностью, чем среда, то наблюдается всплывание капель дисперсной фазы. [c.370]

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]

В 1827 г. английский ботаник Р. Броун при наблюдении под микроскопом обнаружил, что изучавшаяся им пыльца растений, будучи взвешена в воде, находится в непрерывном колебательном движении. Такое движение частиц получило название броундвского движения. Впоследствии это движение наблюдалось на капельках молочной эмульсии, на тонких суспензиях и, наконец, в ультрамикроскопе на высоко дисперсных коллоидных системах. В последнем случае броуновское движение выражено весьма ярко. Было обнаружено, что частички не колеблются около одного определенного центра, а совершают зигзагообразные движения (рис. 98), внезапно отклоняясь от своего прямолинейного пути. Движение ультрамикроскопических частичек так отчетливо наблюдается, что оказалось возможным измерить среднюю длину сдвига частицы А за определенное время. [c.309]

Небольшой объе.м предельно концентрированной эмульсии переносят в пробирку н разбавляют приблизительно 10-кратпым количеством 1%-ного теплого расизора желатина, что предупреждает коа.тесценцню капель эмульсии и замедляет их броуновское движение. [c.24]

Из уравнения (II. 9) видно, что скорость оседания особенно сильно зависит от размера частиц. Так, например, частицы серебра при диаметре 200 р. оседают в воде на 1 см за 0,05 сек., при диаметре 2[а — за 500сек., а при диаметре 20м л — лишь за 58 дней. Если частицы легче жидкости (например, в эмульсии масла, в воде), то (й —р) имеет обратный знак, и вместо оседания наблюдается всплывание частиц, согласно тому же закону. При отсутствии противодействующих сил седиментация коллоидных частиц за достаточно продолжительный промежуток времени неизменно приводила бы к осаждению всего коллоида на дне сосуда. Этого, однако, обычно не происходит ввиду того, что оседанию частиц (даже при полном покое раствора, при постоянстве температуры, отсутствии конвекционных потоков и др.) всегда противодействует броуновское движение, стремящееся равйомерно распределить коллоидные частицы по всему объему раствора. Чем меньше частицы, тем сильнее сказывается влияние броуновского движения или диффузии (табл. 4). [c.40]

В тиксотропных системах сравнительно высокая вязкость затруд- няет броуновское движение, благодаря чему сокрашается количество контактов частиц или макромолекул и уменьшаются силы сцепления между ними. Это и обуславливает получение структур, легко разрушаю- щихся при перемешивании или встряхивании. Тиксотропия эмульсий и растворов высокополимеров связана с деформацией частиц и макромо-1 лекул под нагрузкой и замедленным восстановлением их первоначальной формы после снятия напряжения. [c.428]

Для броуновской диффузии ма.теньких частиц влияние гидродинамического взаимодействия на частоту столкновения было исследовано в работах [28, 29], в которых также отмечено уменьшение в 1,5 — 2 раза частоты столкновения. Это уменьшение не такое сильное, как в случае турбулентной коагуляции. Столь существенная разница в степени влияния гидродинамического взаимодействия на частоту столкновения частиц в турбулентном потоке и при броуновском движении объясняется, во-первых, разницей в размерах частиц (характерный размер частиц, участвующий в броуновском движении, намного меньше размера частиц, характерных при турбулентном движении эмульсий), а во-вторых — различным влиянием гидродинамических сил (коэффициент броуновской диффузии обратно пропорционален первой степени коэффициента гидродинамического сопротивления /г, в то время как коэффициент турбулентной диффузии — второй степени И). [c.352]

Устойчивость эмульсии зависит от крупности и концентрации эмульгированных частиц, электрокинетическнх свойств системы, поверхностного натяжения жидкости, наличия в воде стабилизаторов эмульсии и др. Крупность эмульгированных частиц является одним из главных факторов устойчивости эмульсии. При уменьшении размеров капелек действие гравитационных сил убывает и начинают превалировать силы, удерживающие их в стабильно взвешенном состоянии. Для тонкодисперсных систем характерна, например, кинетическая устойчивость, обусловленная тепловым (броуновским) движением частиц. Принято считать, что истинная эмульсия образуется при коллоидальных размерах капелек нефтепродуктов (пример1го 0,1 мкм). Но в сточных водах, содержащих нефтепродукты, стойкие эмульсии наблюдаются и при значительно больших размерах капелек. Причиной стойкости таких эмульсий является относительно небольшая концентрация частиц нефтепродуктов в сточных водах, при которой вероятность их взаимного столкновения и коагуляции невелика. [c.15]

Как известно, коллоидные растворы отличаются от суспензий и других грубо дисперсных взвесей тем, что бро-уповское движение обеспечивает их неограниченную кинетическую устойчивость. Коагуляция и коагуляционное структурообразование золей может реализоваться только при том условии, что агрегативная устойчивость [1, 2] снижена настолько, что соударение частиц приводит к необратимому их слипанию. При этом энергия контактной связи не имеет существенного значения, важно лишь, чтобы она превысила кТу в противном случае тепловое движение будет разрушать связь Переход энергии связи частиц через значение порядка кТ должен отражаться на свойствах всех дисперсных систем, но в гелях, концентрированных эмульсиях, пастах и осадках броуновское движение подавлено или полностью отсутствует и контактное взаимодействие регулируется прежде всего стерическими факторами, контактным напряжением и продолжительностью контакта. Понятие об агрегативной устойчивости таких систем становится неопределенным. [c.140]