Барьер отталкивания

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]

Из уравнений (1.79) и (1.80) видно, что с увеличением размера частиц агрегативная устойчивость уменьшается, так как и В связи с этим очень часто для стабилизации частиц с размерами 1-3 мкм используют высокомолекулярные стабилизаторы эмульсии. В этом случает возможно существенное увеличение силового барьера отталкивания. [c.61]

Цель работы, изучение кинетики коагуляции латексов электролитами с одно- и двухвалентными катионами определение порога быстрой и медленной коагуляции расчет фактора стабильности и энергетического барьера отталкивания расчет константы скорости быстрой коагуляции и сравнение ее значения с теоретической величиной. [c.167]

Для объяснения устойчивости лиофобных коллоидов на основе энергии взаимодействия необходимо, чтобы на некотором расстоянии между частицами существовал максимум энергии отталкивания, высота которого зависела бы от концентрации электролита, уменьшаясь с ее повышением. Необходимо, кроме того, чтобы энергия отталкивания уменьшалась на малых расстояниях и в конце концов переходила в энергию притяжения, вызывающую слипание тех частиц, которые преодолели энергетический барьер отталкивания. [c.210]

Значительное уменьщение макс происходит в результате изменения потенциальной энергии электростатического отталкивания (т. е. хода кривой 1), вызванного добавлением электролитов к коллоидному раствору. С увеличением концентрации любого электролита происходит перб стройка двойного электрического слоя, окружающего коллоидные частицы все ббльщая часть противоионов вытесняется из диффузной в адсорбционную часть двойного электрического слоя. Толщина диффузной части двойного электрического слоя (слой 4 на рис. 10.14), а вместе с ней и всего двойного электрического слоя (слой 2 на рис. 10.14) уменьщается. Поэтому кривая потенциальной энергии электростатического отталкивания снижается более круто, чем показанная на рис. 10.17 кривая 1. В результате этого потенциальный барьер отталкивания ( 5макс) уменьщается и смещается в сторону меньщего расстояния между коллоидными частицами. Когда двойной электрический слой сжимается до толщины адсорбционного слоя (слой 3 на рис. 10.14), то вся кривая взаимодействия дисперсных частиц оказывается в области притяжения (кривая 4 на рис. 10.17), наступает быстрая коагуляция. Такое измерение устойчивости коллоидного раствора происходит при добавления любого электролита. [c.310]

На рис. 130 виден барьер отталкивания 5 на расстояние го, который препятствует сближению частиц. При достаточно высокой концентрации электролитов барьер 5 устраняется и начинают преобладать силы притяжения. Частицы сближаются при коагуляции до расстояния ла. При этом вся потенциальная кривая лежит в области отрицательных значений (кривая 2). [c.333]

Как уже отмечалось, природа положительной составляющей расклинивающего давления в углеводородных черных пленках в настоящее время не вполне ясна. Остановимся кратко на результатах работ, посвященных выяснению причин устойчивости углеводородных пленок и различных дисперсных систем (преимущественно неводных), в которых стабилизация достигается силами неэлектростатической природы. О причинах устойчивости и возникновения энергетического барьера отталкивания в таких системах высказывались различные мнения [208—212]. [c.160]

При сравнительно глубоком вторичном энергетическом минимуме и высоком барьере отталкивания частицы быстро фло-кулируют, обусловливая образование коагуляционных структур. Последние при низких напряжениях сдвига обнаруживают ползучесть. Под влиянием интенсивных механических воздействий они разрушаются, переходя в легкотекучее состояние, характеризующееся постоянной вязкостью. После снятия внешней нагрузки происходит восстановление связей между частицами системы. Таким образом, коагуляционные структуры могут проявлять склонность к тиксотропным превращениям. Поскольку прочность связи частиц определяется глубиной и координатой вторичного минимума, свойства таких систем существенно зависят от концентрации электролита в дисперсионной среде. Уменьшением содержания ионов можно вызвать пептизацию, т. е. переход геля в золь . [c.51]

Энергия частиц достаточна для преодоления барьера отталкивания, а глубина первичного минимума достаточна для того, чтобы удержать частицы вместе. Происходит коагуляция за счет ближнего взаимодействия. [c.33]

На рис. 59 видно наличие барьера отталкивания 5 на расстоянии Го, препятствующего сближению частиц при достаточно высокой концентрации электролитов барьер 5 устраняется и преобладают силы притяжения, сближающие частицы при коагуляции до расстояния г . Однако рас четы показывают,что при больших расстояниях между частицами (порядка нескольких [c.143]

Пленочный барьер Отталкивание зарядов [c.98]

Из этих двух условий при Vm =—Л /12я/г2 следует d п V/d in h = = —2 или при равенстве нулю силового барьера отталкивания d In P/d п h = = —3. Последнее выражение получено в работах [36, 294] и вошло в литературу под названием критерия коагуляции дисперсных систем. (Прим. ред.) [c.48]

Третье состояние устойчивости характеризуется тем, что кинетическая энергия частиц кТ больше глубины вторичного энергетического минимума, но меньше барьера отталкивания. При этом соударения микрообъектов, участвующих в броуновском движении, очень редко приводят к возникновению агрегатов. Дисперсные системы, находящиеся в таком состоянии, являются стабильными они обычно содержат малые количества электролита 10 моль л. [c.51]

Эмульсии Пикеринга устойчивы лишь по отношению к коалесценции, когда заряд твердых частиц недостаточен для появления барьера отталкивания против флокуляции их коалесценция достигается добавлением ПАВ, которые не являются стабилизаторами и одновременно сильно уменьшают краевой угол смачивания твердой поверхности одной из жидких фаз. Поэтому твердые частицы переходят с межфазной границы в объем и капли могут объединяться. Вероятно, особый случай структурномеханического барьера, обусловленного капельками микроэмульсий, наблюдала Никитина [232, 233]. Его возникновение связано с турбулентным массообменом через межфазную границу, причем направление переноса вещества определяло тип эмульсий. Разрушение последних проводилось обычными способами. [c.116]

Как показано на рис. 1.11, на потенциальной кривой взаимодействия частиц имеется два энергетических минимума первичный и вторичный) и максимум, называемый барьером отталкивания. Взаимодействие частиц определяется высотой барьера отталкивания, глубиной энергетических минимумов и энергией соударяющихся частиц. Возможны следующие случаи. [c.33]

В раборе Зоннтага с сотр. [56] на основе кинетики утончения исследовано расклинивающее давление в октановых пленках, стабилизированных 8рап-80. В широком интервале толщин (100 — 800 А) расклинивающее давление было отрицательным. Многочисленные исследования черных пленок показали, что энергетический барьер отталкивания, обеспечивающий устойчивость, возникает только при переходе л бислойным структурам. Результаты этих исследований тем не менее не могут служить доказательством того, что вклад ионно-электростатической составляющей расклинивающего давления в изменение свободной энергии всегда весьма мал по сравнению с молекулярной составляющей. Наоборот, в силу большой диффузности двойных электрических слоев в неводных средах энергия их ваимодействия может проявляться уже при очень больших толщинах и быть сопоставимой с ван-дер-ваальсовской, хотя суммарное расклинивающее давление будет при всех толщинах, вплоть до образования черной пленки, отрицательным. [c.133]

Энергия столкнувшихся частиц недостаточна для преодоления барьера отталкивания, а глубина вторичного минимума недостаточна для того, чтобы удержать частицы вместе. Коагуляции не происходит. [c.33]

МОЩЬЮ нового, очень остроумного метода скрещенных нитей. Этот метод состоит в следующем. Две скрещенные платиновые нити погружают в жидкость и к одной из них постепенно приближают другую. Если бы между ними не было взаимодействия, то первая нить оставалась бы неподвижной до самого соприкосновения, момент которого может быть очень точно установлен электрическим путем. Однако на самом деле во многих случаях перед контактом наблюдается отклонение, свидетельствующее о наличии сил отталкивания (положительного расклинивающего давления). По отклонению перед контактом можно рассчитать энергетический барьер отталкивания. Поляризуя электроды относительно какого-либо электрода сравнения, можно довести их до потенциала нулевого заряда. Как и следовало ожидать, в этом случае отталкивание в растворах электролита оказывается минимальным вследствие устранения диффузных электрических слоев и П ,. Таким образом, с помощью метода скрещенных нитей можно установить точку нулевого заряда. Интересно отметить, что в ряде случаев в этой точке наблюдалось некоторое остаточное отталкивание, которое еще не объяснено теоретически. В некоторых концентрированных растворах было обнаружено положительное расклинивающее давление при почти тех же самых (близких) концентрациях электролита, при которых Шелудко и Ексерова наблюдали его в 1959 г. в микроскопических свободных пленках. [c.219]

На рис. 10.17 приведены зависимости величин Еот и Е р от расстояния между коллоидными частицами. Как видно, результирующая энергия взаимодействия (кривая 3 на рис. 10.17) приводит к притяжению (Е в < 0) на очень м 1лых и отталкиванию (E b > 0) на больших расстояниях. между частицами. Решающее значение для устойчивости дисперсных систем имеет величина потенциальног о барьера отталкивания (Е акс), которая, в свою очередь, зависит от хода кривых Еот и Е р. При больших значениях этого барьера коллоидная система устойчива. Слипание коллоидных частиц возможно лишь при достаточном их сближении. Это требует преодоления потенциального барьера отталкивания. Прн некоторых небольших положительных значениях Емакс (кривая 3) преодолеть его могут лишь немногие коллоидные частицы с достаточно большой кинетической эиер-гией. Это соответствует стадии медленной коагуляции, когда только пебо.ш.шая 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 Дс1льнейшем уменьшении потенциального барьера скорость коагуляции, характеризуемая изменением числа частиц в единицу времени, возрастает. Наконец, если потенциальный барьер переходит из области отталкивания в область притяжения (кривая 4 на рис. 10.17), наступает быстрая коагуляция, когда каждое [c.309]

Потенциальный барьер отталкивания ( Умакс) возникает в результате суммирования сил отталкивания и притяжения, действующих ме>[ ду коллоидными часгицамн. Поэтому все факторы, влияющие иа ход кривых I п 2 (рнс. 103), приводят к изменению как величины (Уиакс, так и положения максимума (т. е. расстояния. х , соот бе гству ющего б макс). [c.334]

Теория ДЛВО предсказывает вторичный минимум для всех лиофобных коллоидов при условии, что отталкиванце двойного слоя будет достаточным для преодоления вандерраальсова притяжения на некотором расстоянии — другими словами, при наличии барьера отталкивания всегда должен существовать вторичный минимум на больших расстояниях. Он возникает вследствие того, что притяжение уменьшается с расстоянием более медленно, чем отталкивание. Однако, чтобы оказывать заметное влияние на свойства дисперсий, [c.99]

Если между сталкивающимися частицами существует отталкивание, то необходимо обладать достаточной кинетической энергией, чтобы его преодолеть. Как известно из закона Максвелла, кинетическая энергия может быть самой разной, так что в этом случае слипнется только часть сталкивающихся частиц, а именно те частицы, кинетическая энергия которых превосходит максимальную энергию их взаимного отталкивания. Мерой средней кинетической энергии теплового движения является произведение кТ, поэтому эффективность соударений определяется отношением между Утах и АГ, где Ушах — максимальное значение энергии взаимодействия (отталкивания) между двумя частицами. Иными словами, величина коэффициента слипания в основном определяется энергетическим барьером отталкивания между частицами. [c.209]

Потенциальный барьер отталкивания (Вмакс) возникает в результате суммирования сил отталкивания и притяжения, действующих между коллоидными частицами. Поэтому все факторы, влияюшд1е на ход кривых 1 и 2 (рис. 10.17), приводят к изменению как величины Ямакс там и положения максимума (т. е. расстояния, соответствующего Ямакс)- [c.310]

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]

В аппарате с мешалкой при е < е броуновская диффузия преобладает над турбулентной. При этом адсорбированные на поверхности частиц ПВХ молекулы ПАВ должны обеспечивать защитный барьер отталкивания при сближении частиц под действием броуновской диффузии. В настоящее время стабилизирующее действие ионогенных ПАВ в основном связывают с электростатическим отталкиванием между двойными электрическими слоями. Для оценки возможности использования данного механизма стабилизирующего действия для частиц ПВХ, Покрытых ионогенными ПАВ, сравним между собой энергию электростатического отталкивания, ван-дер-ваальсового притяжения и теплового движения частиц ПВХ (теория ДЛВО)., Энергию электростатического отталкивания рассчитывают по уравнению I41] [c.60]

Расчеты показывают, что между частицами существует сильный барьер отталкивания 2100-10 21 Дж значительно превышающий среднюю тепловую энергию коллоидных частиц кТ. С уменьшением d до 0,03-10 м барьер отталкивания уменьшается до 63,5-10-21 Дж. При Фо = 40 мВ в широком интервале размеров частиц от 10- до 0,03-10- м энергетический барьер изменяется в пределах 160-4,8i 7 . Таким образом, электростатические силы отталкивания, возникающие при перекрытии двойных слоев ионогенных ПАВ, могут обеспечить агрегативную устойчивость частиц ПАВ в условиях броуновского движе- [c.60]

Известно, что если в дисперсной системе распределение максимумов свободной энергии имеет регулярный характер, то монодисперсные коллоидные част1щы, находящиеся в минимумах и разделенные барьером отталкивания, могут образовывать периодические коллоидные структуры. Возможность сближения частиц в элементарных актах определяется высотой энергетических барьеров и глубиной потенциальных ям. Если глубина второго минимума (в данном случае со стороны большего давления, рис. 12.45) достаточно велика, то независимо от высоты барьера происходит дальнее взаимодействие (до 100 нм) двух частиц, фиксируемых на расстоянии, отвечающем второму минимуму. К этой паре могут присоединяться дру1 ие частицы с образованием тройников и более сложных ансамблей. При возрастании концентрации дисперсной фазы, например при увеличении глубины окисления битума, в таких случаях возможно превращение золя в полностью структурированную систему. Периодические коллоидные системы, являющиеся тиксотропными гелеобразными веществами, в зависимости от предложенной нагрузки способны вести себя либо как упругие тела, либо как легко текучие жидкости. Судя по данным, приведенным на рис. 12.43 и 12.44, таким свойством обладают пленки смол, асфальтенов и битумов разной степени окисления. [c.793]

Влияние концентрации электролита и валентности противо-лонов на взаимодействие частиц. При постоянных значениях Л и г зв-потенциала будем варьировать концентрацию I—1-валентного электролита. На рис. 17 представлена зависимость энергии взаимодействия от расстояния для Л = 5-10 >з эрг и =zz 100 мв при различных концентрациях ионов. С увеличением содержания электролита в системе высота энергетического барьера отталкивания становится ниже, и при определенной концентрации (концентрации коагуляции) он полностью исчезает. Частицы получают возможность беспрепятственно слипаться, объединяясь в крупные агрегаты. Для концентрации электролита, при которой энергетический максимум находится на оси абсцисс (рис. 17, кривая 5), одновременно выполняются два условия [c.48]

Вместе с тем высота потенциального барьера отталкивания становится ниже по мере уменьшения радиуса частиц, а поэтому на кривой зависимости Сс = Ца) должен существовать максимум, так как lim o = 0 [315]. Прим. [c.54]

Допуская, что исчезновение энергетического барьера в системе является следствием снижения поверхностного (%) потенциала, автор объясняет наблюдаемую в экспериментах зависимость остаточной мутности воды от дозы коагулянта (рис. VI. ) следующим образом. При а<С йх увеличение Мо с ростом а вызвано образованием в растворе большого количества микрокристаллов. По мере накопления кристаллов энергетический барьер отталкивания между частицами загрязнений снижается, и в точке перелома кривой наступает быстрая коагуляция. С ростом дозы коагулянта от Й1 до а-1 остаточная мутноСть уменьшается, а фц достигает значения, близкого к нулю, и сохраняет его вплоть до а = а . При а у потенциал становится положительным и происходит рестабилизация частиц загрязнений, сопровождающаяся ухудшением и прекращением коагуляции. [c.156]

Согласно теории взаимодействия и коагуляции разнородных частиц [191], высота барьера отталкивания, определяемая суммой ионно-электростатических и молекулярных сил, зависит от потенциалов обеих поверхностей, хотя значение функции Pi h) в экстремальной точке (см. стр. 89) задает величина фб = min i 3 6i, i 3a2). ГГрим. ред.) [c.126]

Известно, что если в дисперсной системе распределение максимумов свободной энергии имеет регулярный характер, то монодисперсные коллоидные частицы, находящиеся в минимумах и разделенные барьером отталкивания, могут образовьшать периодические коллоидные структуры. Возможность сближения частиц в [c.759]

В результате рассмотрения взаимодействия двух сферических частиц, имеющих наведенные дипольные М01ленты, предложены уравнения для расклинивающего давления в функции напряженности внешнего электрического поля и параметров двойного ионною слоя [79]. Действие поляризационных сил притяжения понижает силовой энергетический барьер, разделяющий частицы, и ускоряет процессы коагуляции. Электрическое поле обусловливает при достаточной величине барьера отталкивания фиксацию частиц во вторичном минимуме потенциальной кривой выключение поля обычно приводит к пептизации агрегатов (рис. 4) [79, 80]. Поляризационное взаимодействие З еличивает прочность коагуляционных структур, что должно иметь место в процессах электрообработки почв, грунтов, твердеющих строительных растворов. Так, например, предельное напряжение сдвига метанольных суспензий полиакрилонитрила, находящихся в электрическом поле, возрастает пропорционально Результаты расчета находятся в удовлетворительном согласиц с опытными данными [70]. [c.134]

Энергия частиц недостаточна для преодоления барьера отталкивания, но глубина вторичного минимума достаточна для удержания частиц вместе. Происходит коагуляция за счет дальнего взаимодействия частиц. Зонтаг и Штренге [22, стр. 10] неправильно называют этот последний случай коагуляции флоку-ляцией . [c.33]

В большинстве случаев [10] для процессов фиксации частиц на далеком расстоянии и при сохранении между ними ионно-электростатического барьера отталкивания соблюдается равенство 72 = onst. [c.19]