Устойчивость коллоидных систем фазовая

Более разнообразные возможности в отношении стабилизации имеют дисперсные системы с жидкой дисперсионной средой — пены, эмульсии, золи и суспензии. Природа устойчивости всех систем в значительной степени зависит от фазового состояния дисперсной фазы. Так, пены, подобно аэрозолям, принципиально лиофобны, но в отличие от аэрозолей могут быть эффективно стабилизованы введением ПАВ. Эмульсии и, до некоторой степени, золи могут быть очень близкими по природе устойчивости к термодинамически устойчивым лиофильным коллоидным системам, и их стабилизация с помощью ПАВ может обеспечить высокую устойчивость системы. [c.270]

В связи с тем, что устойчивость коллоидных систем в значительной мере связана с их фазовой гетерогенностью или гомогенностью, вопрос об определении фазы в коллоидных системах весьма интересен. Как известно, фаза представляет собой гомогенную часть системы, в пределах которой температура, давление и удельный объем одинаковы и которая отделена от другой фазы поверхностью раздела. Как указывает Ван-дер-Ваальс, с молекулярно-теоретической точки зрения требуется, чтобы фаза содержала очень большое число молекул, оправдывающее применение законов термического равновесия гомогенная фаза должна обладать достаточно большими размерами, чтобы можно было экспериментально определить ее плотность, давление и температуру, а находящееся вблизи поверхности раздела количество вещества должно быть исчезающе мало по сравнению с той частью, которая находится внутри этой фазы. [c.16]

Представления о строении полимерных тел прошли сложную эволюцию от мицеллярных теорий к современным концепциям структурной физики полимеров (см. Структура, Надмолекулярная структура. Кристаллическое состояние, Аморфное состояние. Коллоидные полимерные системы). Несостоятельность мицеллярных теорий строения линейных гомополимеров с однородными по строению цепями макромолекул (напр,, целлюлозы, натурального каучука) заключается в отсутствии физич. причин существования устойчивых фазовых частиц коллоидных размеров. Развитие представлений о макромолекулах, не отличающихся от малых молекул природой сил межмолекулярного взаимодействия, исключило возможность научного обоснования мицеллярных представлений о строении полимеров и их р-ров. Здесь следует еще раз подчеркнуть, что имеются в виду макромолекулы, лишенные дифильности в упомянутом выше смысле. Гибкие макромолекулы, содержащие разнородные по полярности участки, в определенных условиях могут давать микро-гетерогенные системы типа лиофильных золей. При этом лиофобные группы макромолекул объединяются в ядре коллоидной частицы (напр., белковой глобулы), а лиофильные образуют ее поверхностный слой. [c.129]

Таким образом, скорость изменения дисперсности системы определяется растворимостью вещества дисперсной фазы в дисперсионной среде, коэффициентом диффузии его через дисперсионную среду и поверхностным натяжением границы раздела фаз. Коэффициент диффузии О, в свою очередь, существенно зависит от фазового состояния дисперсионной срёды (очень малые значения характерны для твердых сред), в меньшей степени — от размеров молекул дисперсной фазы и, как правило, не может быть значительно изменен в объеме дисперсионной среды введением каких-либо добавок в систему. Вместе с тем наличие адсорбционных слоев на поверхности частиц (особенно в концентрированных системах, где эти слои составляют основную часть прослоек между частицами) может заметно тормозить процесс изотермической перегонки. Это связано с пониженной проницаемостью таких слоев для молекул дисперсной фазы как за счет снижения коэффи-щ ента диффузии в слое, так и в результате снижения в нем растворимости вещества. Снижение скорости роста частиц при изотермической перегонке может достигаться также вследствие снижения поверхностного натяжения в пределе — при переходе к лиофильным коллоидным системам — процесс перегонки вообще прекращается. Растворимость вещества дисперсной фазы в дисперсионной среде слабо зависит от введения добавок, но сильно меняется в зависимости от природы этих фаз. Дисперсные фазы большинства устойчивых к изотермической перегонке лиофобных систем состоят из веществ, практически нерастворимых в дисперсионной среде. [c.269]

Более разнообразные возможности в отнощении стабилизации имеют дисперсные системы с жидкой дисперсионной средой — пены, эмульсии, золи и суспензии. Природа устойчивости всех систем в значительной степецн зависит от фазового состояния дисперсной фазы. Так, пены, подобно аэрозолям, принципиально лиофобны, но в отличие от аэрозолей могут быть эффективно стабилизованы введением ПАВ. Эмульсии и до некоторой степени золи по свойствам могут быть близки к термодинамически устойчивым лиофильным коллоидным системам, и их стабилизация с помощью ПАВ може обеспечить высокую устойчивость системы. В системах с твердой дисперсионной средой все процессы изменения дисперсности затруднены высокой вязкостью дисперсионной среды и малы] 1и значениями коэффициентов диффузии компонентов. [c.328]

Особыми свойствами обладают высокомолекулярные соединения с молекулярной массой, выражающейся десятками и сотнями тысяч, а иногда и миллионами единиц. Растворы таких веществ представляют собой однофазные, термодинамически устойчивые, обратимые системы. Однако, несмотря на то, что в данном случае высокомолекулярные соединения находятся в истиннорастворенном состоянии, их растворы обладают некоторыми свойствами коллоидных систем. Это объясняется тем, что макромолекулы по своим размерам приближаются к коллоидным частицам, и граница их контакта с дисперсионной средой подобна межфазной поверхности в гетерогенных системах. В подобных случаях, когда частицы находятся как бы на грани перехода в самостоятельную фазу, возможно расхождение структурных и термодинамических критериев фазового состояния, проявление гомогенности по одним свойствам и гетерогенности по другим. [c.53]

Температура, как показано выше (гл. 2), влияет на скорость осадкообразования весьма своеобразно интенсивное выпадение нерастворимых продуктов в обычных реактивных топливах происходит при 140—150° С. Из этого следует, что до температур порога коагуляции , когда данная коллоидная система еще отноительно устойчива, регулировать процесс высокотемпературного окисления могут и обычные антиокислительные присадки, но выше этих температур, когда решающая роль принадлежит изменению фазового состояния вещества, контролирующая роль может принадлежать только соеди- [c.174]

Фазовое состояние, в котором находятся асфальтены, будет определяться природой нефти, количеством смолисто-асфальтеновых веществ, температурой системы [220]. В высокоароматизированной углеводородной среде, при небольшой концентрации асфальтенов сравнительно невысокой молекулярной массы образуется истинный раствор. Увеличение молекулярной массы и концентрации, снижение температуры и ароматично сти дисперсионной среды приводят к появлению ассоциатов и образуется термодинамически неустойчивая лиофобная система. Образуют ли выделившиеся асфальтены дисперсную фазу и коллоидный раствор или, агрегируясь, образуют самостоятельную псевдофазу [219] будет зависеть от концентрации и растворяющей способности смол, вязкости среды [218]. Смолистые фракции, играя роль поверхностно-активных веществ, образуют в ассоциате сольватный слой, так как они ориентированы к асфальтеновому ассоциату полярными фрагментами, а углеводородными к дисперсионной среде. Они представляют собой барьер, препятствующий укрупнению частиц. Устойчивость таких систем будет определяться толщиной сольватной оболочки. Неустойчивые системы стремятся к разделению фазы. Результатом этого может быть расслоение продукта в процессе хранения и компаундирования, при нагреве в змеевиках и др. [c.94]

Как правило, большинство нефтяных дисперсных систем существуют в обычных условиях в неравновесных состояниях. Это приводит к проявлению многочисленных локальных коллоидно-химических превращений в структуре нефтяной дисперсной системы, которые в свою очередь отражаются на макросвойствах системы, например на седиментационной устойчивости, т.е. склонности к расслоению системы, ее вязко-стно-структурных характеристиках и т.д. Важнейшим проявлением макросвойств в нефтяных дисперсных системах являются фазовые переходы, спонтанно происходящие в них в различных условиях существования. Любая нефтяная дисперсная система отличается присухцей ее пространствеьшой внутренней организацией, которая претерпевает непрерывные превращения во времени с участием структурных элементов систем, Общепринятое понятие энтропии системы, яв уяющесся мерой упорядоченности структуры, в данном случае практически не применимо, вследствие чрезвычайной сложности нефтяной системы. В этой связи в нефтяных дисперсных системах фиксируются некоторые характеристические области вблизи состояний равновесия, где система находится в кризисном состоянии, которые проявляются в системе при изменении термобарических условий. В нефтяной дисперсной системе может существовать несколько таких областей. В каждой переходной области система проявляет характерные свойства, отличается наивысшей восприимчивостью к тем или иным воздействиям. [c.174]

При определенных условиях в системе могут происходить самопроизвольные П. я., сопровождающиеся увеличением общей пов-сти раздела фаз. Так, самопроизвольное диспергирование и образование устойчивых лиофильных коллоидных систем (напр., критич. эмульсий) происходит в условиях, когда увеличение поверхностной энергии, вызываемое измельчением частиц, компенсируется их вовлечением в тепловое движение и соответствующзш возрастанием энтропии (см. Микроэмульсии). При гомог. образовании зародышей новой фазы при конденсации паров, кипении, кристаллизации из р-ров и расплавов увеличение энергии системы вследствие образования новой пов-сти компенсируется уменьшением хим. потенциала в-ва при фазовом переходе. Критич. размеры зародышей, при превьппении к-рых выделение новой фазы идет самопроизвольно, зависят от поверхностного натяжения, а также от величины перегрева (переохлаждения, пересыщения). Связь между этими параметрами определяется ур-нием Гиббса (см. Зарождение новой фазы). [c.590]

Детально рассмотрены равновесия периодических коллоидных структур в работах Ефремова, а также Усьярова [62, 63, 67]. При этом полученные ими условия не являются условиями фазового равновесия, а будут только условиями устойчивости по отношению к образованию локальных дефектов за счет агрегирования. Такое агрегирование может, например, отвечать переходу соседних частиц в ближнюю потенциальную яму, если в самой решетке расстояния примерно соответствуют дальней потенциальной яме. Эти условия устойчивого равновесия должны выполняться всегда, независимо от того, находится ли система в стесненных условиях и поэтому однофазна или двухфазна. [c.12]

Возможность разделения твердых частиц, находящихся в тесном контакте по всей доступной измерению межфазной поверхности раздела, при помощи раствора поверхностноактивного вещества можно наглядно иллюстрйровать данными, приведенными Новаком [139] и иллюстрирующими метод приготовления коллоидного асбеста. В этом интересном исследовании указываете , что твердая масса хризотоливого асбеста, помещенная в раствор анионактивного или неионогенного вещества достаточно высокой концентрации, самопроизвольно диспергируется по плоскостям спайности до предельно тонких волокон. Конечным продуктом является коллоидная дисперсия мельчайших волокон асбеста диаметром порядка 200 А. Аэрозоль ОТ и олеат натрия—наиболее эффективные поверхностноактивные вещества в этом процессе. Дисперсии коллоидного асбеста могут быть полностью флоккулированы простым разбавлением водой до некоторого критического предела, зависящего от количества содержащегося асбеста. Новак определил количества этих поверхностноактивных добавок, необходимых для стабилизации дисперсий, и получил кривые, представленные на рис. 11. Очевидно, что соотношение между содержанием асбеста и поверхностноактивного вещества в пульпе является критической величиной, определяющей состояние системы, так что эти рисунки представляют собой по существу фазовые диаграммы, показывающие, при каких условиях система устойчиво пептизирована или, наоборот, флоккулирована. Динамическое равновесие между этими двумя состояниями отсутствует. На рис. 12 показано, что с увеличением концентрации асбеста во взвеси весовое критическое отношение поверхностноактивного вещества к асбесту сначала быстро падает, а затем асимптотически выравнивается при этом, как видно из рисунка, существует определенное минимальное значение концентрации поверхностноактивного вещества, необходимое для стабилизации суспензии асбеста независимо от его содержания в системе, выше которого количество поверхностноактивного вещества становится пропорциональным содержанию асбеста. [c.377]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология