Коллоидные системы электрические свойства

Как показали дальнейшие исследования, электрокинетические явления тесно связаны со свойствами поверхности и структурой двойного электрического слоя на межфазной границе. Вследствие той важной роли, которую они играют в коллоидных системах, их рассмотрению посвящена отдельная глава. В этой главе будут изложены и основные представления в области электрохимии двойного слоя, возникшие в большой степени в результате исследования электрокинетических явлений. [c.134]

Эмульсии [1—5]. Эмульсии — системы из двух жидких фаз, одна из которых дисперсная, или прерывная, а другая фаза не- прерывная, называемая дисперсионной средой. Эмульсии распадаются на два класса. Первый класс — весьма разреженные эмульсии в виде мельчайших капелек одной жидкости, например масла, взвешенных в другой, например в воде. В стабилизации этих эмульсий главную роль играют электрические заряды на поверхности эмульгированной жидкости состояние и свойства поверхностных пленок оказывают меньшее влияние. Эмульсии этого класса приближаются к лиофобным коллоидным системам. Эмульсии второго класса более распространены. В них устойчивость определяется главным образом природой межфазной поверхностной пленки, отделяющей дисперсную фазу от дисперсионной среды. Эту пленку обычно образует третье вещество, отличающееся от обеих объемных фаз и легко растворимое в одной из них. Одна из главных функций этой пленки — понижение межфазного натяжения за счет увеличения адгезии между обеими фазами и, следовательно, уменьшение работы образования поверхности раздела при диспергировании. [c.78]

В атой главе рассмотрены электрические свойства высокодисперсных коллоидных систем с твердой дисперсной фазой и жидкой дисперсионной средой. Об электрических свойствах аэрозолей, эмульсий, а также растворов коллоидных поверхностно-активных веществ сказано в главах, посвященных этим системам. [c.169]

При развитом теплоэнергетическом хозяйстве, при большом количестве ТЭЦ окружающее пространство загрязняется дымом. Вследствие высокой дисперсности твердой фазы в дымах очистка их обычными методами (механическими) не может быть обеспечена. Поэтому используются электрические свойства дыма как коллоидной системы. Частицы дымов обладают зарядом, который легко образуется при адсорбции ионов, но заряд этих частиц невелик и может быть разного знака в связи с различным химическим составом частиц. Для очистки дымовых газов используется принцип электрофореза, который проводится при очень больших напряжениях (порядка десятков тысяч вольт). При этом катод, который расположен обычно в середине специальных газовых камер, служит источником сильного потока электронов, ионизирующих газ, благодаря чему частицы дыма получают больший и всегда отрицательный заряд и быстро переносятся к аноду, которым служат стенки камеры. Со стенок камеры масса пыли оседает на дно. [c.177]

Из всех электрокинетических явлений наиболее изучен электрофорез, играющий особенно важную роль при изучении коллоидных растворов. Здесь мы можем непосредственно следить за изменением электрических свойств самих коллоидных частиц. Даже чисто качественные наблюдения за движением взвешенных частиц позволяют установить знак -потенциала. Непосредственное наблюдение позволяет уловить (что особенно важно) тот момент, когда этот потенциал становится равным нулю, что соответствует изоэлектрической точке, в которой оказывается коллоидная система. [c.230]

Любая система, находящаяся в коллоидном состоянии (как и истинный раствор), электронейтральна. Однако, как будет показано ниже, электрические свойства, определяемые строением мицелл, существенно влияют на свойства коллоидных систем, например на движение частиц в электрическом поле и др. [c.231]

Высокополимерные и высокомолекулярные соединения (ВМС) и их растворы занимают особое место в коллоидно-химической классификации. Растворы ВМС, являясь, по существу, истинными молекулярными растворами, обладают в то же время признаками коллоидного состояния. При самопроизвольном растворении ВМС диспергируются до отдельных макромолекул, образуя гомогенные, однофазные, устойчивые и обратимые системы (например, растворы белка в воде, каучука в бензоле), принципиально не отличающиеся от обычных молекулярных растворов. Однако размеры этих макромолекул являются гигантскими по сравнению с размерами обычных молекул и соизмеримы с размерами коллоидных частиц. Приведенные на стр. 13 данные показывают, что размеры макромолекул (гликоген) могут быть не меньшими, а иногда большими, чем размеры обычных коллоидных частиц (золь Аи) и тонких пор. Поскольку дисперсность, как мы уже видели, существенно влияет на свойства системы, очевидно, что растворы ВМС должны обладать рядом признаков, общих с высокодисперсными гетерогенными системами. Действительно, по целому ряду свойств (диффузия, задержка на ультрафильтрах, структурообразование, оптические и электрические свойства) растворы ВМС стоят ближе к коллоидным системам, нежели к молекулярным растворам. Поскольку растворы ВМС диалектически сочетают свойства молекулярных растворов и коллоидных систем, целесообразно называть их, по предложению Жукова, молекулярными коллоидами, в отличие от другого класса, — типичных высокодисперсных систем — суспензоидов [1]. [c.14]

Поскольку дисперсность существенно влияет на свойства системы, очевидно, что растворы ВМС должны обладать рядом признаков, общих с высокодисперсными гетерогенными системами. Действительно, по многим свойствам (диффузия, задержка на ультрафильтрах, структурообразование, оптические и электрические свойства) растворы ВМС стоят ближе к коллоидным системам, нежели к молекулярным растворам. Поскольку растворы ВМС диалектически сочетают свойства молекулярных растворов и коллоидных систем, целесообразно называть их, по предложению Жукова [1], молекулярными коллоидами, в отличие от Другого класса,— типичных высокодисперсных систем — су с п е н-ЗОИ до в [1]. [c.16]

Свойства каждой фазы на ее поверхности иные, чем внутри. Обычно решающее влияние на свойства тела в целом имеют молекулы, расположенные внутри фазы, вследствие их большого преобладания. Но в некоторых случаях, при сильно развитой поверхности (коллоидные системы, пористые и диспергированные тела), соотношение изменяется в пользу молекул, находящихся на поверхности, и поверхностные явления приобретают особое значение. Из них наиболее важны поверхностное натяжение, появление двойного электрического слоя на границе фаз и адсорбция, т. е. способность к повышению и понижению концентрации молекул на поверхности. В первом случае говорят об адсорбции положительной, во втором—об отрицательной. Когда молекулы концентрируются только на поверхности, не проникая внутрь фазы, явление называется чистой положительной адсорбцией. Вещества, проявляющие способность к положительной адсорбции, называются поверхностно-активными. [c.48]

Лиофильные эмульсии образуются самопроизвольно это — термодинамически устойчивые системы. Лиофобные эмульсии (большая часть эмульсий) возникают при механическом, акустическом илп электрическом воздействии на смешиваемые жидкости либо при выделении новой капельно-жидкой фазы из пересыщенных растворов. Это термодинамически неустойчивые системы, которые могут длительно существовать без механического воздействия только в присутствии эмульгаторов. Лиофильные эмульсии — высокодисперсные (коллоидные) системы, размер нх капель не превышает 10- мм. Лиофобные эмульсии — грубодисперсные системы, размер капель которых лежит в пределах 10- —Ю - мм склонны к осаждению, приводящему к разделению жидкостей на отдельные слои. Размер капель эмульсии зависит от условий ее получения и физических свойств эмульгаторов. [c.144]

Электрические свойства. В коллоидном растворе частицы находятся в постоянном движении, поэтому диффузный (очень размытый) слой отстает от частицы, и часть ионов этого слоя отрывается. В результате наблюдается декомпенсация зарядов, коллоидная частица становится отрицательно заряженной, а окружающий ее раствор приобретает положительный заряд. Возникающий при этом потенциал называется электрокинетическим потенциалом частицы (обозначается -потенциал, читается —дзета-потенциал), -потенциал составляет часть термодинамического потенциала е, возникающего на границе твердое тело-раствор, -потенциал является важной характеристикой системы, величина его тем больще, чем больше толщина диффузного слоя. [c.23]

Органические составы, используемые для различных покрытий, с улучшенными адгезионны.ми, прочностными, электрическими свойствами и стойкие в течение длительного времени получаются в результате добавления коллоидного кремнезема к органическим полимерным дисперсным системам [617—623]. [c.596]

При объяснении диэлектрических свойств некоторых коллоидных систем удачной оказалась только теория поляризации поверхности раздела. Возможно, другие теории дают разумные объяснения результатов, но большинство из них остаются на стадии феноменологических объяснений или гипотез. Как отмечено (см. стр. 404), соотношение между диэлектрическими свойствами жидкостей или растворов, состоящих из полярных молекул, и суспензий сферических частиц все еще ни теоретически, ни экспериментально не освещено. Дальнейшие исследования необходимы для определения критериев границ применения электрических методов в коллоидных системах. [c.412]

Наличие двойного электрического слоя на поверхности частиц и особенности его строения играют важную роль не только в процессе формирования и сохранения устойчивости коллоидных систем, но и определяют присущие высокодисперсным системам электрокинетические свойства — потенциалы протекания (течения) и седиментации, явления электрофореза и электроосмоса. [c.135]

Такую сложную частицу Дюкло называет мицеллой, а примесь — активной частью, так как она объясняет, во-первых, поведение такого золя в электрическом поле, следовательно и возникновение электрического заряда частицы,, во-вторых, устойчивость коллоидной системы, возрастающую параллельно увеличению активной части в мицелле, и, наконец, в-третьих, химические свойства золя. По поводу последнего Дюкло совершенно категорически утверждает, что изменение состава коллоида при осаждении его электролитами состоит в замещении ионов активной части ионами осаждающего электролита, например [c.192]

Полярность молекул сообщает особые свойства всему веществу (диэлектрику), и можно говорить о его электрической поляризации, так как асимметричные молекулы, благодаря несимметричным силовым полям вокруг них, а также под действием внешнего поля, определенно ориентируются. Такая ориентировка наблюдается и около коллоидных частиц. Поэтому по величине диэлектрической поляризации среды можно судить о стойкости коллоидной системы. [c.304]

По современным представлениям, уравнение, применяемое для вычисления электрокинетического потенциала, не является точным и требует еще значительных дополнений. Однако полученные с его помощью значения потенциалов дают довольно правильную характеристику электрических свойств коллоидной системы. [c.71]

Фенолальдегидные конденсаты, подкисленные слабыми органическими кислотами, также являются буферными системами. Катализатор должен не только ускорят , процесс реакции, но и соответствовать некоторым другим требованиям в зависимости от особенностей получаемой смолы. Катализатор должен истинно или коллоидно растворяться в конечном продукте. Способность катализатора осмоляться в процессе отверждения смолы является его преимуществом. Катализатор должен связывать некоторые количества тех реагентов, которые без него остаются в продукте в несвязанном виде. Катализатор не должен снижать электрические свойства смолы. [c.28]

Производство аэрозолей методом электрического дробления представляет немалый интерес в том отношении, что размеры образующихся частиц весьма близки друг к другу, точнее, интервал размеров достаточно узок. Если через полученный таким образом аэрозоль пропустить световой пучок, то свечение рассеянного света (эффект Тиндаля) будет очень ярким, что и указывает па монодисперсность коллоидной системы. Типичное распределение частиц по размерам представлено на рис. 1.22. Используя это свойство, Наваб и Мэзон (1958) получили эмульсию, близкую к моно-дисперсноп. [c.58]

При соударении двух частиц мелсду ними действуют силы как притяжения, так и отталкивания. Обычно считают, что первые силы — это силы вандерваальсова типа, тогда как в отношении вторых полагают, что они обусловлены взаимодействием заряженных поверхностей частиц. Когда преобладают силы притяжения, эффективность соударения велика, а устойчивость мала. Возрастание сил отталкивания затрудняет слипание частиц, т. е. повышает устойчивость системы. Следовательно, электрические свойства межфазной поверхности, наиболее отчетливо проявляющиеся при электрокинетических явлениях, должны иметь существенное значение для устойчивости коллоидных систем. Эти свойства сильно зависят от присутствия электролитов, чем и объясняется влияние последних на устойчивость коллоидов. [c.193]

Электрические свойства дисперсных систем объясняют особенностью их строения, заключающейся в образовании мицелл (рис. VI.8). В центре мицеллы находится кристаллическое тело /, названное по предложению Пескова агрегатом. На нем, согласно правилу Панета—Фаянса (см. разд. 11.42), адсорбируются ноны 2, способные достраивать его кристаллическую решетку. Эти ионы сообщают агрегату электрический заряд и называются потен-циалопределяющими. В результате образуется ядро мицеллы, несущее электрический заряд, равный сумме электрических зарядов адсорбировавшихся на агрегате потенциалопределяющих ионов. Ядро создает вокруг себя электрическое поле, под действием которого к нему из раствора притягиваются противоионы, образующие вокруг ядра диффузионный слой 4 и частично входящие в состав адсорбционного слоя 3. Ядро совместно с адсорбционным слоем противоионов называется коллоидной частицей. Электрический заряд последней равен алгебраической сумме электрических зарядов потенциалопределяющих ионов и ионов адсорбционного слоя. Так возникает на частице заряд, определяющий -потенциал (дзета-потенциал) системы. Знак его соответствует знаку электрических зарядов потенциалопределяющих ионов. Противоионы диффузионного слоя мицеллы, относительно свободно [c.278]

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]

Воздействие внешнего электрического поля также создает ориентацию частиц, обладающих постоянными или индуцированными диполями и приводит к оптической анизотропии, изменяющей свойства системы. Изучение электрических свойств коллоидных частиц посредством исследования оптических явлений во внешнем электрическом поле составляет основу электрооптики дисперсных систем. Успешное развитие этого направления в работах советской (Цветков, Духин, Толстой и др.) и болгарской (Шелудко, Стоилов и др.) научных школ способствовало становлению электрооптики в качестве одного из плодотворнейших методов изучения дисперсных систем (подробней см, гл. ХИ). [c.44]

После краткого ознакомления с объектами коллоидной химии — наиболее часто встречающимися в природе, промышленности и быту коллоидными системами и их классификацией, — в книге последовательно рассматриваются оптические, молекулярное кинетические, поверхностные и электрические свойства таких систем, вопросы адсорбции, тонкие жидкие слои, устойчивость, коагуляция и течение коллоидных систем. В заключение приводится краткая характеристика различных видов коллоидных систем лиофоб-ных золей, порошков, суспензии, эмульсии, пен, полуколлоидов, аэрозолей. [c.6]

Если в гидрофобных коллоидах, представляющих собой ионста-билизированные системы, основную роль играет электрический фактор устойчивости, то в гидрофильных коллоидных системах существенное влияние на стабильность оказывает гидратация частиц. Образование на поверхности частиц развитых гидратных слоев с особой структурой и свойствами является наряду с электростатическим фактором одной из причин появления расклинивающего давления, препятствующего слипанию частиц. Стабилизирующими свойствами обладают также гелеобразные адсорбционно-сольватные слои, которые из-за упругости и механической прочности препятствуют сближению частиц до расстояний эффективного действия межмолекулярных сил притяжения. В реальных коллоидных растворах, к которым относятся загрязненные высокодисперсными примесями природные и сточные воды, может одновременно проявляться действие различных факторов устойчивости, поскольку наряду с дисперсными загрязнениями часто присутствуют органические высокомолекулярные соединения и поверхностно-активные вещества, стабилизирующие коллоидные системы. [c.22]

Характерная особенность примесей второй группы — их способность образовывать с водой сравнительно устойчивые коллоидные системы. При очистке воды от загрязнений такого рода основной задачей является разрушение коллоидной системы, обеспечение быстрой коагуляции дисперсных примесей и отделение их от дисперсионной среды. Коагуляцию коллоидных растворов могут вызывать различные факторы добавление растворов электролитов, изменение состава и концентрации дисперсной фазы, механические, электрические, световые, температурные и другие воздействия. Несмотря на кажущееся разнообразие перечисленных факторов, их влияние сводится в основном к изменению свойств поверхности дисперных частиц и условий взаимодействия между ними. Выяснение физической природы сил, действующих между коллоидными частицами, оценка относительной роли различных параметров в обеспечении стабильности коллоидной системы и определение условий ее нарушения — важнейшие вопросы, решение которых необходимо для целенаправленного изменения свойств дисперсных систем. [c.56]

Как мы уже знаем, в коллоидных растворах на границах раздела фаз возникают электрические заряды. В понимании их природы, а также электрических свойств коллоидно-дисперсных систем исключительно большое значение имеет изучение так называемых электрокипетических явлений. Явления эти наблюдаются при движении одной фазы относительно другой и свойственны, следовательно, гетерогенным системам, в особенности микрогетерогенным—золям, суспензиям, эмульсиям они связаны с ионной адсорбцией, которую мы только что [рассмотрели. [c.110]

Итак, коллоидные системы возникают при особых условиях кристаллизации. Коллоидные частицы являются ультрамикрокристаллами. Однако в рассуждениях Веймарна есть один весьма существенный недостаток. Он, как и Оствальд, сводит все свойства коллоидов только к размеру частиц, к степени их дисперсности без учета тех качеств, которые связаны с гетерогенностью коллоидных систем. Возьмем случай с образованием золя берлинской лазури. Несомненно, что это процесс кристаллизации. Также несомненно, что здесь образуются кристаллические зародыши коллоидной степени дисперсности. Но они с неизбежностью должны коагулировать, так как являются носителями свободной поверхностной энергии. Следовательно, для получения стойкого золя недостаточно получения частиц определенной степени дисперсности. Необходимы такие условия кристаллизации, при которых на поверхности частиц возникал бы одноименный электрический заряд. Впоследствии и сам Веймарн был вынужден признать это. Для этой цели нужно брать один из реагентов, образующих коллоид, в некотором избытке. [c.266]

Переходя к рассмотрению применимости современных теорий устойчивости для описания механизма стабилизации и дестабилизации суспензий клеток, следует прежде всего отметить, что между поверхностью клетки и окружающей ее водной средой поверхностное натяжение равно нулю [14]. Следовательно, суспензии микроорганизмов, согласно классификации Ребиндера—Щукина (см. раздел 1.1), являются типичными лиофильными системами, что подтверждается многочисленными опытными данными. Исключение составляют некоторые виды микроорганизмов или клетки культур, выращенных на специальных средах (Маршалл и др., 1973,1975). В этом случае поверхность бактерий может быть полностью гидрофобна или гидрофобность характерна только для полюса клетки. Таким образом, сольватация поверхности, рассматриваемая в коллоидной химии как один из факторов стабилизации дисперсии, имеет большое значение и для оценки устойчивости биологических систем в связи с обнаруженной высокой степенью гидрофильности поверхности клеток микроорганизмов. Развитые гидратные оболочки препятствуют взаимодействию и агрегации клеток (Буш, Стамм, 1968 Зонтаг, 1976), вызывают затруднения при флотации микроорганизмов (Сотскова, Кульский и др., 1981), ухудшают адгезию клеток (Звягинцев, 1973). Как правило, повышение заряда поверхности (увеличение f-потенциала) усиливает ее гидратацию, т. е. электрические свойства клеток не только обуславливают существование электростатического барьера, но и играют определенную роль в формировании фактора [c.16]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология