Устойчивость золей кинетическая

Что такое кинетическая и агрегативная устойчивость золей От каких факторов зависит каждая из них [c.111]

Представление И. П. Пескова о двух типах устойчивости легко объясняет указанное противоречивое влияние температуры на устойчивость золей. Повышение температуры, а значит, и энергии броуновского движения препятствует оседанию частиц и тем способствует повышению кинетической устойчивости. Повышение кинетической энергии частиц способствует более частым и эффективным столкновениям, преодолению сил отталкивания и, следовательно, слипанию частиц, т. е. ведет к понижению агрегативной устойчивости. Одновременно с понижением агрегативной устойчивости уменьшается и кинетическая устойчивость, и в целом общая устойчивость коллоидной системы. [c.325]

Если бы устойчивость лиофобных коллоидов определялась только равновесием, то повышение температуры и связанное с ним усиление броуновского движения дисперсных частиц должно было бы всегда вести к увеличению устойчивости системы. Однако в золях, суспензиях и эмульсиях повышение температуры ведет, наоборот, к понижению устойчивости. Это противоречие было полностью устранено Н. П. Песковым, когда он в 1920 г. предложил различать два типа устойчивости — кинетическую и агрегативную устойчивость. [c.324]

Разобрав вопрос об устойчивости золей к агрегации, мы не можем не остановиться на вопросе о связи ее с устойчивостью кинетической. Эти два вида устойчивости по своему существу противоположны, однако это различие ни в какой степени не дает основания рассматривать их независимо друг от друга. Говорить о кинетической устойчивости отдельно и независимо от агрегативной не вполне правильно, и, прежде всего, потому, что между этими противоположными видами [c.251]

Молекулярно-кинетические свойства коллоидных систем. Подобно молекулам истинного раствора, коллоидные частицы золей находятся в непрерывном беспорядочном движении (рис. 25). Интенсивность движения быстро уменьшается по мере увеличения размеров частиц. Непрерывное движение препятствует оседанию частиц и является одной из причин устойчивости коллоидных систем, Беспорядочное движение коллоидных частиц получило название броуновского движения — по имени первого его наблюдателя ботаника Броуна. Причиной видимого движения коллоидных час- [c.75]

В вопросах о факторах устойчивости дисперсных систем долгое время существовал ряд противоречий. Так, повышение температуры и связанное с ним усиление броуновского движения дисперсных частиц, казалось бы, должно всегда вести к увеличению устойчивости системы однако в золях, суспензиях и эмульсиях указанные факторы ведут, наоборот, к понижению устойчивости. Эти противоречия были полностью устранены Н. П. Песко- вьш, когда он предложил различать два понятия устойчивости— понятие кинетической и понятие агрегативной устойчивости. [c.128]

Совпадение значений энергий активации и однотипность кинетического описания процессов гелеобразования в растворах АС и кремниевой кислоты указывают на близость химизма процессов и позволяют применить теорию гелеобразования в растворах кремниевой кислоты и для растворов алюмосиликатов. Процесс гелеобразования в растворах, содержащих кремниевые кислоты, сложен. Он включает реакции полимеризации и деполимеризации, приводящие к образованию мицелл золя и их соединению в гелеобразующие агрегаты. Скорость гелеобразования зависит как от степени устойчивости коллоида, так и от скорости протекания реакции полимеризации кремниевой кислоты [83]. Однако скорость гелеобразования в растворах алюмосиликатов существенно ниже, чем в кислотных растворах жидкого стекла. Данное явление указывает, что в случае алюмосиликатов процесс замедляется из-за появления дополнительной стадии процесса - гидролиза алюмосиликата с образованием реакционно способных низко-молекулярных олигомеров кремниевой кислоты. Схему реакции гелеобразования в растворах АС можно представить в следующем виде [c.155]

Для проведения седиментометрического анализа кинетически устойчивых систем (золей, растворов ВМВ) с целью определения размеров и массы их частиц недостаточно силы земного тяготения. Последнюю заменяют более значительной центробежной силой центрифуг и ультрацентрифуг. Идея этого метода принадлежит А. В. Думанскому (1912), который впервые применил центрифугу для осаждения коллоидных частиц. Затем Т. Сведберг разработал специальные центрифуги с огромным числом оборотов, названные ультрацентрифугами. В них развивается центробежная сила свыше 250 ООО Современная ультрацентрифуга представляет собой сложный аппарат, центральной частью которого является ротор (с частотой вращения 60 000 об/мин и выше), с тончайшей регулировкой температуры и оптической системой контроля за процессом осаждения. Кюветы для исследуемых растворов вмещают всего 0,5 мл раствора. В ультрацентрифуге оседают не только частицы тонкодисперсных золей, но и макромолекулы белков и других ВМВ, что позволяет производить определение их молекулярной массы и размеров частиц. Скорость седиментации частиц в ультрацентрифуге рассчитывают также по уравнению (23.9), заменяя в нем g на о) х, где (О — угловая скорость вращения ротора л — расстояние от частицы до оси вращения. [c.378]

Если по оптическим и молекулярно-кинетическим свойствам суспензии и золи с твердой дисперсной фазой резко различны, то по агрегативной устойчивости они имеют много общего. Как правило, частицы суспензий, равно как и частицы лиофобных коллоидов, имеют на поверхности двойной электрический слой или сольватную оболочку. Электрокинетический потенциал частиц суспензий можно определить с помощью макро- или микроэлектрофореза, причем он имеет величину того же порядка, что и -потен-циал частиц типичных золей. Под влиянием электролитов суспензии коагулируют, т. е. их частицы слипаются, образуя агрегаты, В определенных условиях в суспензиях, так же как и в золях, образуются пространственные коагуляционные структуры, способные к синерезису. Явления тиксотропии и реопексии при соблюдении соответствующих условий проявляются у суспензий почти всегда в большей степени, чем у лиофобных коллоидных систем. [c.367]

Характерной особенностью золей является то, что размеры их частиц с течением времени даже и без внешнего воздействия могут самопроизвольно изменяться, что, в свою очередь, должно сопровождаться изменением энергии броуновского движения, а следовательно изменением и кинетической устойчивости золей в целом. В соответствии со вторым началом термодинамики само-произвольно и необратимо идут те процессы, которые сопровождаются убылью свободной энергии в системе. В дисперсных системах это проявляется в уменьшении свободной поверхностной энергии Р=зА8. Так как фактор интенсивности а для данной Системы—величина постоянная, то такая убыль при прочих неизменных условиях может осуществиться только за счет умень- у шения удельной (суммарной) поверхности раздела между дисперсной и дисперсионной фазами. Уменьшение же удельной поверхности дисперсной фазы может произойти либо за счет уменьшения поверхности каждой дисперсной частицы, либо за счет уменьшения числа этих частиц, либо, наконец, одновременно за счет того и другого. [c.129]

Представление Н. П. Пескова о двух видах устойчивости лег-, ка объясняет указанное выше противоречивое влияние на устойчивость золей броуновского движения и температуры. Если повышение температуры и энергии броуновского движения должно препятствовать оседанию частиц и тем способствовать повышению кинетической устойчивости, то в начавшемся процессе агрегации в золях повышение кинетической энергии частиц способствует более энергичным столкновениям, преодолению сил отталкивания и, следовательно, слипанию частиц, т. е. ведет к понижению агрегативной устойчивости. [c.131]

Из уравнения (И, 40) можно получить характеристику устойчивости золя к действию силы тяжести на частицы дисперсной фазы. Устойчивость систем к оседанию называется кинетической устойчивостью. В качестве меры кинетической устойчивости принимается гипсометрическая [c.48]

Коллоидные системы с твердой дисперсионной средой, или, как их часто называют, твердые золи, несмотря на огромное практическое значение, до сих пор привлекали в коллоидной химии сравнительно мало внимания. Причиной этого являются их необычные по сравнению с остальными коллоидными системами свойства. Понятно, что для систем с твердой дисперсионной средой бессмысленно говорить о таких важных для других коллоидных систем особенностях, как молекулярно-кинетические свойства и агрегативная устойчивость. Рассмотрим некоторые из этих систем и их специфичные свойства. [c.395]

Если сместить равновесие (1) влево, то возрастет число противоионов в коллоидной частице и уменьшится ее заряд. Уменьшение заряда частицы приведет, в свою очередь, к уменьшению числа молекул воды в гидратной оболочке коллоидной частицы, т.е. к смещению равновесия (2) в правую сторону. Устойчивость коллоидной системы нарушится. При некоторых условиях число противоионов в коллоидной частице может стать таким, что их заряд полностью нейтрализует заряд зарядообразующих ионов, т. е. коллоидная частица станет незаряженной. При этом -потенциал становится равным нулю. Такое состояние коллоидной частицы называется изоэлектрическим. Гидратная оболочка частицы в изоэлектрическом состоянии в значительной мере разрушена. Коллоидные частицы не защищены и при столкновениях слипаются, укрупняются. Процесс укрупнения частиц, потеря агрегативной устойчивости золя называется коагуляцией. Коагуляция золя приводит к потере его кинетической устойчивости, которая выражается в образовании осадка. [c.249]

Лиофобные золи — гетерогенные (микрогетерогенные) системы, и в этом отношении их нельзя относить к истинным растворам. Лиофильные золи — однофазные системы, обладающие многими свойствами истинных растворов. Вследствие высокой поверхностной энергии лиофобные дисперсные системы термодинамически и кинетически не устойчивы. Лиофильные коллоиды устойчивы. От истинных растворов они отличаются размером частиц и формой (длинные нитеподобные и свернутые в клубок молекулярные структуры). [c.424]

Если статическое равновесие между действием сил тяготения и броуновского движения таково, что основная масса частиц за сравнительно короткое время оказывается на дне сосуда, то система называется кинетически неустойчивой, если же частицы в основном остаются распределенными в объеме раствора, то система называется кинетически устойчивой, Лиофобные золи обычно имеют такие размеры и плотности частиц, что обладают достаточно высокой кинетической устойчивостью в системах, где не происходят процессы, изменяющие степень дисперсности. [c.306]

Под кинетической устойчивостью понимают способность частиц коллоидного раствора находиться во взвешенном состоянии даже при существенном различии в плотностях дисперсионной среды и дисперсной фазы. Кинетическая устойчивость свойственна сильно разбавленным растворам и очень высокодисперсным золям. [c.23]

ВИЯ последней со средой, причем диспергирование в этом случае происходит за счет затраты внешних сил — химических или механических, а образующиеся коллоидные растворы являются термодинамически неустойчивыми. Для них понятие стабильности имеет лишь кинетический смысл. Некоторые лиофобные системы сохраняют свою устойчивость в течение длительного времени (например, красный золь золота), а другие быстро теряют устойчивость (суспензии грубодисперсных частиц, концентрированные золи сульфидов металлов и др.). [c.136]

Сущность процесса диссолюции состоит в неполном растворении частиц дисперсной фазы при сохранении их общего числа. Это способствует уменьшению удельной поверхности дисперсной фазы, снижению общего запаса свободной поверхностной энергии и, как результат, повышению кинетической устойчивости золя. [c.325]

Особенно чувствителен к этим факторам и-потенциал. Зависимость -потенциала золя от температуры и разведения V можно выразить графически (рис. 25.2). На участке / кривой в области умеренного повышения температуры ц-потенциал растет. Это можно объяснить тем, что с повышением температуры увеличивается кинетическая энергия противоионов в мицеллах золя. Преодолевая электростатические и ван-дер-ваальсовы силы притяжения, часть противоионов переходит из адсорбционного в диффузный слой. Увеличивается толщина последнего, а вместе с этим и С-потенциал устойчивость золя несколько возрастает. Второй участок кривой характеризуется понижением -потенциала. Это можно истолковать следующим образом при дальнейшем повышении температуры процессы десорбции ионов захватывают уже более глубокие области двойного электрического слоя начинается отрыв ионов от внутренней обкладки ДЭС, т. е. часть потенциалобразующих ионов отрывается от твердой поверхности и переходит в раствор. Это приводит к понижению ф-по-теициала и, как следствие, к уменьшению и С-потенциала. Устойчивость золя также понижается. [c.400]

На рис. 67 схематически представлены стадии перехода НДС из одного состояния в другое в зависимости от температуры. Разделение схемы на две области вне пределов зоны молекулярных растворов ( Ж) основано на различии в прочности связи внутри структурных единиц и между ними. Химический состав, порядок расположения молекул, расстояние между ними, структура студней, золей и гелей в двух областях АЕ и ЖМ) и их свойства могут отличаться принципиально друг от друга. Область, в пределах которой действуют ММВ, имеет участки АБ (студни) и ГЕ (золн). Участок АБ, в свою очередь, состоит из двух зон, в которых соответственно образуются упру-го-хрупкие и упруго-пластичные студни (на рис. (з7 они не показаны), как и участок ГЕ, который включает зону ГД (кинетически неустойчивое состояние золя). Каждая зона отделена друг от друга характерными температурами, в пределах которых сохраняется одна и та же закономерность изменения свойств НДС. Соответственно пх именуют в точках температурами Б — стеклования (кристаллизации), В — плавлепия, Д — перехода в устойчивое дисперсное состояние, Е — перехода в состояние молекулярного раствора. В зоне ЕЖ нефтяная миогокомсюнент-пая система находится в состоянии молекулярных растворов. В некоторых остатках (пеки, битумы) зона ЕЖ вообищ может отсутствовать. [c.185]

Энтропийный фактор устойчивости характерен только для золей, так как их частицы вовлекаются в молекулярно-кинетическое движение среды. Без действия энтропийного фактора не может быть равномерного распределения частиц по объему среды, и в системе обязательно происходит седиментация независимо от степени действия других факторов (при отсутствиигелеобразоваиия). Действие энтропийного фактора становится заметным только в том случае, если до минимального значения уменьшено межфазное натяжение с помощью других термодинамических факторов. При сближении частиц возрастает упорядоченность в системе и уменьшается хаотичность, а в соответствии с законом самопроизвольного роста энтропии частицы опять отталкиваются. Энтропия связана с вероятностью состояний й (хаотичностью) законом Больцмана [c.341]

На участках 1-7 и 8 - 14 в системе происходят структурные превращения, обусловливающие различие конфигураций элементов пространственной структуры, и соответственно проявление системой принципиально новых физико-механических и физико-химических свойств. Изменяется прочность структурных образований, химический состав, порядок расположения молекул, межмолекулярные силы взаимодействия и т.п. Например, можно предположить, что участок 1-3 включает зону упруго-хрупких (1-2) и упруго-пластичных (2-3) гелей. На участке 3-7 могуг проявляться зоны кинетически неустойчивого состояния золя (4-6) или кинетически устойчивого состояния (6-7). На участке 1 - 7 Moiyr проявляться эффекты плавления (зона 6-7), стеклования (зона 3-4). [c.63]

Уравнения (XIII.2.1) и (XIII.2.2) позволяют вычислить, на какой высоте концентрация частиц изменится в заданное количество раз. Расчеты показывают, что для такой системы, как воздух, высота h. , на которой концентрация кислорода уменьшается вдвое, составляет 5 км. Высота, на которой концентрация уменьшится в 10 раз, равна 100 км. Для такой системы, как коллоидный раствор золота в воде с величиной частиц 1,86 нм, концентрация частиц уменьшится вдвое на высоте 215 см и в 10 раз на высоте 4300 см. Для грубодисперсного золя золота с величиной частиц 186 нм (в сто раз большей) уже на высоте 0,2 мкм концентрация уменьшится вдвое, а на высоте 4 мкм уменьшится в 10 раз. Это означает, что практически все частицы золота сконцентрируются вблизи дна сосуда, а на высоте h = =4 мкм будет практически чистая дисперсионная среда. Такая система будет кинетически неустойчивой. Коллоидный раствор с величиной частиц 1,86 мкм обладает более высокой кинетической устойчивостью. [c.402]

Если при установившемся седиментационно-диффузионном равновесии основная масса частиц дисперсной фазы за сравнительно короткое время окажется в осадке, систему считают кинетически (седиментационно) неустойчивой. Это характерно для микрогете-рогенных систем (суспензий, эмульсий и т. п.). Если же частицы в основном остаются во взвешенном состоянии, система является кинетически (седиментационно) устойчивой. К таким системам относятся ультрамикрогетерогенные системы — коллоидные растворы (золи). В реальных системах частицы обычно неоднородны по размерам, и в задачу седиментационного анализа входит опре-дение распределения частиц по размерам, т. е. относительного содержания различных фракций в полидисперсной системе. [c.375]

Н. П. Песков (1920) ввел понятие о двух видах устойчивости дисперсных систем седиментационной (кинетической) и агрегативной. Седиментационная устойчивость позволяет системе сохранять равномерное распределение частиц в объеме, т. е. противостоять действию силы тяжести и процессам оседания или всплывания частиц. Основными условиями этой устойчивости являются высокая дисперсность и участие частиц дисперсной фазы в броуновском движении. Агрегативная устойчивость дисперсных систем — это способность противост()ять агрегации частиц. В этом отношении дисперсные системы делят на два класса 1) термодинамически устойчивые, или лиофильные, коллоиды, которые самопроизвольно диспергируются и существуют без дополнительной стабилизации (мицеллярные растворы ПАВ, растворы ВМВ и т. п.). При образовании этих систем свободная энергия Гиббса системы уменьшается (Лй<0) 2) термодинамически неустойчивые, или лиофобные, системы (золи, суспензии, эмульсии). Для них А6 > 0. [c.424]

К процессам образования зародышей, их роста или растворе ния применимы все те положения, о которых шла речь при рассмотрении термодинамических, кинетических и структурных факторов стабильности коллоидных систем (см. 17). Коллоидные частицы могут служить центрами кристаллизации. Иногда достаточно ввести в пересыщенный раствор золь кристаллизую щегося вещества, как начинается кристаллизация. Если рост ядер-зародышей приостанавливается вследствие возникновении иа них адсорбционного слоя ионов, то образуется высокодис персная мелкокристаллическая фаза, обладающая той или иной степенью агрегативной устойчивости. [c.243]

Если седиментационное равновесие таково, что основная масса частиц диспершой систшы за сравнительно короткое время оседает на дно сосуда то система называется кинетически неустойчивой, мпрш1ер суспензии глины, цемента. Если же частицы в основном остаются распределенными в о еме, то система называется кинетически устойчивой. Лиофобные золи по сравнению с суспензиями обладают достаточно высокой кинетической устойчивостью, если в системе не происходит процессов, резко понижающих степень дисперсности. [c.313]

Таким образом, в XVIII—XIX вв. зарождались совершенно различные независимые и, казалось, никак не связанные между собой источники основных разделов коллоидной химии (устойчивость адсорбция электрические явления кинетические свойства золей поверхностные явления и др.). К середине нашего века в результате слияния этих источников на основе ряда фундаментальных обобщений образовалась единая отрасль знания —физическая химия дисперсных систем и поверхностных явлений, называемая сокращенно коллоидной химией. В этот процесс, происходивший во всей мировой науке, весьма значительный вклад внесли русские и советские химики, создавшие ряд важнейших направлений и школ. Имена Громеки, Шведова, Веймарна, Титова, Шилова, Шишковского, Думанского, Цвета, Гурвича, Гедройца, Пескова, Липатова, Жукова, Ребиндера, Каргина и многих ныне живущих ученых являются яркими вехами прогресса коллоидной химии. Знакомство с творческими достижениями этих выдающихся ученых, требующее более глубокого знания основных разделов коллоидной химии, будет осуществляться по мере прохождения курса. [c.19]

В основу теории ДЛФО было положено предположение, что в силу термодинамической неустойчивости лиофобных золей их агрегатив-ная устойчивость может иметь лишь кинетический характер, а устойчивое состояние следует трактовать как замороженное состояние с практически нулевой скоростью коагуляции. Причиной такой устойчивости является то, что в коллоидных растворах в отличие от обычных молекулярных или истинных растворов дальнодействующие поверхностные силы способны при определенных условиях создавать достаточно высокий потенциальный барьер, резко уменьшающий вероятность сближения частиц или даже практически целикомисклю-чающий зту возможность. Поэтому важнейшее место в решении задачи об устойчивости любого либфобного золя теория ДЛФО отводит анализу силовых и потенциальных кривых получаемых суперпозицией электростатического отталкивания и молекулярного притяжения. [c.260]

Полученные таким методом растворы выдерживали стерилизацию путем кипячения в стеклянных запаянных ампулах в течение 15, 30 и 45 мин без заметных изменений. Однако более тщательные наблюдения, в частности, определения степени дисперсности стерили.эованных золей, показали, что размеры частиц при стерилизации увеличиваются. Увеличение размеров частиц при нагревании происходит за счет агрегации частиц. Из этого следует, между прочим, что при получении коллоидных растворов фосфата хрома можно путем нагревания варьировать степень дисперсности в каком-то определенном диапазоне, не нарушая кинетической устойчивости системы. [c.40]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология