Агрегативная неустойчивость

Все двухфазные дисперсные системы делятся на две группы по величине удельной свободной межфазной энергии, измеряемой поверхностным натяжением а. К первой группе относятся лиофобные дисперсные системы — термодинамически агрегативно неустойчивые, характеризующиеся некоторым временем существования, с относительно высоким межфазным натяжением а большим граничного значения а . Ко второй группе относятся лиофильные дисперсные системы — термодинамически устойчивые, самопроизвольно образующиеся эмульсии со значением межфазной поверхностной энергии, меньшим граничного значения а ,. [c.15]

Различают истинные и коллоидные растворы. В первых вещества распадаются на частицы, равные размерам молекул или ионов (10 —10 см). Коллоидные системы лежат между истинными растворами и механической смесью это микрогетерогенные высокодисперсные системы (радиус частиц 10 —10 см) и грубодисперсные системы (радиус частиц 10 —10 см). Они агрегативно неустойчивы, так как без специальной (дополнительной) стабилизации коллоидные частицы объединяются и оседают. [c.130]

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

Как указывалось ранее, лиофобные эмульсии принадлежат к агрегативно неустойчивым системам, которые стремятся достигнуть состояния равновесия, что обусловлено избытком свободной энергии на межфазной поверхности. [c.17]

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]

Чем обусловлена агрегативная неустойчивость лиофобных дисперсных систем Какие процессы самопроизвольно происходят в этих системах [c.178]

К первой группе относятся лиофобные дисперсные системы с высоким межфазным натяжением а>сгх и резко выраженной границей раздела фаз, термодинамически агрегативно неустойчивые, характеризующиеся некоторым временем существования. На поверхностях лиофобных частиц свободные молекулярные силы, нескомпенсированные окружающей средой, вызывают агрегативную неустойчивость таких термодинамически неравновесных систем. Устойчивость лиофобных систем является чисто кинетическим понятием. [c.15]

К грубодисперсным относятся гетерогенные системы с размерами частиц УО - 10 1. Грубодисперсные системы агрегативно неустойчивы и нуждаются в стабилизации К ним относятся суспензии, эмульсии, пены, некоторые аэрозоли. В настоящем пособии мы остановимся на суспензиях и эмульсиях. [c.58]

Приведенные данные объясняют причину агрегативной неустойчивости и наличие быстрой коалесценции отдельных проб судовых нефтесодержащих вод. [c.38]

Под агрегативной устойчивостью НДС понимают способность ССЕ противостоять изменению своих размеров под действием внешних сил. Другими словами, под агрегативной устойчивостью понимают способность системы противостоять процессам, ведущим к изменению свободной энергии поверхности ядра ССЕ иод действием внешних факторов. В агрегативно неустойчивых системах происходит слипание ССЕ друг с другом с формированием более крупных ядер ССЕ. Степень агрегации Уа или степень изменения г ССЕ определяется отношением значений радиусов ядер в первом экстремальном состоянии и в момент исследования (г-г). Уа=/ т// э. [c.131]

При Гт Гэ Уа—>-00 — система агрегативно неустойчива превышение сил притяжения между ССЕ над силами отталкивания приводит к повышению степени агрегации. При промежуточных значениях ССЕ Уа изменяется в пределах от 1 до оо. При Гт = / э Кэ = Кг — система агрегативно и кинетически устойчива (первое экстремальное состояние НДС). [c.131]

Большинство дисперсных систем обладает избытком поверхностной энергии, и поэтому в них самопроизвольно идут процессы укрупнения частиц,— происходит снижение поверхностной энергии за счет уменьшения удельной поверхности. Такие системы называют агрегативно неустойчивыми. [c.271]

Процесс коагуляции всегда связан с уменьшением степени дисперсности и обусловлен агрегативной неустойчивостью коллоидных систем. В коагуляции принято различать две стадии или два периода — скрытую коагуляцию, когда невооруженным глазом еще нельзя наблюдать какие-либо внешние изменения в золе, и явную коагуляцию, когда процесс агрегации частиц дисперсной фазы золя может быть легко обнаружен визуально. [c.226]

Всякий лиофобный (гидрофобный) золь получается только искусственным путем за счет приложенной извне работы (химической или механической). Именно за счет этой работы золь и характеризуется большим избытком свободной поверхностной энергии, которая, стремясь к уменьшению, обусловливает его агрегативную неустойчивость. Что же касается высокомолекулярных соединений, то их растворы могут образоваться самопроиз-воль но путем неограниченного набухания, переходящего далее в обычное растворение. В результате этих процессов происходит не увеличение, а, наоборот, убыль свободной энергии. [c.175]

Как классифицируют аэрозоли В чем причины принципиальной агрегативной неустойчивости этих систем [c.179]

Агрегативная неустойчивость (лабильность) коллоидных систем, применяемых в качестве промывочных жидкостей, является одной из важнейших технологических проблем бурения скважин. Промывочные жидкости постоянно находятся под действием многообразных коагулирующих факторов (температурные и динамические воздействия, загрязнение посторонними электролитами) и нуждаются в эффективно действующей коллоидной защите. Правильный выбор, точная дозировка так называемых защитных коллоидов , поддержание в системе необходимых условий стабильного существования коллоидных систем (например, рН-среды) имеют решающее значение для получения технологически применимых промывочных жидкостей. Защиту коллоидных систем наиболее эффективно осуществляют поверх-ностно-активными веществами (ПАВ), к числу которых относится большинство химических реа- [c.4]

Образующиеся в результате агрегативной неустойчивости агрегаты частиц приводят к потере седиментационной устойчивости системы и к ее разрушению, выражающемуся в разделении фаз. [c.66]

Агрегативная неустойчивость дисперсных систем приводит к коагуляции дисперсной фазы, т. е. слипанию частиц под действием межмолекулярных сил притяжения. В результате слипания частиц в дисперсной системе образуются крупные агрегаты (коагуляты). Эти агрегаты седиментационно неустойчивы и могут выпадать в осадок или всплывать. В промывочных жидкостях, представляющих собой, как правило, концентрированные структурированные системы, разделение фаз не столь явно и визуально не всегда заметно. Поэтому о коагуляционных процессах в них судят по изменению свойств, измеряемых инструментально. [c.71]

Кроме коагулянтов к осветляемой жидкости добавляют также небольшие количества (0,4—2% массы твердой фазы) флокулянтов, способствующих слипанию агрегативно неустойчивых твердых частиц. Для той же цели отстаивание зачастую проводят при слабом механическом перемешивании среды. [c.182]

В суспензиях проявляется так же и агрегативная неустойчивость, характерная лиофобным золям и зависящая от вязкости дисперсионной среды, толщины диффузионного слоя мицеллы (см. разд. VI.8), температуры, присутствия электролита и т. д. Например, при увеличении концентрации электролита в суспензии происходит коагуляция и ускоренное расслаивание системы. [c.293]

Как и другие лиофобные дисперсные системы, суспензии агрегативно неустойчивы в них происходит самопроизвольный процесс слипания частиц, приводящий к их укрупнению, что еще более увеличивает скорость седиментации этих систем. [c.147]

Следует, однако, отметить, что твердые коллоидные системы не обладают всеми перечисленными выше типичными коллоидными свойствами. Так, все твердые коллоидные системы в обычных условиях агрегативно устойчивы. Это объясняется только огромной вязкостью этих систем, не позволяющей передвигаться частицам растворенного вещества и образовывать, более крупные агрегаты в результате слипания. При плавлении же этих систем может проявляться их агрегативная неустойчивость. Металлические сплавы не обладают также опалесценцией. Но это обусловливается лишь непрозрачностью металла. Другие твердые коллоидные системы, дисперсионная среда которых прозрачна (например, рубиновое стекло, опал), заметно опалесцируют. Недаром явление опалесценции получило свое название от минерала опала. , [c.13]

Оседание частиц из агрегативно неустойчивой суспензии происходит быстро, так как частицы при столкновениях слипаются, образуются рыхлые агрегаты последние осаждаются на дно сосуда, образуя рыхлый, большой по объему седиментационный осадок, сохраняющий коагуляционные структуры из частиц, возникающие во время оседания. С течением времени эти структуры несколько уплотняются за счет силы тяжести — объем седиментационного осадка уменьшается во времени и, наконец, достигает постоянной величины — предельного объема и (рпс. 83, кривая 7). Объем седиментационного осадка перестает меняться через относительно малое время (тао невелико), а объем осадка большой (осадок рыхлый и легко взбалтывается). [c.147]

Ускорение коагуляции, вызванное тем или иным воз--действием на систему, приводит к изменениям ее свойств (оптической плотности, окраски, вязкости и т. д.) или даже к разделению фаз. В агрегативно неустойчивых системах скорость коагуляции определяется частотой межчастичных столкновений и не зависит от интенсивности фактора, вызвавшего коагуляцию. [c.135]

При концентрациях электролита с > электростатические силы на всех расстояниях меньше сил притяжения (рис. VI.2, а). В таких агрегативно неустойчивых системах при коагуляции возникает непосредственный контакт частиц. [c.152]

Лиофобные золи являются системами агрегативно неустойчивыми, растворы же высокомолекулярных соединений способны сохранять свою молярную концентрацию очень долгое время, т. е. являются системами термодинамически устойчивыми. Это экспериментально подтвердил В. А. Каргин, который показал, что растворы ВМС подчиняются, как и истинные растворы, правилу фаз. [c.329]

Теоретическое пояснение. Коллоидные растворы агрегативно неустойчивы вследствие наличия избытка энергии Гиббса на поверхности раздела фаз. К уменьшению удельной поверхностной энергии приводит агрегация (укрупнение) частиц. [c.199]

В отдельных случаях флокулянты используют без коагулянтов для коагуляции мелкодисперсных загрязнений природных и сточных вод, Флокулянт может выполнять роль коагулянта только в том случае, когда в системе взвесь находится в агрегативно неустойчивом состоянии и в достаточно высокой концентрации. [c.146]

Лиофобные дисперсные системы термодиначески неустойчивы, так как частицы дисперсной фазы склонны к агрегации. Их термодинамическая агрегативная неустойчивость обусловлена избытком иоверхностной энергии. Межфазное поверхностное натяжение в лиофобных системах больше рассчитанного по соотношению Ребиндера—Щукина (V. 2). Поэтому они не могут быть получены самопроизвольным дис- [c.159]

Принятое определение коллоидных систем подтверждается рассмотренными выше характерными свойствами коллоидных растворов. Именно такие гетерогенные системы должны сильно рассеивать -свет, обладать малой диффузионной способностью, проявлять способность к диализу и быть агрегативно неустойчивыми. [c.13]

Мы уже говорили о том, что агрегативная неустойчивость — специфическая особенность коллоидных систем. Это свойство коллоидных систем имеет большое практическое значение. Не будет преувеличением сказать, что основной задачей технолога производственного процесса, в котором имеют место коллоидные системы, является либо поддержание агрегативной устойчивости системы, либо, наоборот, обеспечение известных условий коагуляции. [c.18]

Агрегативная неустойчивость является центральной проблемой коллоидной химии, и уже в начале курса следует хотя бы в самом общем виде рассмотреть, какие причины обусловливают агрегативную неустойчивость коллоидных систем и почему многие коллоидные системы, несмотря на их принципиальную агрегативную неустойчивость, существуют весьма продолжительное время. Причины неустойчивости коллоидных систем могут быть объяснены с двух точек зрения — термодинамической и кинетической. [c.18]

Самопроизвольный рост критических зародышей приводит к развитию фазообразования во всем объеме нефтяной системы. Мерой оценки степени развития фазообразования является соотношение размеров сверхкритического зародыша и дозародыша. В результате интенсивного фазообразования формируется грубодисперсная система с ее характерной склонностью к агрегативной неустойчивости. Если плотность вновь формирующейся фазы р выше, чем соответствующая величина для исходной фазы [c.36]

Агрегативно устойчивые и неустойчивые суспензии и лиозоли проявляют существенные различия при образовании осадков в результате коагуляции. Они имеют разные седиментацпонные объемы (объемы осадков) и структуры осадков. В агрегативно устойчивых системах оседание частиц происходит медленно и образуется очень плотный осадок. Объясняется это тем, что поверхностные слои препятствуют агрегированию частиц скользя друг по другу, частицы могут перейти в положение с минимальной потенциальной энергией. В агрегативно неустойчивой системе оседание чa т]П происходит значительно быстрее вследствие образования агрегатов. Однако выделяющийся осадок занимает гораздо больший объем, так как частицы сохраняют то случайное взаимное расположение, в котором они оказались при первом же контакте, силы сцепления между ними соизмеримы с их силой тялсести или больше ее. [c.344]

Разница седиментационных объемов агрегативно устойчивых и неустойчивых систем наиболее четко проявляется, если частицы имеют средние размеры. Крупные частицы неустойчивых систем благодаря заметной силе тяжести образуют более плотный осадок, а очень мелкие частицы в устойчивых системах оседают настолько медленно, что наблюдать за осал<дением не представляется возможным. Причиной рыхлости осадков является анизометрия образующихся первичных агрегатов или флокул. Исследования показывают, что наиболее вероятны цепочечные и спиральные первоначальные образования, из которых затем получаются осадки с большим седиментационным объемом. Осадки того или иного качества получают прн осаждении и фильтрации суспензий в различных производствах. Их свойства обычно регулируют путем изменения pH, добавления поверхностно-активных веществ. Увеличение концентрации дисперсной фазы способствует образованию объемной структуры в агрегативно неустойчивых системах. Этот факт широко используется для предотвращения седиментации, в частности, при получении пластичных материалов и изделий из них. [c.344]

В агрегативно устойчивых дисперсных системах после оседания частиц образуется плотный осадок малого седиментационного объема. В агрегативно неустойчивой системе выделяется рыхлый осадок, занимающий большой объем. После декантации получаются системы с минимальной концентрацией дисперсной фазы, отвечающей образованию структуры — пространственного каркаса из частиц дисперсной фазы. Эту концентрацию называют критической концентрацией етруктурообразования. В соответствии с седи-ментационными объемами и концентрациями дисперсной фазы в осадках различают плотную и свободную упаковку частиц. При плотной упаковке концентрация дисперсной фазы максимальна, свободной упаковке соответствует минимальная концентрация дисперсной фазы, при которой может образоваться структурная сетка. При той и другой упаковке характерно наличие предела текучести, который может возникнуть только при контакте частиц [c.374]

Качество материала заготовки во многом определяется равномерным распределением частиц диснерсной фазы в системе. От этого зависит идентичность во всех частях изделия таких характе-р[гстик, как прочность, твердость и др. Неравномерность распределения частиц вызывает наиряжения в изделии, снижающие время службы материала, способствующие неравномерной усадке — искажению размеров, трещинообразованию. Характер расиределения частиц дисперсной фазы по объему изделия зависит от его формы и размеров, от свойств и гранулометрического состава суспензии или порошка, от наличия модификаторов и метода формования. Добавление адсорбирующихся веществ в суспензии и смачивающих жидкостей в порошки способствует скольжению частиц относительно друг друга и тем самым образованию плотной и ненапряженной структуры с равномерным распределенпем частиц. В агрегативно-неустойчивых системах равномерное распределение частиц достигается, например, с помощью вибрационного формования. Вибрация разрывает случайные контакты между частицами И позволяет иостеиенно создать более плотную упаковку в суспензиях [c.389]

В больших количествах органические отложения образ)тотся при хранении нефгей в различных резервуарах. Нефть, являясь дисперсной системой, обладает большой удельной поверхностью раздела фаз и большой свободной энергией, поэтому является термодинамически неравновесной системой и стремится к равновесному состоянию, отвечающему разделению системы на две сплошные фазы с минимальной межфазной поверхностью. В нефтях, для которых характерны полидисперсность твердой фазы и высокая вязкость дисперсионной среды, полное равновесие практически никогда не достигается. Удаленность от равновесного состояния определяет агрегативную неустойчивость (или устойчивость) нефти, т.е. ее способность сохранять свою дисперсность. Афегирование дисперсных частиц, как правило, приводит к повышению афегативной устойчивости нефти, т.к. при этом межфазная поверхность хотя бы частично исчезает и, таким образом, уменьщается свободная энергия системы. Как известно /34/, для уменьшения свободной энергии системы непосредственный поверхностный контакт твердых частиц не обязателен, она может уменьшаться и при сближении частиц на некоторое расстояние, позволяющее им взаимодействовать через слой, разделяющий их среды. Такое положение можно продемонстрировать путем следующих рассуждений. [c.128]

Агрегативная неустойчивость является термодинамической характеристикой дисперсной системы, и она не может ответить на вопрос, как долго система может пребывать в неравновесном состоянии. Поэтому при исследовании процесса формирования отложений более существенным является другая характеристика дисперсного состояния нефти - ее кинетическая устойчивость, т.е. способность сохранять во времени равномерное распределение частиц по всему объему. Это свойство нефти, обусловленное нахождением системы в гравитационном поле Земли, достаточно просто может бьггь охарактеризовано численно, в частности, путем седиментационного анализа. [c.129]

В отличие от истинных растворов, являющихся вполне устойчивыми (стабильными) системами, коллоидные растворы агрегативно неустойчивы (лабильны), т. е. коллоидно растворен--ное вещество способно сравнительно легко выделяться из раствора (коагулировать) под влиянием незначительных внешних воздействий. В результате в колло1 дном растворе образуется осадок (коагулят, коагулюм), представляющий собой агрегаты из слипшихся первичных частиц. Существенно, что агрегативная неустойчивость коллоидных систем обычно проявляется в тем,большей степени, чем больше их концентрадия. Поэтому очень часто типичные коллоидные системы невозможно получить достаточно концентрированными. [c.11]

Как и лиофобные коллоидные системы, грубодисиерспые системы являются агрегативно неустойчивыми и нуи<даются в стабилизации. [c.127]

В отличие от лиофобных золей растворы высокомолекулярных соединений могут длительно существовать в достаточно ощутимых молярных концентрациях и, следовательно, обладать заметным осмотическим давлением и повыщенной вязкостью (опыт 88). Лиофобные золи в силу наличия большого избытка свободной поверхностной энергии являются системами агрегативно неустойчивыми. Растворы же высокомолекулярных соединений, как и истинные растворы, способны сохранять свою молярную концентрацию очень долгое время, т. е. они обладают практнчеоки неограниченной агрегативной устойчивостью. [c.176]

Из этой таблицы следует, что коллоидно-дисперсные системы в отличие от истинных растворов сами по себе агрегативно неустойчивы. Размеры их дисперсных частиц могут изменяться как самопроизвольно, так и под влиянием внешних факторов. Одной из причин неустойчивости коллоидных растворов является их гетерогенность. Обладая громадной суммарной поверхностью, следовательно, большой свободной энергией, коллоидные системы согласно второму началу термодинамики стремятся к равновесному состояипю, характеризующемуся разделением системы ка две фазы, имеющие минимальные межфазовые ПОВерХНОСТИ И МИНИМЭЛЬ-ную свободную поверхностную энергию. [c.277]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология