Отталкивание частиц

Устойчивость дисперсных систем определяется балансом энергии притяжения и энергии отталкивания частиц. Энергия притяжения обусловлена межмолекулярными силами, главным образом силами Ван-дер-Ваальса. В первом приближении эта энергия обратно пропорциональна квадрату расстояния между частицами. По теории ДЛФО (Дерягина, Ландау, Фервея, Овербека), учитывающей только электростатическую составляющую расклинивающего давления (давления отталкивания), энергия отталкивания убывает с расстоянием по экспоненциальному закону. [c.161]

В наиболее простом случае энергию энтропийного отталкивания частицы можно получить из уравнения Вант-Гоффа для осмотического давления л золя (IV. 47) [c.285]

Системы, в которых действует адсорбционно-сольватный фактор, могут быть агрегативно устойчивы даже при практическом отсутствии электрического потенциала на поверхности частиц. Та-Кие системы значительно менее чувствительны к добавлению электролитов. Действие электролитов в этих системах подобно высаливанию ими в растворах неэлектролитов, т. е. сводится только к уменьшению активности растворителя (воды). Особенно большую роль адсорбционно-сольватный фактор приобретает в системах с неполярными средами, где возможности диссоциации, и соответственно образования двойного электрического слоя проявляются слабо. Для создания количественной адсорбционно-сольватной теории устойчивости напрашивается проведение аналогий с теорией ДЛФО. Однако если энергию притяжения в системах с адсорбционно-сольватным фактором устойчивости можно определить исходя из представлений Гамакера и де Бура, то количественная оценка энергии гидратации, выступающая в роли энергии отталкивания частиц, до сих пор не разработана. Для оценки агрегативной устойчивости в обсуждаемых системах часто используют толщину адсорбционного слоя, равную половине расстояния между частицами, на котором энергия молекулярного притяжения уменьшается до величины кТ. [c.338]

Энтропийное отталкивание частиц дисперсной фазы можно представить как наличие постоянной диффузии частиц из области системы с большой концентрацией в область с меньшей концентрацией, т. е. система постоянно стремится к выравниванию по всему объему концентрации дисперсной фазы. [c.341]

Поскольку тепло — это есть энергия беспорядочного движения частиц, составляющих вещество, постольку температура однозначно характеризует тепловое состояние тела во всех случаях, когда можно пренебрегать энергией взаимодействия сил притяжения и отталкивания частиц. [c.23]

Если в дисперсную систему вводить большое количество электролита, то произойдет увеличение количества противоионов в адсорбционном слое коллоидных частиц. Это повлечет за собой уменьшение среднего электрического заряда коллоидных частиц и соответствующее снижение -потенциала системы. В итоге взаимное отталкивание частиц ослабеет и увеличится вероятность их столкновений. А столкновение коллоидных частиц, согласно принципу минимума свободной энергии, приводит к их слипанию (слиянию). В результате будет происходить их коагуляция (коалесценция), за которой может последовать оседание укрупнившихся частиц — седиментация. [c.212]

Адсорбционная пептизация в этом случае отталкивание частиц осадка друг от друга вызывается ДЭС, образующимися на поверхности частиц за счет адсорбции ионов добавляемого электролита-пептизатора. [c.79]

Например, к рыхлому свежему осадку гидроксида железа (И1) прибавляют в качестве пептизатора раствор хлорида железа (1П). Ионы Ре +, адсорбируясь на поверхности частиц Ре(ОН)з, способствуют образованию ДЭС последние вызывают отталкивание частиц осадка и переводят их в раствор. [c.79]

Изменение молекулярных сил притяжения и электростатических сил отталкивания с расстоянием происходит различным образом. Поэтому на потенциальной кривой взаимодействия двух частиц имеется энергетический барьер, который и определяет вероятность необратимого слипания частиц. Высота энергетического барьера, как и вид суммарной кривой взаимодействия двух частиц, зависит, прежде всего, от свойств двойного электрического слоя. Чем толще двойной электрический слой, тем интенсивнее результирующее отталкивание частиц, тем больше высота энергетического барьера и тем меньше вероятность слипания частиц. Таким образом, устойчивость коллоидных систем в присутствии ионного стабилизатора зависит от свойств двойного электрического слоя, которые могут быть определены нри изучении электрокинетических явлений, в частности электрофореза. [c.97]

Молекулярное взаимодействие разнородных частиц может иметь разные знаки. Молекулярные силы вызывают отталкивание частиц на больших расстояниях при е > > воо и ео2<е( (или epi < e o и оа > Во,,) притяжение наблюдается при > бро и бог > оо (или Eoi < ео и [c.149]

По смыслу O (точнее, а+0) есть радиус действия сил отталкивания частиц, который может по разным причинам отличаться от гидродинамического радиуса Если считать, что защитная оболочка представляет собой сплошной жесткий слой стабилизатора на поверхности частицы, то 6 и or должны совпадать при вычислении o по величине т , измеренной в сильном, поле. Сильное поле в данном случае означает, что все коллоидные частицы связаны цепочечную структуру. В слабом поле только часть всех частиц входит в цепочки, поэтому оказывается меньше теоретического и расчет будет давать завышенную величину O. К сожалению, теоретические критерии того, что поле достаточно сильное, отсутствуют. В исследовательской работе таки.м критерием может быть зависимость Til от R [см. формулу (VII,55)J. [c.233]

Согласно этим представлениям агрегативная устойчивость лиофобных золей, связанная с возникновением на частицах двойного электрического слоя, объясняется не отталкиванием частиц в результате действия электростатических сил, а тем, что противоионы двойного слоя сольватируются и таким образом создают вокруг каждой лиофобной частицы сольватную оболочку. [c.282]

Выше рассматривался вопрос взаимодействия двух одинаковых частиц, при котором перекрытие ионных атмосфер приводит к отталкиванию частиц и отсутствию коагуляции системы. Рост концентрации электролита должен способствовать коагуляции (слипанию частиц). [c.241]

Физической основой падения активности по сравнению с концентрацией является взаимное притяжение частиц. Взаимное отталкивание частиц в растворе должно, наоборот, вызывать увеличение активности. В разбавленных растворах электролитов электростатическое притяжение ионов оказывается преобладающим v Учет собственного размера ионов эквивалентен учету сил отталкивания, не позволяющих ионам сблизиться на расстояние, меньшее а. Второе приближение теории, учитывающее этот фактор, приводит к менее резкому уменьшению коэффициента активности рис. 1П.4) и позволяет описать опытные данные в более широком интервале концентраций. Однако в концентрированных растворах большая часть молекул воды связана ионами, так что добавление новых порций электролита должно сопровождаться разрушением сольватных оболочек и преодолением сил ион-дипольного взаимодействия. Это эквивалентно преобладанию эффекта взаимного отталкивания ионов над их взаимным притяжением при этом у >1. Таким образом, переход к концентрированным растворам сопровождается резким возрастанием коэффициентов активности. Чтобы описать возрастание коэффициентов активности при больших концентрациях раствора, в уравнение (1П.55) было формально введено эмпирическое слагаемое J [c.48]

Устойчивость коллоидных растворов обусловлена присутствием стабилизатора, т. е. электролита, и зависит от величины аряда гранулы ( -потенциала). Чем выше этот потенциал, тем сильнее оказываются силы взаимного отталкивания частиц, препятствующие их объединению при столкновениях, наблюдающихся в результате броуновского движения. Исходя из строения коллоидных мицелл Agi в избытке AgNOg, легко представить строение других мицелл. Строение мицеллы Agi в избытке KI можно изобразить схемой [c.152]

Внутренняя энергия ( 7) характеризует общий запас энергии системы. Она включает все виды энергии движения и взаимодействия частиц, составляющих систему кинетическую энергию молекулярного движения (поступательного и вращательного) межмоле-кулярную энергию притяжения и отталкивания частиц внутримолекулярную или химическую энергию энергию электронного возбуждения внутриядерную и лучистую энергию. Величина внутренней энергии зависит от природы вещества, его массы и параметров состояния системы. Обычно внутреннюю энергию относят к 1 моль вещества и называют молярной внутренней энергией выражают ее в Дж/моль. Определение полного запаса внутренней энергии вещества невозможно, так как нельзя перевести систему в состояние, лишенное внутренней энергии. Поэтому в термодинамике рассматривают изменение внутренней энергии (А У), которое представляет собой разность величин внутренней энергии системы в конечном и начальном состояниях [c.18]

Пептизации путем промывания растворителем подвергают осадки, которые были получены в присутствии значительного избытка одного из реагентов. В этом случае на частицах осадка имеется двойной электрический слой, но он сильно сжат за счет высокой концентрации электролита. При таком состоянии ДЭС кулоновские силы отталкивания между частицами осадка не проявляются. Для восстановления сил электростатического отталкивания частиц и нормальной структуры ДЭС необходимо понизить концентрацию электролита в осадке. С этой целью осадок на фильтре промывают [c.418]

Количественные соотношения, характеризующие устойчивость лиофобных золей, в удовлетворительном согласии с экспериментом были получены на основе физической теории устойчивости, развитию которой способствовали работы Б, В. Дерягина и его школы. Поведение коллоидных систем определяется в соответствии с этой теорией соотношением сил взаимного притяжения и отталкивания частиц. [c.110]

Обычно в химической термодинамике рассматривают неподвижные системы в отсутствие внешнего поля тогда полная энергия системы будет равна внутренней энергии. Последняя является суммой а) кинетической энергии молекулярного движения (поступательного и вращательного) б) межмолекулярной энергии, т. е. энергии взаимного притяжения и отталкивания частиц, составляющих систему в) внутримолекулярной, т. е. химической энергии г) энергии электронного возбуждения е) внутриядерной энергии ж) лучистой энергии и з) гравитационной энергии, обусловленной тяготением частиц вещества друг к другу. [c.32]

Латексы, как и другие системы, стабилизованные НПАВ, устойчивы при отсутствии двойного электрического слоя вокруг их глобул. Электростатическое отталкивание частиц в этом случае уже пе имеет решающего значения, хотя глобулы латексов, стабилизованных НПАВ, но тем или иным причинам обычно имеют небольшой отрицательный заряд. Устойчивость систем, содержащих НПАВ, в основном определяется гидратацией адсорбированного частицами стабилизатора. Чем выше гидратация защитного слоя, тем более устойчива система. Для дегидратации, а значит и астабилизации систем, содержащих НПАВ, могут быть использованы растворы электролитов высоких концентраций, повышение температуры или совместное действие обоих этих факторов. [c.113]

Устойчивость и коагуляция связаны непосредственно с взаимодействием частиц дисперсной фазы между собой или с какими-либо макроповерхностями. Это взаимодействие также определяет адгезию частиц к макроповерхностям и структурообразование в дисперсных системах. Поэтому в основе любой теории устойчивости лежит соотношение между силами притяжения и отталкивания частиц. Существует единое мнение в отношении природы сил притяжения, которые обусловлены межмолекулярными силами Ван-дер-Ваальса. Силы же отталкивания между частицами могут иметь разную природу, соответствующую факторам устойчивости. Предложено несколько теорий, объясняющих те или иные экспериментальные факты с различных позиций (Дюкло, Фрейндлих, Мюллер, Рабинович, Оствальд и др.). Однако все эти теории были односторонними, они не учитывали и не объясняли многие факты. Создание общей количественной теории устойчивости дисперсных систем оказалось крайне трудной задачей. [c.325]

Электростатические силы отталкивания между частицами возникают только тогда, когда взаимно перекрываются их ионные атмосферы. Как видно из схемы на рис. 45,а, ионы в области перекрытия будут одновременно испытывать действие внутренних обкладок обеих частиц. Это вызывает перераспределение ионов, нарушает электрическое равновесие системы появляются дополнительные, неуравновешенные электростатические силы отталкивания частиц друг от друга. [c.118]

Если энергию отталкивания частиц на малых расстояниях аппроксимировать выражением A r , то потенциальную энергию межмолекулярных взаимодействий можно представить в виде, . >1 В [c.250]

Величину Vj можно назвать конфигурационным интегралом по ячейке. При отсутствии в ячейке внешнего поля, когда яр (г) = Q,Vf = v= = У/Л/, свободный объем равен объему ячейки, т. е. объему, приходящемуся на одну частицу. Для реальной плотной системы вблизи границ ячейки гр (г) > О (следствие отталкивания частиц на малых расстоя- [c.364]

При термодинамическом описании предполагают, что система находится в относительном покое ( кин = 0) и воздействие внешних полей пренебрежимо мало ( пот = 0). Тогда полная энергия системы определяется запасом ее внутренней энергии Е=0). Последняя складывается из кинетической энергии поступательного и вращательного молекулярного движения, энергии притяжения и отталкивания частиц, энергии электронного возбуждения, энергии межъядерного и внутриядерного взаимодействия и т. п. Количественный учет всех составляющих внутренней энергии невозможен, но для термодинамического анализа систем в этом нет необходимости, так как достаточно знать лишь изменение внутренней энергии при переходе из одного состояния в другое, а не ее абсолютные величины в этих состояниях. В соответствии с законом сохранения энергии, выражающим первое начало термодинамики, общий запас внутренней энергии системы остается постоянным, если отсутствует тепловой обмен с окружающей средой. В ходе процессов, протекающих в изолированной системе, возможно лишь перераспределение внутренней энергии между отдельными составляющими системы. [c.203]

При дальнейшем повышении температуры тепловые колебания таковы, что частицы становятся практически несвязанными друг с другом. Это — газообразное состояние. В идеальном газе между частицами нет никаких взаимодействий ни притяжения, ни отталкивания частицы свободны и перемещаются во всех направлениях беспрепятственно. Следовательно, при повышении температуры тела переходят из упорядоченного состояния (твердое состояние) в неупорядоченное состояние (газообразное состояние) жидкое состояние является промежуточной стадией. [c.89]

Уравнение Ван-дер-Ваальса дает достаточно точные результаты для всех газов даже в области их критических температур и давлений. Однако при высоких давлениях, когда плотность газа велика или когда газ находится вблизи точки сжижения, это уравнение дает значительные отклонения от действительного поведения газа (ср. приведенные выше примеры 2 н 3). Отклонения объясняются тем, что при большой плотности газа иа его давление оказывают влияние не только силы взаимного притяжения, но также и силы взаимного отталкивания частиц, обусловленные внешними электронными оболочками этих частиц. Кроме того, здесь на реальное поведение газа в значительной мере также оказывают влияние неупругие столкновения его частиц и другие факторы. В связи с этим, кроме уравнения Ван-дер-Ваальса, был предложен ряд других, более сложных уравнений для реального состояния газов, на которых мы здесь останавливаться не будем, так как они для ггракгики технологических расчетов интереса не представляют. Уравнением Ван-дер-Ваальса в производственных расчетах также пользуются довольно редко наиболее удобными и более точными для этого являются энтропийные диаграммы (глава IV, стр. 103). [c.57]

Различие в размерах частиц дисперсной фазы отражается на молекулярно-кинетических свойствах дисперсных систем. Частицы суспензий не участвуют в броуновском движении, они не способны к диффузии и как следствие в отличие от лиозолей суспензии седиментационио неустойчивы и в них практически отсутствует осмотическое давление. Молекулярно-кинетическое движение частиц лиозолей обусловливает энтропийное отталкивание частиц, обеспечивает равномерное их распределение по объему дисперсионной среды. Энтропийный фактор агрегативной устойчивости у суспензий отсутствует, скорость их коагуляции не зависит от броуновского движения (и не может следовать закономерностям теории кинетики коагуляции Смолуховского), а связана в основном со свойствами прослоек дисперсионной среды. Действия других факторов агрегативной устойчивости в суспензиях и лиозолях имеют много общего. [c.343]

При еще меньших /г энергия притяжения оказывается большей по сравнению с энергией электростатического отталкивания, частицы начинают самопроизвольно сближаться и в конце концов коагулируют. Таким образом, величина энергетического барьера является ответственной за устойчивость коллоидной системы. На размер S оказывает влияние как потенциал поверхности частиц ( , так и толщина двойного электрического слоя X. Уменьшение устойчивости системы может происходить либо за счет уменьшения термодинамического потенциала поверхности либо за счет уменьшения толщины двойного электрического слоя. В случае нефтесодержащих дисперсий незначительные толщины двойного диффузионного слоя и ионные сферы затрудняют определение сил отталкивания и притяжения, что, в свою очередь, осложняет построение и анализ кривых энергий взаимодействия, однако оценка их влияния небезьште-ресна. [c.39]

На ССЕ, находящихся в дисперсионной среде, действуют две иротивопо и)жио направленные силы. В зависимости от ги-го, какие силы преобладают в системе, происходит агрегирование (коагуляция, флоккуляция, коалесценция) или отталкивание частиц друг от друга (достигается устойчивость системы против расслоения). С учетом механизма агрегирования ССЕ в растворе и расслоения НДС различают кинетическую (седимси-тационную) и агрегативную устойчивость против расслоения. [c.130]

Коагуляция моягет происходить при введении различных электролитов и неэлектролитов, механическом воздействии, нагревании или замораживании. Наиболее важное место среди астабилизующих факторов занимает введение электролитов. Электролитная коагуляция особенно ярко протекает в тех коллоидных системах, в которых стабилизатор имеет ионный характер и устойчивость в огромной степени обеспечивается электростатическим отталкиванием коллоидных частиц. Коагулирующее действие электролита заключается в его влиянии на свойства двойного электрического слоя, в результате чего происходит уменьшение электростатического отталкивания частиц, а значит и возможное их слипание. В зависимости от интенсивности коагулирующего влияния электролита возмонша различная вероятность слипания частиц (меньшая или равная единице) и, соответственно, протекает медленная или быстрая коагуляция. Подробное описание механизма и правил электролитной коагуляции излагается в учебниках по коллоидной химии. [c.107]

Если константа скорости пептизации значительно больше константы скорости коагуляции (энергия активации пептизации значительно меньше, чем при коагуляции), то в системе будут преобладать мелкие первичные частицы. С увеличением константы скорости коагуляции (уменьшением ее потенциального барьера) число двойных, тройных и т. д. частиц в равновесной системе возрастает. Если коагуляция вызвана взаимодействием между частицами через прослойки среды, то энергия притяжения незначительна, и минимум энергии состемы характеризуется малым отрицательным значением. Поэтому небольшие изменения в системе (колебания pH, ко1щентрацпи электролита), вызывающие увеличение силы отталкивания частиц (уменьшение силы нх притяжения), приводят к пептизации системы иод действием броуновского движения. К системам, способным к подобным превращениям, относится большинство лиозолей (гидрозолей), стабилизированных различными способами, в том числе с помощью электролитов, ПАВ и ВМС. В этом отношении интересны гидрозоли оксида кремния, которые [c.287]

Таким образом потенциальная энергия равнозначна разнице потенциалов и обозначает работу, потребную для перемещения предмета m от точки, находящейся от центра земного шара на расстоянии ho до точки hi. Подробно этому, электростатический потенциал является измерителем работы, необходимой для перемещения заряда Q+ от точки, находящейся на расстоянии do от центра заряженной частицы Q до точки di. В уравнении 14 принято ограниченное расстояние, а именно между поверхностями слоя среза и рассеянного слоя. Следовательно, в данном случае зета-потенциал равен работе, требующейся для перемещения заряда Q+ от поверхности слоя среза так, чтобы он полностью освободился от влияния частицы. Если бы все заряды рессеянного слоя оказались в слое среза, то зета-потенциал был бы равен нулю, и частицы оказались бы, в сущности, нейтрализованными, вследствие чего флокуляция была бы вполне возможной. В большинстве систем имеется критический зета-потенциал, определяющий устойчивость коллоидного раствора или суспензии. Если потенциал выше критического, коллоидный раствор сохраняет свою устойчивость благодаря отталкиванию частиц с одинаковыми зарядами друг от друга. В том случае, когда потенциал ниже критического наступает флокуляция, так как тогда кинетическая энергия быстродвижущихся частиц не может быть уравновещена силой отталкивания. [c.76]

Необходимо полностью уяснить себе, что заш,итное действие (т. е. стабилизация коллоидного раствора) проявляется в двояком виде, а именно в 5лектрическом или ионном и в молекулярном. Совершенно правильным будет сказать, что суспензия частиц углерода может иметь две степени устойчивости одну, образуемую ета-потенциалом, и вторую, являющуюся следствием формирования пленки адсорбированного вещества. В первом случае устойчивость объясняется взаимным отталкиванием частиц друг от друга. Во втором случае это действие имеет пространственный или геометрический характер, так как толстая пленка адсорбированного вещества препятствует такому тесному сближению, которое может выявить флокуляцию. Но для этого требуется, чтобы адсорбированная пленка была достаточно толста и в то же время обладала значительной адгезией в отношении частиц. В водных коллоидных растворах эта адсорбированная пленка может фактически состоять из молекул воды. СЗчень показательный пример — это коллоидный раствор агар-агара, поскольку он способен сохранять свою устойчивость, будучи даже изоэлектрическим. Однако добавление 50 процентов спирта или ацетона приводит к дегидратации частиц и последующей флокуляции. Еще более интенсивно происходит дегидратация в коллоидном растворе частиц агар-агара, если добавить к раствору один процент таннина. В этом случае половина углевода молекулы таннина адсорбируется агар-агаром, в то время как ароматическая часть таннина направляется в сторону воды. В конечном итоге частица становится гидрофобной. Таким образом вода десорбируется, вслед за чем наступает флокуляция. [c.86]

Физико-химическое дробление осадков (пептизация). Пептиза-цией называют дробление рыхлых осадков, в которых имеются отдельные частицы дисперсной фазы, разделенные прослойками дисперсионной среды. Их непосредственному соприкосновению мешают либо двойные электрические слои, либо сольватные оболочки на поверхности частиц. Они обеспечивают отталкивание частиц на близких расстояниях, тогда как на более далеких преобладают силы межмолекулярного притяжения, не дающие частицам разойтись за счет теплового движения. [c.79]

Физической основой падения активности по сравнению с концентрацией является притягательное взаимодействие частиц. Взаимное отталкивание частиц в растворе должно, наоборот, вызывать увеличение активности. В разбавленных растворах электролитов электростатическое притяжение ионов оказывается преобладающим у <1 и падает с ростом концентрации. Учет собственного размера ионов эквивалентен учету сил отталкивания, не позволяющих ионам сблизиться на расстояние, меньшее а. Второе приближение теории, учитывающее этот фактор, приводит к менее резкому уменьшению коэффициента активности (рис. 10) и позволяет описать опытные данные в более широком интервале концентраций. Однако в концентрированных растворах большая часть молекул воды связана ионами, так что добавление новых порций электролита должно сопровождаться разрушением сольватных оболочек и преодолением сил ион — дипольного взаимодействия. Это эквивалентно преобладанию отталкиватель- [c.41]

Характерно для коллоидных растворов явление электрофореза. Оно заключается в том, что под влиянием извне приложенной разности потенциалов все кОллондные частицы перемещаются к одному из полюсов. Это свидетельствует о том, что все коллоидные частицы данного коллоида имеют одноименный (поло, ительный или отрицательный) заряд. Наличие одноименного электрического заряда вызывает электростатическое отталкивание частиц если сила отталкивания больше, чем силы притяжения между частицами, то это препятствует укрупнению частиц, т. е, обеспечивает агрегативную устойчивость. Заряд коллоидных частиц возникает вслгедствие адсорбции ионов из раствора. Преимущественно адсорбируются те ионы, которые входят в состав самих частиц. Заряд коллоидной частицы может возникнуть также вследствие частичной диссоциации молекул, составляющих частицу. [c.384]

Взаимное отталкивание частиц может повести к образованию золя только в том случае, если отдельные коллоидные частицы осадка не слишком прочно связаны друг с другом. Поэтому посредством пептизации удается получать золи далеко не всех веществ. Часто бывает также, что свежевыделенный коллоидный осадок легко пептизируется, тогда как после его стояния, в результате более прочного слипания отдельных частиц, пептизация становится неосуществимой. С другой стороны, пепти-зация идет тем легче, чем больше заряд отдельных коллоидных частиц осадка, приобретаемый ими за счет адсорбции ионов. [c.619]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология