Флокуляции кинетика

Теория кинетики флокуляции подробно изложена в литературе, часть материала обобщена Овербеком (1952). Здесь будут рассмотрены только основные моменты этой теории, так как вся проблема представляет большие теоретические и математические трудности. [c.106]

Во многих работах, в частности [165, 185, 194], показано, что скорость сорбции полимеров на частицах водных суспензий очень велика, и кинетика флокуляции практически полностью определяется скоростью построения флокул. Однако использование уравнения Смолуховского для скорости уменьшения числа первичных частиц в ходе агрегации не представляется правомерным, так как флокуляция обладает целым рядом важных особенностей, проявляющихся в механизме встречи и объединения частиц, в воздействии физико-химических условий протекания процесса на конфигурацию макромолекул. [c.304]

С учетом этих закономерностей для кинетики флокуляции высокодисперсных золей гидроксида железа справедливо уравнение [c.81]

Выяснение кинетических закономерностей флокуляции дисперсий высокомолекулярными веществами представляет интерес как с научной, так и с практической точки зрения. Первое обусловлено тем, что исследование кинетики процесса является одним из важных методов изучения его механизма. Второе связано с необходимостью управления в производственных условиях флокуляцией во времени часто достижение определенной степени осветления суспензии, образования агрегатов нужных размеров и т. д. за сравнительно короткий промежуток времени важнее, чем, скажем, полное осаждение всех частиц. [c.138]

При рассмотрении кинетики флокуляции следует различать два аспекта собственно кинетику агрегации частиц полимером и кинетику адсорбции ВМС (т. е. учет скорости диффузии макромолекул к поверхности и достижения адсорбционного равновесия), являющейся первой стадией процесса флокуляции. [c.138]

Рассмотрение собственно кинетики флокуляции основывается на тех же представлениях, которые были развиты Смолуховским для кинетики коагуляции коллоидных растворов (рассматривавшим этот процесс как чисто диффузионно-контролируемый), а затем Фуксом, учитывавшим при этом наличие взаимодействий между частицами. [c.138]

При Ф1=0,5 скорость флокуляции должна быть максимальной и равной половине скорости коагуляции (эффективны лишь столкновения между частицами описанных двух сортов). Авторы [129] действительно обнаружили, что кинетика этого процесса описывается как реакция второго порядка ( Л ). Неожиданно, однако, максимальная скорость флокуляции оказалась практически равной скорости коагуляции электролитом, что не нашло пока объяснения. [c.138]

Анализируя начальную стадию кинетики флокуляции ВМС, Уоллес [134], показал, что отношение числа столкновений между покрытыми полимером и непокрытыми частицами г к числу столкновений между голыми частицами 2о возрастает по мере увеличения толщины адсорбционного полимерного слоя Д [c.138]

Труднее анализировать процесс флокуляции, наступающей в результате единовременной добавки реагента, поскольку в этих случаях скорости адсорбции ВМС и столкновения частиц могут быть соизмеримы. На основе адсорбционных представлений Лэнгмюра выведено уравнение кинетики флокуляции для предельного случая [2, 135], когда равновесие адсорбции полимера достигается очень быстро и скорость процесса определяется только условиями столкновения частиц [c.139]

По данным кинетики флокуляции можно определить среднее число первичных частиц в агрегате, характеризуемое No/N в данный момент времени при различных содержаниях реагента в системе. Для золя Agi (с Сд.ф =11,5 мг/дм ) эта величина во всех случаях не превышала нескольких единиц, тогда как для суспензий полистирола она изменялась от 7—8 до 50—60 при увеличении содержания дисперсной фазы от 10,75 до 107,5 мг/дм [131, 133]. Эти данные находятся в соответствии с выводами теории кинетики коагуляции Смолуховского, из которой следует, что основным параметром, определяющим скорость быстрой коагуляции, является число частиц в единице объема. [c.140]

Как видно из рисунка, ход теоретической зависимости почти совпадает с начальным участком экспериментальной кривой для скорости быстрой коагуляции под действием ПЭ, что свидетельствует об отсутствии энергетического барьера на пути сближения частиц и эффективности всех соударений в данном отрезке времени, как и при коагуляции электролитами. Результаты изучения кинетики флокуляции позволили также выявить взаимосвязь между содержанием дисперсной фазы в коллоидном растворе и эо-фективностью действия ПЭ [127, 133. Из рис. 5.9 видно, что с ростом продолжительности контакта макроионов с части- [c.140]

По данным кинетики начальной стадии флокуляции можно также определить величину фактора замедления W, показывающего, во сколько раз уменьшается скорость процесса по сравнению с быстрой коагуляцией и связанного с потенциальной энергией взаимодействия частиц U соотношением Фукса [c.141]

В последние годы было проведено много работ но изучению кинетики флокуляции и коалесценции. Установлено, что фло-куляция происходит, когда две капли приближаются друг к другу на расстояние двойного молекулярного слоя и далее остаются рядом, что соответствует минимуму их потенциальной энергии. Это явление, как было отмечено Смолуховским около 50 лет назад, во многом сходно с явлением столкновения молекул газа при условии, что обе частицы прекращают движение после столкновения. Используя математический аппарат этой теории, можно определить число клюсте-ров, состоящих из 1, 2, 3,. . . капель, как функцию времени. [c.67]

Вычислив общее число клюстеров и их распределение по размерам по кинетике флокуляции. [c.67]

Троелстра (см. Овербек, 1952) вывел зависимость между светорассеянием и временем для случая, когда кинетика флокуляции соответствует теории Смолуховского (см. ниже), а флокулированные осадки имеют такую же степень светорассеивания, что и сферы, равные по массе. По этой теории светорассеивание прямо пропорционально времени после времени полурасслаивания светорассеяние должно увеличиться в три раза. Однако эксперименты с классическими золями установили, что светорассеяние увеличивается в меньшей степени, чем предсказывалось теорией. Эти отклонения, по сравнению с линейной зависимостью (кривая вогнута к оси времени) показали, что агрегаты рассеивают меньше света, чем сферы равной массы из-за деструктивной интерференции. В самом деле, нри определенных условиях, чем быстрее флокуляция золя, тем более открытой является структура флокулировапного осадка и тем меньше рассеивание света. [c.103]

Чтобы сравнить теорию ДЛВО с экспериментальными данными по кинетике флокуляции, необходимо вычислить В для медленной коагуляции как относительное увеличение скорости по сравнению с быстрой коагуляцией и построить график зависимости В от ]g с (где с — концентрация индефферептного коагулирующего электролита в системе). Теоретически и экспериментально показано, что ниже определенной критической концентрации электролита эта зависимость будет прямолинейной (рис. 11.5 и П.6). [c.109]

В третьей статье ван ден Темпель (1953с) приводит экспериментальные данные, полученные путем микроскопического анализа эмульсий масла с плотностью 1,01 г/сл в растворах ПАВ. Оказалось, что эти эмульсии являются умеренно стабильными. Кинетика чистой флокуляции в начальной стадии следовала приблизительно ожидаемой зависимости 1/с линейна от времени т. При добавлении солей двухвалентных катионов увеличение скоростей более эффективно, чем при добавлении одновалентных катионов, анионы же не оказывают влияния. Хотя этот вывод и ожидается из теории двойного слоя, абсолютное значение Kq найдено высоким 10 30 10 сж /сек-, т. е. несмотря на присутствие стабилизатора оно иногда превышало теоретическое значение для быстрой коагуляции. [c.115]

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]

В реальных процессах флокуляции полиэлектролитами, вероятно, возможны оба механизма в случае высокомолекулярных слабозаряженных полимеров превалирует мостичное связывание, тогда как для сильно заряженных полиэлектролитов с не очень высокой массой большую роль играет электрический фактор дестабилизации. Об этом свидетельствуют результаты ультрамикроскопических исследований кинетики флокуляции золей Agi, F eO(OH) и латекса полистирола противоположно заряженными полиэлектролитами . [c.343]

Адсорбционная флокуляция происходит, как правило, при оптим. соотношении концентраций Ф. и частиц дисперсной фазы. На кинетику и полноту флокуляции, а также структуру и св-ва флокул влияют, с одной стороны, мол. масса, степень ионизации, конформация макромолекул Ф., с доугой - знак и плотность поверхностных зарядов, размер и форма коллоидных частиц, хим. состав их пов-сти. Наиб, эффективна флокуляция при степени адсорбционного заполнения пов-сти частиц полимером ок.. 0,5. Избыток Ф. может не только ухудшить флокуляцию, но вызвать обратный процесс - де-флокуляцию, или пептизацию. [c.106]

Возможна флокуляция и при снижении потенциала и заряда частиц, наступающая в разбавленных дисперсиях при малых величинах адсорбции полиэлектролитов с высокой плотностью заряда микроиона, т. е. когда толщина адсорбционного полимерного слоя невелика (первые порции добавленных флокулянтов). В этих условиях к процессу флокуляции могут быть применены обычные представления о кинетике коагуляции [39]. [c.32]

Согласно методике, в исследовании использована разбавленная малоглинистая суспензия. Методика предназначена в больщей степени для изучения полимеров-флокулянтов акрилового ряда, так как они формируют флокулы существенно меньших размеров, чем катионные ПАВ. Тем не менее полученные результаты могут быть важны для изучения кинетики отстоя, выявления сходства и отличий механизма флокуляции в сравнении с данными экспресс-метода на колбе Лысенко. [c.126]

В процессе флокуляции, согласно данным Ламера [309], преобладающим фактором, приводящим к образованию мостиков между частицами, является адсорбция полизлектролита,. но не электростатическое взаимодействие. Автор представил математический анализ кинетики флокуляции и дефлокуляции при динамическом равновесии системы. В соответствии с этими соображениями, флокуляция не может быть непосредственно объяснена в рамках теории ДЛФО. Электростатическое взаимодействие, с которым главным образом имеет дело теория-ДЛФО, не является определяющим при рассмотрении флокуляции. Основными факторами представляются специфические химические взаимодействия между коллоидными частицами и вызывающими флокуляцию агентами. Теория ДЛФО по существу не учитывает роль адсорбции различных веществ из раствора на коллоидных частицах, но рассматривает добавляемые к раствору вещества только с точки зрения нх влияния, оказываемого на свойства водной среды, а также электростатические и молекулярные силы между коллоидными частицами. Общий обзор физических аспектов флокуляции коллоидов при воздействии полимеров был представлен в работе [310]. [c.535]

Флокуляция (коагуляция) в концентрированных эмульсиях, стабилизованных белками и поверхностно-активными полимерами, изучалась по кинетике нарастания предельного напряжения сдвига. Нарастрние прочности (т. е. коагуляция или флокуляция) в концентрированных эмульсиях происходит во времени (в течение нескольких суток), тогда как образование адсорбционных межфазных слоев заканчивается за несколько часов. При этом возникает сцепление между капельками углеводорода, стабилизованными белками или поверхностно-активными полимерами, и система приходит в наиболее устойчивое состояние, соответствующее наименьшей свободной энергии. Флокуляция наблюдается даже в лиофильных дисперсных системах при больших концентрациях дисперсной фазы. Это связано со структурированием воды вокруг частиц, и поскольку этот процесс термодинамически невыгодный, то частицы начинают слипаться. На структурирование воды вокруг лиофильных частиц указывается в работах Песика и сотр. [224] и Дацкивера [225]. [c.251]

Из изложенного в этом разделе можно сделать заключение о многосторонней роли эмульгатора при эмульсионной полимеризации. Однако в случае полярных монод ероз и водорастьоркмого инициатора его важнейшим назначением является стабилизация первичных частиц или нх агрегатов. От эффективности эмульгатора в данной полимеризационной системе зависит число частиц и механизм их формирования. Через коллоидную устойчивость системы эмульгатор может влиять на кинетику процесса, так как определяет, с одной стороны, число мест полимеризации, а с другой — число радикалов в частицах, зависящее от их объема и вязкости, а также от процесса и кинетики их флокуляции. [c.121]

Другие авторы [160, 190, 195] для описания кинетики флокуляции использовали уравнение Смолуховского, модифицированное фактором 0р (1 — 0р), в котором 0р — степень покрытия поверхности частиц полиэлектролитомг [c.305]

При использовании ВМФ с большим молекулярным весом определяющим параметром флокуляции может оказаться скорость диффузии макромолекул. Тогда кинетика процесса будет определяться интенсивностью перемешивания. Действительно, как установили Биркнер и Морган [185], с увеличением скоростного градиента в потоке суспензии латекса, обработанной ВМФ, от [c.305]

Нами была изучена кинетика флокуляции золя гидроксидов леза и суспензий глины, к которым добавляли электролит СаС12 и полиакриламид. Изменение числа частиц оценивали путем измерения интенсивности светорассеяния. [c.80]

Кинетика флокуляции изучалась в условиях, при которых процесс коагуляции происходил достат9чно медленно и вместе с тем отчетливо сказывалось влияние флокулянта. Такие условия были получены при отсутствии постоянного перемешивания, когда причиной сближения частиц было только броуновское движение, при небольших дозах электролита, когда не все столкновения были эффективны, и при дозах ПАА, меньших оптимальных. [c.81]

Весьма интересные исследования по кинетике флокуляции выполнены в последнее время в Институте коллоидной химии и химии воды АН УССР [3,21]. [c.81]

Первая группа методов позволяет изучать непосредственно агрегацию частиц в дисперсиях. К ней, в первую очередь, относятся оптические методы светорассеяние, измерение числа частиц в единице объема с помощью поточного ультрамикроскопа (для лиозолей и тонких дисперсий) или счетчика Коултера (для разбавленных грубых дисперсий). В последнее время развиваются новые методы измерения размеров и числа частиц — метод, основанный на изучении интенсивности рассеяния света под малыми углами (до 1°), и лазерная допплеровская спектроскопия. Последний метод позволяет также определить коэффициенты диффузии частиц и их электрофоретическую подвижность. Измерения оптической плотности, светорассеяния и поточная ультрамикроскопия использовались для изучения флокуляции (в том числе и ее кинетики) модельных дисперсий (золей, монодисперсных латексов и др.) неионными полимерами и полиэлектролитами (см. ниже). [c.131]

Баран, Соломенцева и др. с помощью спектрофотометрических и прямых ультрамикроскопических измерений детально изучили кинетику флокуляции модельных дисперсий (монодисперсных золей иодида серебра, полистирольного латекса и золя оксида железа) противоположно заряженными полиэлектролитами (ПМВП, сополимерами винилпиридина с бутилметакрилатом ВП БМА и КМЦ), отличающимися по Л1 и заряду макроиона [6, 128, 130, 131]. [c.139]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология