Коллоиды лиофобные, теория

Последнее предположение само по себе не очевидно. Оно связано с тем подтвержденным рядом экспериментов фактом, что свойства жидкости вблизи лиофобной новерхности отличаются от объемных только изменениями концентрации растворенных ионов и молекул и наличием электрического поля, но ничем другим. Этим упрощается расчет взаимодействия поверхностей, отделенных тонкой прослойкой, что и позволило построить последовательную количественную теорию устойчивости лиофобных коллоидов. Эта теория за более чем 30-летний период получила широкое распространение и была с успехом применена к объяснению как коагуляции лиофобных золей электролитами, так и многих других явлений. [c.30]

Коллоиды лиофобные 139 пептизация 141 седиментация 139 Комплексные соединения 166 сл. заряд ионов 169 значение для анализа 101, 176 ионогенная связь 169 ковалентная связь 171 координационная связь 172 координационная теория строения 168 [c.417]

Энергия двойного электрического слоя, как следует из теории ДЛФО, играет первостепенную роль применительно к стабильности и коагуляции дисперсных систем. Так, раствор любой присадки в масле является олеофильным коллоидом, в котором плотность заряда значительно ниже, чем в лиофобных коллоидах. Снижение плотности заряда в масле сопровождается уменьшением диэлектрической проницаемости, что приводит к образованию более проч- [c.216]

Физическая теория устойчивости лиофобных коллоидов (теория ДЛФО) является в настоящее время фундаментом всех исследований в области устойчивости дисперсных систем. Она [c.169]

Несмотря на то что формулы (6.17) и (6.18) представляют собой довольно грубое приближение, они достаточно хорошо объясняют сущность явления. Начало теоретическому рассмотрению эффекта положили работы Дерягина (1937 г.) и Бергмана, Лёв-Беера и Цо-хера (1938 г.), целью которых было объяснить устойчивость лиофобных коллоидов. В более законченном виде эта теория была изложена Дерягиным и Ландау в 1941 г. Сведения о ее дальнейшем развитии и соответствующие дополнения читатель найдет в книге [2 1 и в монографии Фервея и Овербека [3 ]. Большая часть этих дополнений, а также и тех, которые были сделаны позднее, не затрагивает сущности явления в том виде, как оно изложено выше. Наиболее интересное из них относится к несимметричному слою с разными значениями фо-потенциала на обеих поверхностях (Дерягин, 1954 г.). Физически новыми моментами, которые еще не получили теоретической интерпретации, являются, во-первых, вве- [c.175]

Устойчивость лиофобных коллоидов (теория ДЛФО) [c.192]

Теория медленной коагуляции лиофобных коллоидов получила развитие благодаря работам советского исследователя Н. А. Фукса, который рассчитал величину р, коэффициента, показывающего, во сколько раз уменьшится скорость медленной коагуляции по сравнению с быстрой. Наличие остаточного заряда создает энергетический барьер тем больший, чем больше величина дзета-потенциала. [c.426]

Снижение -потенциала обусловлено сжатием диффузионного слоя, уменьшением толщины ионной атмосферы под влиянием электростатического воздействия ионов введенного электролита и может быть вычислено из теории сильных электролитов Дебая — Гюккеля. Мюллер, учитывая только электростатические взаимодействия, путем расчетов пришел к обоснованию правила Шульце — Гарди и к зависимости между снижением -потенциала и концентрацией прибавляемого электролита. Однако ряд явлений не получил удовлетворительного объяснения электростатической теорией. Экспериментальный материал, полученный различными исследователями, убедительно доказывал, что коагуляция лиофобных коллоидов электролитами сопровождается адсорбцией ионов-коагуляторов, причем в большинстве случаев эта адсорбция носит обменный характер. Ионы-коагуляторы адсорбируются, вытесняя одновременно из двойного слоя в жидкость одноименно заряженные ионы, образующие наружную обкладку. [c.340]

Растворы ВМС, образующиеся с понижением свободной энергии и находящиеся в равновесном состоянии, агрегативно устойчивы, как и истинные растворы. Их устойчивость главным образом определяется растворимостью данного ВМС в растворителе, а другие факторы, которые играют основную роль в устойчивости лиофобных коллоидов, например заряд частицы и сольватирующая способность, практически не влияют на устойчивость. Так, известно, что белки устойчивы в изоэлектрической точке, где дзета-потенциал равен нулю. Поэтому теории, которые объясняют агрегативную устойчивость растворов ВМС действием электрического заряда либо сольватацией, в настоящее время надо признать устаревшими. Заряд и сольватация, конечно, играют роль, но только в той степени, в которой они влияют на растворимость ВМС. Так, растворимость белков зависит от pH она минимальна в изоэлектрической точке. При смещении от изоэлектрической точки увеличение заряда и гидратация молекул белка повышают растворимость его в воде, и поэтому увеличивается устойчивость раствора ВМС. [c.368]

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]

С точки зрения теории устойчивости лиофобных коллоидов Дерягина [c.7]

В основе другого метода расчета П лежит предварительный расчет свободной энергии Сд перекрытых ДЭС. В зтом случае энергия взаимодействия определяется по разности сумм свободных энергий перекрыты и удаленных друг от друга двойных слоев, а расклинивающее давление находится затем путем дифференцирования Уе ПО расстоянию. Расчет свободной энергии обычно сопряжен со значительными трудностями не только вычислительного, но и принципиального характера, на что впервые обратил внимание Дерягин [7]. Он указал два возможных способа расчета и в приближении Дебая—Хюккеля получил правильное выражение для Уе, совпадающее с тем, которое дает интегрирование расклинивающего давления, найденного с помощью прямого силового метода [1]. Первый из предложенных в [7] методов вычисления свободной энергии является термодинамическим, а второй представляет собой модификацию метода заряжения, примененного Дебаем в теории сильных электролитов. Оба эти метода были впоследствии использованы при разработке теории устойчивости лиофобных коллоидов [8—10]. Особенности разных методов расчета свободной энергии двойных слоев подробно обсуждаются в обзоре [11], где, в частности, доказана эквивалентность термодинамического метода и метода заряжения. [c.150]

ТЕОРИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ЛИОФОБНЫХ коллоидов ДЕРЯГИНА — ЛАНДАУ — ФЕРВЕЯ — ОВЕРБЕКА (ДЛФО) [c.259]

Приведенная картина описывает механизм потери агрегативной устойчивости только качественно, но она указывает и сам путь установления количественного критерия кинетической устойчивости лиофобных коллоидов. Этот путь лежит через рассмотрение кинетики процесса коагуляции и расчет его скорости. Классическая и очень абстрактная теория кинетики необратимой коагуляции коллоидов была разработана Смолуховским в 1917 г. [14], задолго до создания теории ДЛФО. Главный ее недостаток состоял в том, что она полностью игнорировала пространственный характер изменения сил взаимодействия коллоидныХ 1 частиц друг с другом и позтому не давала возможности связать скорость коагуляции с параметрами потенциала взаимодействия. Полагая, что в условиях максимально быстрой коагуляции каждая встреча ( столкновение ) частиц является эффективной , т. э. приводит к их необратимому слипанию или слиянию, Смолуховский показал, что скорость изменения суммарной численной концентрации V частиц и агрегатов, состоящих из любого числа одинаковых первичных частиц, подчиняется уравнению [c.261]

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]

Дисперсная система, устойчивая в отношении коагуляции, может быть малоустойчивой в отношении гетерокоагуляции. В случае лиофобных коллоидов это следует из теории гетерокоагуляции Дерягина, согласно которой взаимодействие частиц определяется меньшим из значений поверхностных потенциалов частиц. Следовательно, как бы ни был высок потенциал частиц дисперсии, они будут прилипать к поверхности, если последняя слабо заряжена. Эта неустойчивость дисперсии по отношению к адагуля- [c.334]

Дисперсная система, устойчивая в отношении коагуляции, может быть малоустойчивой в отношении гетерокоагуляции. В случае лиофобных коллоидов это следует из теории гетерокоагуляции Дерягина, согласно которой взаимодействие частиц определяется меньшим из значений поверхностных потенциалов частиц. Следовательно, как бы ни был высок потен-диал частиц дисперсии, они будут прилипать к поверхности, если последняя слабо заряжена. Эта неустойчивость дисперсии по отношению к адагуляции не привлекает внимания в традиционном коллоидно-химическом эксперименте (где частицы могут прилипать к внутренней поверхности содержащего дисперсию сосуда), поскольку он завершается после формирования первого монослоя частиц. Формирование второго слоя практически невозможно, если система устойчива в отношении меж-частичных взаимодействий, т. е. агрегативно устойчива. Однако прилипание можно неограниченно усилить, если обеспечить контакт частиц с достаточно большой поверхностью, даже при мо-нослойной их локализации. [c.369]

Предлагаемая читателю книга посвящена дальнодействующим поверхнрстным силам, влияние которых не ограничено монослоем, а распространяется на десятки и сотни прилегающих к поверхностям слоев молекул. Переход от господствовавшей ранее концепции близкодействия к концепции дальнодействия означал одновременно переход от мира двух измерений к несравненно более богатому физико-химическими следствиями миру трех измерений. Этот переход был длительным и многоступенчатым. Начало было положено теорией Гуи—Чепмана диффузных ионных атмосфер, которая совместно с теорией молекулярных сил Лондона послужила основой для развития (начиная с 1937 г.) теории устойчивости лиофобных коллоидов Дерягина—Ландау—Фервея—Овербека (ДЛФО). В дальнейшем эта теория была усовершенствована за счет введения сил иного рода и обобщена путем ее приложения к взаимодействию неодинаковых частиц (гетерокоагуляция). Теория ДЛФО лежит в основе таких крупных практических проблем, как флотация, водоочистка, адгезия частиц, управление свойствами дисперсных структур, массообмен в пористых телах и взаимодействие биологических клеток. [c.3]

Наибольший успех теории дальнодействующих поверхностных ил электростатической и молекулярной природы связан с тем обстоятельством, что на ее основе оказалось возможным количественно объяснить устойчивость лиофобных коллоидов и роль электролитов в их дестабилизации. Лиофобные золи — зто коллоиды, частицы которых относительно слабо взаимодействуют с молекулами дисперсионной среды. Их взаимодействие поэтому может быть сведено к силам электростатического отталкивания, возникающим при перекрытии ионных атмосфер, и силам дисперсионного взаимодействия. Это было предположено уже в статье Кальмана и Вильштетера [1] и положено в основу теории медленной коагуляции слабо заряженных и высокодисперсных коллоидов одного из авторов [2, 3] данной монографии. Практически нулевая скорость коагуляции обеспечивает лгрегативную устойчивость дисперсной системы, т. е. устойчивость ло отношению к процессам агрегирования. [c.259]

Отличительной особенностью лиофобных коллоидов является их двойственное отношение к электролитам. Так, присутствие небольших количеств некоторых, потенциалопределяющих ионов в дисперсионной среде является необходимым для придания всей лио-фобной системе агрегативной устойчивости. Но введение в устойчивый золь несколько ббльших количеств низкомолекулярных электро-литовг обычно вызывает сначала медленную, а затем по достижении пороговой, или критической, концентраций быструю коагуляцию золя. Фактически именно подобное поведение какого-либо золя под воздействием электролита считается достаточным, чтобы классифицировать его как лиофобный в отличие от лиофильных коллоидов, для коагуляциц которых необходима высокая концентрация электролита, порядка нескольких молей на литр. Анализ и критика более старых теорий и эмпирических закономерностей Марха, Фрейндлиха, Ленгмюра, Мюллера, Вольфганга Оствальда, Тежака и др., объясняющих потерю лидфоб ыми золями своей агрегативной устой- [c.259]

Остановимся вкратце лишь на тех работах, которые ближе к тематике книги. Ряд вопросов теории устойчивости лиофобных коллоидов был рассмотрен Барбоем влияние на пороги коагуляции величины потенциала частиц, заряда побочных ионов и состава электролита [27]. Все эти расчеты основаны на анализе баланса сил молекулярного притяжения и ионно-электростатического отталкивания в системах, состоящих из плоских частиц с фиксированным потенциалом диффузного двойного слоя. Броуновское движение частиц при этом полностью игнорировалось. Напротив, кинетические аспекты устойчивости подробно рассматривались Глазманом и Клигман [28]. Глазман и Барбой с сотр. [29]йоказали, что такие явления, как аддитивность, антагонизм, синергизм, в действии смесей ионов могут быть в принципе объяснены с помощью модели взаимодействующих плоских частиц при определенных предположениях относительно ад- [c.269]

Эта проблема исследовалась в течение последних 50 лет, однако механизм подобного действия еще полностью не понят. Понижение электрокинетического потенциала при добавлении электролитов поддерживало представление о том, что частицы сближаются, поскольку величина заряда на них понижается до некоторого значения, когда предполагаемое вандерваальс ово притяжение может преодолеть ионное отталкивание. Авторы работы [53] суммировали теории и расчеты, относящиеся к двойному электрическому слою, предложенные Гуи в 1910 г., Дебаем и Хюккелем в 1923 г., Бартеном [244], Гамакером [238], Дерягиным [245], Фервем и Овербеком [246, 247]. В случае лиофобных коллоидов, но не кремнезема расчеты находятся в согласии с экспериментальными данными [248]. Теории механизмов, посредством которых катионы адсорбируются на поверхности кремнезема, подробно рассматриваются в гл. 7. [c.510]

Аллен и Матиевич [249—251] исследовали коагуляцию коллоидного кремнезема в области pH 6—11 и нащли, что механизм в данном случае иной, чем для лиофобных коллоидов. Критические концентрации коагулянта для различных солей не коррелируют с изменениями электрофоретической подвижности или с изменением электрокинетического потенциала. Хардинг [237] провел аналогичные наблюдения, хотя и сообщил, что кремнеземные частицы большего размера, т. е. диаметром 50 мм (вместо 12 нм), ведут себя в соответствии с теорией двойного электрического слоя. Поведение же небольших частиц кремнезема вследствие сказанного не может быть объяснено общепринятой теорией. Аллен и Матиевич [249] обнаружили, что катион коагулирующей соли вступает в обмен с протоном силанольной группы на поверхности. Коагулирующий эффект, вызываемый целым рядом катионов, определяется скорее числом ион-эквивалентов вступающих в обмен ионов, чем валентностью иона. Авторы предположили, что после адсорбции очередного катиона поверхность кремнезема теряет одну силанольную группу, способную образовывать водородную связь с водой, [c.510]

Большое общенаучное значение получили также исследс вания по теории устойчивости коллоидов. Золи некоторых метал лов, например золь золота, обнаруживает высокую устойчи вость и может храниться без расслоения десятилетиями. Однак> при добавке небольших количеств электролитов лиофобны( [c.254]

В качестве физической основы построения теории устойчивости коллоидов взяты термодинамические свойства полимолекулярных жидких прослоек, зависящие от дальнодействующих поверхностных сил, порождающих различные слагающие расклинивающего давления — их основной термодинамической характеристики. В этом отношении подход автора резко отличен от подхода, принятого в монографии" Фервея и Овербека и в большинстве последующих работ. В них фактически рассматриваются только молекулярные и ионно-электростатические взаимодействия, которыми можно довольствоваться, и то не всегда (только в случае лиофобных коллоидов), а более широкое и строгое рассмотрение эффектов расклинивающего давления отсутствует. Одна из причин заключается в том, что, например, представление о структурной слагающей расклинивающего давления, выдвинутое автором еще в начале 1940-х годов, долго подвергалось сомнению и только в последнее время вошло в обиход под названием структурные силы . Неожиданностью явилась и обнаруженная нами электронная слагающая расклинивающего давления . В то же время в данной монографии теория ионно-электростати-ческой слагающей расклинивающего давления и устойчивости лиофобных коллоидов изложена в наиболее общей и строгой аналитической форме, так же как и теория обратимой коагуляции. Этому в значительной степени способствовало участие в подготовке глав VII, IX, X В.М. Муллера и написание им главы XI и Приложения III, а также участие A.B. Прохорова в подготовке главы XII. [c.4]