Аэрозоль агрегативная устойчивость

Устойчивость аэрозолей. В отношении аэрозолей, как и в отношении дисперсных систем вообще, можно говорить о двух видах устойчивости седиментационной и агрегативной. Однако здесь имеется та особенность, что дисперсионная среда (газ) отличается очень малой вязкостью и низкой плотностью по сравнению с жидкой фазой в лиозолях. [c.491]

Рассматривая свойства аэрозолей, прежде всего необходимо отметить, что они обладают значительно меньшей агрегативной устойчивостью, чем коллоидные и дисперсные системы с жидкой дисперсионной средой. Как мы видели выше, агрегативная устойчивость дисперсных систем с жидкой дисперсионной средой обусловлена существованием либо двойного электрического слоя, либо сольватной оболочки, либо, наконец, прочной пленки на поверхности частиц. В системах с газообразной дисперсионной средой всякое взаимодействие между поверхностью частиц и средой отсутствует. Правда, ионы, обычно присутствующие в небольшом количестве в газообразной среде, способны адсорбироваться на поверхности частиц и придавать им электрический заряд, однако возникающий заряд невелик и фактором устойчивости служить не может. Поэтому аэрозоли агрегативно неустойчивы, и в них всегда идет самопроизвольная коагуляция, скорость которой зависит от начальной концентрации аэрозоля и подчиняется уравнению Смолуховского для кинетики быстрой коагуляции (см. гл. VI). [c.149]

Особенности аэрозолей заключаются в том, что из-за низкой вязкости воздуха седиментация и диффузия частиц аэрозоля протекают очень быстро. Кроме того, дымы и туманы легко переносятся ветром, что используют для создания дымовых завес, окуривания и опрыскивания сельскохозяйственных культур. Электрические свойства аэрозолей чрезвычайно сильно отличаются от электрических свойств систем с жидкой средой, что объясняется резким различием плотностей и диэлектрических свойств газов и жидкостей. В газовой среде отсутствуют электролитическая диссоциация и ДЭС. Однако частицы в аэрозолях имеют электрические заряды, которые возникают при случайных столкновениях частиц друг с другом или с какой-нибудь поверхностью. Возможна также адсорбция ионов, образующихся при ионизации газов под действием космических, ультрафиолетовых и радиоактивных излучений. Для аэрозолей характерна крайняя агрегативная неустойчивость. Их длительное существование связано с высокой дисперсностью и малой концентрацией. Это значит, что устойчивость аэрозолей является лишь кинетической, термодинамические факторы устойчивости отсутствуют. [c.447]

Аэрозоли обычно получают в отсутствии ПАВ. Поэтому аэрозоли агрегативно неустойчивы, но, благодаря особенностям газовой дисперсионной среды, они обладают высокой седиментационной устойчивостью. [c.290]

Особенностью аэрозолей, отличающей их от всех остальных коллоидных систем (помимо природы образующих фаз), является наличие у них лишь кинетической устойчивости. Аэрозоли полностью лишены агрегативной устойчивости и каждое соприкосновение их частиц или частицы и стенки приводит к слипанию (коагуляции). Так как число столкно- [c.163]

Если в случае водоочистки роль поверхностных сил связана преимущественно с необходимостью снижения высокой агрегативной устойчивости гидрозолей, то в случае газоочистки она связана с проблемой адгезии уловленных частиц пыли, прочности формируемого в пылеочистных установках осадка. Рассматривая ниже основную, транспортную стадию процесса газоочистки, можно охарактеризовать и роль адгезии аэрозолей на конкретных примерах. [c.351]

Кроме рассмотренных выше коллоидных растворов, существуют другие классы дисперсных систем, свойства которых определяются поверхностными явлениями. Сюда относятся суспензии, эмульсии, пены, аэрозоли. Они, как правило, характеризуются более низкой дисперсностью, стоят ближе к микрогетерогенным системам и потому, часто кинетически неустойчивы или мало устойчивы. Такие системы неустойчивы и агрегативно. Агрегативную устойчивость можно повысить, создав защитный слой за счет адсорбции ионов и поверхностноактивных веществ. Системы подобного типа бывают разбавленными и концентрированными — свободнодисперсными и связнодисперсными. Порошки, пасты, пены, грунты, почвы относятся к категории связнодисперсных систем. [c.248]

В этом пункте проявляется основное качественное отличие проблемы разрушения аэрозолей, так как последние всегда лишены агрегативной устойчивости. Заряд аэрозольных частиц обычно очень мал, что связано с весьма низкой концентрацией ионов в воздухе, по сравнению с водой (см. раздел XV. 3). Поэтому электростатический фактор устойчивости в аэрозолях обычно отсутствует. Естественно, что отсутствует и адсорбционно-сольватный фактор устойчивости. [c.351]

Аэрозоли — различные дымы, туманы и пыли — лишены агрегативной устойчивости и каждое соприкосновение их частиц приводит к слипанию концентрация аэрозолей обычно не превышает 10 частиц в 1 см , а частицы несут не более 1—2 зарядов. Повышение зарядки частиц используется для их ускоренного осаждения в электрофильтрах инерционное осаждение и прилипание при броуновском движении применяется при фильтрации аэрозолей. По оптическим свойствам аэрозоли охватывают область рэлеевского рассеяния света и отклонений от него, обусловленных явлениями отражения света аэрозоли обладают высокой маскирующей способностью. [c.167]

Системы с газообразной дисперсионной средой, в частности, аэрозоли, отличаются крайней агрегативной неустойчивостью. Это обусловлено инертностью среды в таких системах. Для них не характерны термодинамические факторы устойчивости, так как нельзя создать поверхностный слой со стороны газообразной среды, до минимума понижающий поверхностное натяжение. Эти системы обладают лишь кинетической устойчивостью и поэтому не могут существовать при больших концентрациях. Число частиц в 1 см аэрозоля редко может превышать 10 тогда как, например, гидрозоль золота может содержать 10 частиц и более в 1 см . Частицы в аэрозолях быстро оседают под действием силы тяжести. [c.352]

Благодаря интенсивному броуновскому движению в газовой среде коагуляция в аэрозолях протекает быстрее, чем в лиозолях. Константа коагуляции аэрозолей достигает значительно более высоких значений, поэтому скорость коагуляции сильно возрастает с увеличением концентрации аэрозоля. Если частицы обладают одинаковыми зарядами, это способствует их рассеянию и увеличению агрегативной устойчивости аэрозоля. При наличии же противоположно заряженных частиц коагуляция аэрозоля ускоряется. На скорость коагуляции влияют звуковые колебания и конвекционные потоки, увеличивающие вероятность столкновения частиц. Коагуляции способствует увеличение влажности среды, так как влажные пленки стягивают столкнувшиеся частицы (роль третьей фазы при смачивании). [c.405]

Электрические заряды отдельных частиц аэрозолей невелики и поэтому они не могут определять агрегативную устойчивость аэрозолей. При высокой дисперсности и кинетической устойчивости аэрозоли агрегативно неустойчивы. Для них характерна быстрая коагуляция. [c.350]

Поскольку аэрозоли являются агрегативно неустойчивыми системами, их разрушение всецело связано с кинетической устойчивостью (см. раздел ХП1. I). В связи с проблемами газоочистки понятие кинетической устойчивости (сформировавшейся при рассмотрении спонтанного процесса разрушения коллоидов) нуждается в обобщении применительно к рассмотрению процессов принудительного разрушения. Кинетическая устойчивость сводится к седиментационной лишь тогда, когда дисперсные частицы от дисперсионной среды отделяются в процессе седиментации, т. е. в случае грубодисперсных систем. В противоположном предельном случае высокодисперсных аэрозолей частичная концентрация падает за счет броуновской диффузии частиц к поверхности коллектора. Именно этот спонтанный процесс контролирует кинетическую устойчивость в высокодисперсных системах. [c.352]

Седиментационно неустойчивые дымы и туманы также агрегативно неустойчивы, как аэрозоли. Впрочем, системы с газообразной дисперсионной средой можно сделать агрегативно устойчивыми. Надо только искусственно придать им высокий электрический заряд, тогда их частицы, отталкиваясь, не будут сцепляться. Это единственный путь стабилизации [c.149]

Коллоидные системы, особенно золи, являются системами неустойчивыми. Для многих из них достаточно прибавление электролита или механическое воздействие (золи, суспензии) добавки некоторых веществ (эмульсии), увеличение концентрации диспергированной фазы (лиозоли, аэрозоли), чтобы вызвать укрупнение частиц, а затем и выделение раздробленного вещества. Такое явление носит название коагуляции. Способность коллоидных систем к коагуляции, связанной с укрупнением частиц и образованием сравнительно крупных агрегатов, переходом от более дисперсной системы к менее дисперсной, позволяет оценивать их с точки зрения их агрегативной устойчивости, т. е. способности сохранять первоначальную степень дисперсности. [c.18]

Поскольку аэрозоли являются агрегативно неустойчивыми системами, их разрушение всецело связано с. кинетической устойчивостью (см. раздел ХП1.1). В связи с проблемами газо- [c.387]

Одна из особенностей аэрозолей — высокая разреженность газовой среды и ее малая вязкость. В связи с этим в аэрозолях интенсивнее броуновское движение и седиментация идет гораздо быстрее, чем в лиозолях. Другая их особенность они обладают только кинетической устойчивостью. Агрегативная устойчивость их очень мала, поэтому каждое столкновение частиц ведет к слипанию (коагуляции) и к понижению кинетической устойчивости. По этой причине нельзя получить аэрозоли высокой концентрации, так как концентрация за счет коагуляции быстро уменьшается. [c.251]

Размер частиц г в соответствии с уравнением Стокса должен также оказывать огромное влияние на устойчивость аэрозолей (прямо пропорциональное квадрату радиуса). Поэтому более или менее устойчивыми являются только высокодисперсные аэрозоли (дымы с r 10 -f 10 см) при условии очень малой их концентрации, которая предохраняет частицы от частых столкновений и агрегации. При сколько-нибудь значительных концентрациях и при отсутствии стабилизаторов аэрозоли проявляют еще большую кинетическую и агрегативную неустойчивость, чем золи, суспензии и эмульсии. Вследствие малой вязкости газовой среды частицы аэрозолей находятся в интенсивном броуновском движении, которое приводит их к частым столкновениям и быстрой агрегации в более крупные частицы с большой скоростью оседания. По этой же причине молекулярная (частичная) концентрация аэрозолей, как правило, всегда самопроизвольно и быстро уменьшается. [c.262]

Весьма интересно поведение аэрозолей, содержащих частицы жидкости с высоким давлением пара. Частицы таких аэрозолей могут упруго отскакивать друг от друга при столкновениях. Причина этого, как установили Б. В. Дерягин и П. С. Прохоров, заключается в испарении жидкости с поверхности капелек и образовании вследствие этого диффузноконвекционного газового потока, препятствующего коалесценции капель. Расчеты. подтвердили, что давление пара, возникающее в результате такого испарения, вполне достаточно, чтобы неограниченно долго препятствовать слиянию двух капелек жидкости, находящихся в непосредственной близости (при условии по- полнения испаряющейся жидкости) Интересно, что если предотвратить испарение, например путем насыщения окружающего воздуха парами той же жидкости, то капли тотчас коалесцируют. Повыщения агрегативной устойчивости эмульсий и суспензий вследствие растворения дисперсной фазы в дисперсионной среде никогда не наблюдается очевидно, это можно объяснить тем, что диффузия в жидкой среде протекает с очень малой скоростью. [c.349]

В отличие от лиозолей, агрегативная устойчивость аэрозолей практически равна нулю, поскольку на поверхности частиц дисперсной фазы в этом случае нет ни двойного электрического слоя, ни сольватных оболочек, ни студнеобразных адсорбционных пленок. Однако частичная адсорбция ионов, имеющихся в воздухе, и молекул воздуха на поверхности частиц дисперсной фазы обусловливает нередко значительную агрегативную устойчивость аэрозоля, в частности дымов и туманов, представляющих собой в большинстве случаев вредное, нежелательное явление. В таких случаях приходится разрушать аэрозоль. Применяют два основных метода разрушения аэрозолей электрический и механический. [c.356]

Таким образом, аэрозоли, обладая при высокой дисперсности достаточной седиментационной устойчивостью, обычно являются весьма агрегативно неустойчивыми системами и в них всегда идет процесс коагуляции. Этим объясняется сравнительно небольшой срок жизни любого аэрозоля. Существенно, что максимальную неустойчивость проявляют аэрозоли с наиболее крупными и наиболее мелкими частицами. Первые системы неустойчивы из-за большой скорости оседания их частиц, вторые не могут долго существовать вследствие интенсивного броуновского движения, приводящего к столкновению частиц и образованию агрегатов. [c.348]

Многие специфические свойства аэрозолей связаны с особенностями дисперсионной среды — воздуха, его низкой вязкостью и малой электропроводностью. Лиофобность аэрозолей и высокие коэффициенты диффузии в газовой фазе обусловливают большую скорость процессов изотермической перегонки и коагуляции, следствием которых является нарушение агрегативной устойчивости системы. Малая вязкость дисперсионной среды приводит к тому, что частицы быстро оседают, н аэрозольная система разрушается при значительно меньших размерах частиц или их агрегатов, чем лиозоли. В результате концентрация и дисперсность исходно высокодпсперсных аэрозолей достаточно быстро падают. В реальных аэрозолях концентрация дисперсной фазы, как правило, составляет не более 10 —10 частиц/см , что значительно ниже концентрацин лиозолей, достигающей 10 частиц/см . Размер частиц в большинстве аэрозолей оказывается в интервале 10 —10 см более крупные частицы быстро оседают, а мелкие исчезают вследствие коагуляции. [c.272]

Агрегативная устойчивость. Электрический заряд частиц аэрозолей, возникающий обычно в результате адсорбции ионов, как правило, весьма невелик, а иногда практически равен нулю. Всхаег вопрос, могут ли возникать на поверхности частиц аэрозоля молекулярные адсорбционные слои и способны ли такие слои обусловливать агрегативную устойчивость аэрозолей. [c.347]

Электрические свойства частиц существенны для агрегативной устойчивости аэрозолей. Так как обычно заряд их мал или равен нулю, частицы аэрозолей при столкновении легко слипаются (капли коалесци-руют), поэтому коагуляция определяется только числом столкновений — быстрая коагуляция. Конечно, агрегативная устойчивость увеличивается, если частицы заряжены одинаково. Что касаетса седимен-тационной устойчивости, она не может быть значительной из-за большой скорости седиментации и во многих случаях из-за достаточно больших размеров частиц. Однако значительные расстояния, па которых часто находятся частицы от дна , куда они седиментируют— в производственных помещениях, в шахтах и особенно в атмосфере, — сильно замедляют осаждение. В облаке, например, частицы постепенно седиментируют, но высота, на которой находится облако, велика для того, чтобы пройти это расстояние быстро в то же время облако в целом может подниматься восходящим воздушным потоком, что противодействует седиментации. [c.150]

Седиментационно-неустойчивые дымы и туманы также агрегативно неустойчивы, как аэрозоли. Впрочем, системы с газообразной дисперсионной средой можно сделать агрегативно устойчивыми. Надо только искусственно придать им высокий электрический заряд, тогда их частицы, отталкиваясь, не будут сцепляться. Это единственный путь стабилизации дисперсных систем с газообразной дисперсионной средой. Однако в ряде случаев приходится не стабилизовать, а, напротив, разрушать дымы и туманы, иредставлянэщие собой вредные, нежелательные явления. [c.149]

Электрические заряды отдельных частиц аэрозолей очень невелики, и поэтому они не могут определять агрегативную устойчивость арозолей. При высокой дисперсности и седиментационной устойчивости аэрозоли агрегативно неустойчивы. Для них характерна быстрая коагуляция, особенно если аэрозоли полидисперсны и частицы их противоположно заряжены. Укрупнение частиц аэрозолей, в частности капелек тумана, возможно и при изотермической перегонке, при которой мелкие капельки испаряются и за счет этого увеличивается размер крупных капель. [c.233]

Особенностью аэрозолей, отличающей их от всех остальных коллоидных систем (помимо природы образующих фаз), является наличие у них лишь кинетической устойчивости. Аэрозоли полностью лишены агрегативной устойчивости и каждое соприкосновение их частиц или частицы и стенки приводят к слипанию (коагуляции). Так как число столкновений частиц быстро растет с увеличением объемной концентрации аэрозоля, то аэрозоли нельзя получить при очень высокой концентрации. В результате броуновского движения и быстрого слипания частиц с последующим их оседанием аэрозоль, независимо от начальной концентрации частиц, уже через несколько минут содержит не более 10 частиц в 1 см (напомним, что обычный золь золота содержит около 10 частиц в 1 мл). В нолидисперсных аэрозолях мелкие частицы сравнительно быстро перехватываются более крупными частицами, поэтому монодисперс-ные дымы коагулируют сравнительно медленнее. [c.147]

При распределении диспергированной фазы в достаточно большом объеме частицы под влиянием диффузии удаляются друг от друга, что снижает вероятность их встречи и, следовательно, агрегации. Это одна из причин агрегативной устойчивости аэрозолей — пылей, туманов, дыма, распространяющихся в атмосферу. [c.41]

Аэрозоли полностью лишены агрегативной устойчивости. Частицы могут исчезать из аэрозоля в результате седиментации или диффузии к стенкам сосуда и труб роводов, в которое ош находятся, или уменьшаться благодаря испарению. Кх ивые капли могут расти за счет мелких. Броуновское движение также приводит к образованию более 1фупвы2 капель. [c.13]

Аэрозольная система всегда принципиально неустойчива и не может сохраняться в неизменном состоянии [47]. Особенностью аэрозолей является наличие у них лишь кинетической устойчивости. Агрегативной устойчивости они лишены полностью, и каждое соприкосновение их частиц или частицы и стенки приводит к слипанию (коагуляции). В отличие от коллоидных растворов, в аэрозолях отсутствуют силы, препятствующие сцеплению частиц между собой и с макроскопическими телами (например, со стенками сосуда) при соударениях. Разрушение аэрозолей происходит путем седиментации— оседания под действием силы тяжести, диффузии к стенкам, коагуляции и (в случае аэрозолей из летучих ве-ществ) испарения частиц. Старение и исчезновение аэрозоль-X I ной системы может быть вызвано также рассеянием ее либо под действием воздушных течений, либо вследствие одноимен-сной зарядки ее частиц. [c.17]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология