Агрегация частиц при коагуляции

При изучении закономерностей процесса коагуляции разбавленных латексов установлено [28—30], что длительность первой стадии коагуляции электролитами определенной концентрации достигает близкого к постоянному значения. Эта концентрация и принимается за один из основных параметров коагуляции — порог коагуляции, при достижении которого снимается энергетический барьер, препятствующий агрегации частиц с разряженными адсорбционными слоями. [c.257]

Выше указывалось, что обычная коагуляция в системах с твердой дисперсионной средой невозможна из-за огромной вязкости среды, препятствующей столкновению частиц между собой. Однако все же некоторое укрупнение частиц в таких системах возможно за счет изотермической перегонки вещества дисперсной фазы. Такое укрупнение частиц наблюдается, например, при длительном нагревании рубинового стекла прй температуре, когда давление пара металла уже достаточно высоко. При очень высоких температурах, когда происходит плавление дисперсионной среды, в подобных системах может наблюдаться и истинная коагуляция. При этом, если среда прозрачна, меняется и цвет системы. Например, при высокой температуре красный цвет рубинового стекла переходит в фиолетовый, а затем в синий вследствие агрегации частиц. Интересно, что двуокись олова, присутствующая в стекле, оказывает защитное действие и препятствует образованию агрегатов. [c.397]

На самом деле в процессе титрования степень набухания выделившихся частиц может изменяться, так как она зависит от состава смеси растворитель — осадитель. Кроме того, возможны агрегация и коагуляция частиц. Поэтому мутность обычно зависит от условий проведения эксперимента от скорости добавления осадителя, объема добавляемых порций, скорости перемешивания раствора и др. Ни при какой практически приемлемой скорости титрования процесс не удается провести равновесно. Тем не менее воспроизводимые результаты можно получить, если добавлять осадитель медленно, непрерывно, строго одинаковым способом, поддерживая и все остальные условия постоянными. В таком варианте метод Турбидиметрического титрования широко используется для качественной Характеристики ММР. Ценной особенностью метода является его быстрота и возможность работы с очень малыми количествами полимера. Метод оказывается полезным, в частности, при подборе систем растворитель — осадитель для препаративного фракционирования, при оценке изменений, происшедших в полимере под влиянием внешних воздействий (тепла, света, механических напряжений и др.), для качественной оценки ММР, иногда достаточной при изучении механизма полимеризации и т. д. [c.96]

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]

Гетерокоагуляция. Взаимная коагуляция коллоидов. Взаимная коагуляция наблюдается при смещивании золей с разноименно заряженными частицами. Механизм взаимной коагуляции состоит в том, что при перекрывании двойных слоев коллоидных частиц, имеющих разные знаки, происходит не отталкивание, а электростатическое притяжение и быстрая агрегация частиц. Наиболее полно взаимная коагуляция происходит тогда, когда заряды коллоидов, противоположные по знаку, равны между собой. [c.438]

При относительно малой концентрации электролита для затормаживания коагуляции и перехода ее в промежуточный индукционный период достаточно сравнительно небольшого увеличения степени агрегации частиц, а также насыщенности и гидратации адсорбционных слоев. Об этом свидетельствует наименьший, по сравнению с другими, подъем кривой 1 в промежутке между участками айв (рис. 11.3). [c.196]

Согласно излагаемой точке зрения, электролит выполняет двоякую роль при коагуляции латекса снижает или снимает барьер электростатического отталкивания и вместе с тем вызывает утончение граничных гидратных прослоек у поверхности латексных частиц и ослабление структурного отталкивания. С этой второй функцией электролита связаны переходы от индукционных периодов к агрегации частиц и коагуляции латекса. [c.196]

Пусть в системе происходит коагуляция (агрегация) частиц. Тогда возникновение энтропии описывается соотношением (1.252). Пусть на систему накладывается возмущение по /г, приводящее к тому, что коагуляция нарушается. Тогда, для того чтобы система вернулась в прежнее состояние, требуется выполнение соотношения [c.84]

С учетом изложенного выше движущая сила коагуляции (агрегации) частиц размером ц, и г—ц при наличии сил отталкивания [c.85]

В нем участвуют только растворенные молекулы. По этой причине для коллоидных систем гораздо большее значение имеет непосредственное слипание частиц при соударениях. Этот процесс называется коагуляцией или флоккуляцией. Если дисперсная фаза золя жидкая или газообразная (эмульсин или пены), то процесс может продолжаться до слияния отдельных капель и пузырьков, т. е. до коалесценции. Любое соединение частиц, наступающее при коагуляции, приводит к изменению состояния коллоидной системы и в этом смысле нарушает ее устойчивость. Вот почему Песков, говоря об агрегативной устойчивости коллоидных систем, подразумевал под этим отсутствие коагуляции. Если процесс агрегации частиц, связанный с коагуляцией золя, происходит в достаточно высокой степени, то система теряет свою устойчивость по отношению к действию сил тяжести и коллоидные частицы седиментируют. [c.193]

Коагуляцией (от латинского соа и1а11о — створаживание) называется выпадение дисперсной фазы в результате агрегации частиц. Коагуляцию легче всего вызвать добавлением к золю растворов электролитов. Действие электролитов связано с разряжением коллоидных частиц. Было установлено, что р а з р я->1сение всегда вызывается противоположно заряженными ионами (правило Гарди). Положительно заряженные частицы выпадают под влиянием анионов, а отрицательно заряженные — под действием катионов. Разряжающее действие, как показали наблюдения, связано с адсорбцией этих ионов коллоидной частицей. Отрицательно заряженный золь сернистого мышьяка, как [c.272]

Обычно в отечественной и зарубежной литературе термины флокуляция и коалесценция используют, вкладывая в них несколько другой смысл. Первый употребляют как синоним понятия агрегация или коагуляция [279—282] под коалесценцией понимают слияние капелек в эмульсиях и туманах, а также объединение пузырьков газа в пенах [283]. Когда необходимо подчеркнуть отличие между агрегацией, характеризуемой непосредственным соприкосновением частиц, и агрегацией, протекающей при сохранении тонких жидких прослоек, разделяющих отдельные микрообъекты, говорят о ближней и дальней агрегации или коагуляции [284]. Здесь и в дальнейшем терминология авторов сохраняется. На возможность такой трактовки процессов коалесценции в дисперсных системах, содержащих твердые частицы, указывал Ребиндер [283], отмечая аналогию явлений собирательной рекристаллизации и слияния, приводящих в конечном итоге к исчезновению поверхности раздела фа>. Прим. ред.) [c.11]

Перемещаясь относительно дисперсионной среды, частицы дисперсной фазы встречаются друг с другом и могут при этом объединяться в частицы более крупного размера. Такое объединение, как правило, выгодно, так как приводит к уменьшению поверхности раздела фаз и тем самым к уменьшению избыточной поверхности энергии Гиббса. Слипание частиц называют агрегацией. Этот процесс способствует расслоению дисперсной системы, так как укрупнение частиц дисперсной фазы приводит к уменьшению кинетической устойчивости. Способность системы противостоять объединению частиц дисперсной фазы называют агрегативной устойчивостью дисперсной системы. Агрегацию частиц коллоидного раствора, приводящую к потере кинетической устойчивости и осаждению дисперсной фазы, называют коагуляцией. [c.321]

Следует заметить, что взаимодействие частиц на больших расстояниях, характеризуемое наличием на потенциальной кривой неглубокого отрицательного минимума, до сих пор не имеет специального названия. Ученые называют этО взаимодействие по разному дальней коагуляцией, коагуляцией во вторичном минимуме, дальней агрегацией, флокуляцией. В дальнейшем мы будем пользоваться всеми этими терминами за исключением флокуляции, поскольку термин флокуляция имеет чисто описательный характер (образование хлопьев, фло-кул) и не зависит от того, происходит ли она в результате истинной коагуляции или дальней агрегации. Термином коагуляция будем обозначать все виды агрегации частиц, начиная от коалесценции и непосредственного слипания частиц и кончая дальней агрегацией. Наконец, под истинной коагуляцией будем-понимать непосредственный физический контакт между частицами. [c.279]

Агрегация частиц в процессе коагуляции является результатом дестабилизации коллоидной системы, обычно вызываемой добавлением химических веществ. Дестабилизация может осуществляться в соответствии с несколькими механизмами, зависящими от химического состава коллоидов и химических коагулянтов. Однако понимание механизма дестабилизации, по существу, является на сегодняшний день неполным. [c.391]

Оптические свойства феррожидкостей уникальны. Их прозрачность вдоль магнитного поля многократно уменьшается с увеличением напряженности поля (магнитооптический эффект агрегации). В рамках теории светорассеяния Релея этот эффект объясняется укрупнением центров светорассеяния, в данном случае — образованием и увеличением размеров цепочечных агрегатов. Законы релеевского светорассеяния действуют, пока размер рассеивающих центров (цепочек) не превышает длину световой волны. При сильном увеличении размера флокул вступают в силу законы геометрической оптики, согласно которым агрегация частиц ведет к увеличению светопропускания. Последнее характерно для феррожидкостей, склонных к коагуляции. Обычно же в первый момент при включении поля прозрачность быстро (порядка 0,1 с) и сильно уменьшается до некоторого постоянного значения. При пониженной устойчивости феррожидкости вслед за быстрым падением прозрачности следует период ее медленного (минуты) увеличения вплоть до величины, превышающей исходную прозрачность раствора вне магнитного поля. [c.758]

При малой концентрации электролита (кривая 1 на рис. 11.3) снижения электростатического барьера недостаточно для коагуляции. Однако в присутствии электролита в начальном индукционном периоде постепенно происходит утончение граничных гидратных прослоек и ослабление сил структурного отталкивания (участок а). Становится возможной первичная агрегация частиц (участок б), ведущая к уплотнению адсорбционных слоев эмульгатора на поверхности растущих агрегатов, усилению их гидратации и, следовательно, структурного отталкивания. Коагуляция затормаживается, что отвечает промежуточному индукционному периоду. Но гидрофобизация поверхности агрегатов и утончение граничных гидратных прослоек в присутствии электролита продолжается (участок в), вновь ослабляется структурное отталкивание, и коагуляция возобновляется. При достаточных размерах агрегатов система теряет седимен- [c.195]

Существенно новые результаты были получены при изучении коагуляции латексов замораживанием в присутствии электролитов [537, 538]. Было установлено, что введение умеренных количеств электролитов снижает устойчивость латекса при замораживании прежде всего в соответствии с электростатическим механизмом их воздействия. Сенсибилизирующее влияние KNO3 и Ва(ЫОз)2 подчиняется закону Сг = onst отношение концентраций этих электролитов, вызывающих максимальный сенсибилизирующий эффект, равно л 70 1. Однако и в этом случае агрегация и коагуляция латекса происходит лишь при температурах более низких, чем криогидратные точки растворов этих электролитов (равные, соответственно, —2,9 и —0,7 °С), т. е. после полного промерзания свободной водной фазы. Это означает, что потеря устойчивости латекса при замораживании связана и с нарушением структуры адсорбционно-гидратных слоев на поверхности частиц. Таким образом, и при замораживании латекса электролит выполняет двоякую сенсибилизирующую роль, снижая электростатический барьер и ослабляя структурное отталкивание. [c.197]

Полное число актов агрегации (коагуляции) в единицу времени, обусловленных турбулентным перемешиванием, равно М = = 4л,aRJno. Следовательно, скорость агрегации частиц (одного размера) выражается соотношением [c.92]

При значительном потенциальном барьере может наступить такое состояние системы, когда скорость агрегации частиц будет равна скорости дезагрегаци(1 и система окажется термодинамически устойчивой к коагуляции. [c.160]

Когда же проводились опыты с заполнением прибора И. И. Жукова и А. А. Крюкова каждый раз заново с данной концентрацией раствора или велись опыты параллельно по методике фильтрационного анализа, в этих случаях скорость фильтрации изменялась. Скорость фильтрации возрастала с уменьшением -потенциала, что соответствовало результатам работы С. Е. Харина. Очевидно, что наблюдающиеся изменения в скорости фильтрации в этих случаях связаны с процессами агрегации и коагуляции частиц. Это подтверждают также наблюдения за изменением объема осадка, который значительно увеличи-вался при возрастании концентрации электролита, и результаты по промывке осадков водой без механического нарушения структуры. При промывке осадков дистиллированной водой агрегация частиц исчезала, объем осадка уменьшался, он уплотнялся, и скорость фильтрации падала до своей исходной величины. [c.102]

Если поверхность коллоидных частиц гидрофильна, то даже при уменьшении дзета-потенциала ниже критического значения коагуляция не происходит. Так, например, золи Л1 (ОН)з или Н2810з благодаря значительной гидрофильности не коагулируют даже при уменьшении дзета-потенциала почти до нуля. Ориентированные сольватные (в частном случае гид-ратные) слои благодаря силам молекулярного сцепления с ядром препятствуют агрегации частиц. Для сближения частиц необходимо выполнить определенную работу, чтобы преодолеть сопротивление сольватного слоя. Это сопротивление сохраняется на расстояниях до 10" см, после чего силы притяжения, которые возрастают с уменьшением расстояния, уже преобладают над силами сцепления сольватного слоя. [c.421]

При превышении этой концентрации электролита процесс пептизации смещается в сторону обратного процесса — коагуляции или агрегации частиц, так как избыток электролита сжимает ДЭС на частицах осадка и ухудшает условия дезагрегации. Следует отметить, что если пентизатором служит ПАВ, то для него отсутствует такое критическое значение концентрации и повышение содержания ПАВ не вредит пептизации. [c.419]

Процесс, ведуший к уменьшению удельной поверхности коллоидной системы (уменьшение поверхностной энергии) в результате агрегации частиц, называется коагуляцией. Обычно агрегация коллоидных частиц начинается при значении -потенциала 25—30 мВ (критическое значение, или критический потенциал). [c.233]

Нарушение агрегативной устойчивости коллоидной системы в сторону укрупнения частиц за счет их слипания под влиянием молекулярных сил притяжения называется коагцЛяиией. Различают две стадии коагуляции скрытую и явную. Первая в коллоидных системах заканчивается, как правило, быстро. На этой стадии частицы хотя и укрупняются, но осадок еше не образуется. В некоторых случаях замечаются внешние изменения меняется окраска золя, появляется муть и т. п. Вторая стадия (явная коагуляция) наступает в результате дальнейшей агрегации частиц, которая завершается за определенное время полным разделением системы на две фазы и выпадением части или всего коллоидного вещества в осадок. Такой осадок получил наименование — коагель (стр. 107), или коагулят, имеющий определенную структуру. [c.112]

Увеличение концентрации ЦТАБ в системе после достижения изоэлектрического состояния (>2,5-10 М) приводит к росту положительных значений электрокинетического потенциала. Однако степень агрегации частиц (вплоть до концентрации ЦТАБ 10 М) вновь начинает расти, что может быть обусловлено разрушением ГС при появлении заряда на поверхности частиц, а также некоторой гидрофобизацией поверхности при адсорбции ПАВ. Гидрофилизация поверхности частиц ЗЮг за счет двуслойной адсорбции ЦТАБ [512] маловероятна вследствие низкой степени покрытия ЗЮг ионами ЦТАБ вблизи изоэлектрической точки. Из расчета энергии взаимодействия сферических частиц при С=ЫО М следует, что коагуляция частиц во вторичном минимуме (доли кТ) невозможна. Она происходит в первичном минимуме при преодолении энергетического барьера. Положительная структурная составляющая расклинивающего давления, ограничивающая его глубину, может быть обусловлена как взаимодействием ГС воды на поверхности ЗЮг, так и взаимодействием адсорбционных слоев ПАВ.. Можно ожидать, что при данной концентрации степень покрытия поверхности кварца молекулами ПАВ близка к 20% [513]. Как видно из рис. 10.3, дальнейшее увеличение концентрации ЦТАБ вновь приводит к ее стабилизации (участок г), что может быть связано с образованием геми-мицелл на поверхности кварца, а также увеличением положительного значения -по-тенциала частиц ЗЮг. [c.179]

Процесс образования геля не заканчивается коагуляцией, а длится довольно продолжительное время, в течение которого, в результате синерезиса и изменения pH интермицелярной жидкости, происходит дальнейший рост первичных частиц и уплотнение его структуры. В зависимости от условий созревания эти процессы сопровождаются различной степенью агрегации частиц, что и определяет различную пористость ксерогелей. [c.146]

Ашер [121] первьгм объяснил агрегацию частиц кремнезема в цепочки на основе того, что одиночная частица должна предпочтительно соединяться с ближайшей парой частиц с образованием скорее линейной, чем треугольной, структуры, поскольку в первом случае ей требуется преодолеть силу отталкивания лишь одной частицы, принадлежащей данной паре. Рис [122] в дальнейшем проанализировал контурное распределение потенциальной энергии вокруг пары находящихся в контакте сферических частиц прн различных условиях отталкивания и притяжения. Он показал, что в условиях сильного притяжения, когда, по-видимому, происходит быстрая коагуляция частиц, наблюдается образование компактных трехмерных агрегатов, но в условиях слабого притяжения формируются агрегаты в виде цепочек. В нейтральной среде в присутствии соли как коагулянта будет формироваться осадок частиц кремнезема когда же соль присутствует в очень небольшом количестве или отсутствует вовсе, будут формироваться цепочечные структуры, приводящие к образованию геля. [c.306]

Вероятно, что коагуляция кремнезема под действием мономерных или одиночных катионов, поликатионов или положительно заряженных коллоидных частиц происходит посредством мостикового механизма, понимаемого в том смысле, что указанные положительно заряженные единичные образования служат как для нейтрализации отрицательных зарядов на кремнеземных частицах в точках их контакта, так и для образования осадка. Однако относительная эффективность многозарядных катионов зависит от того, какая доля этих агентов коагуляции адсорбируется на,,частицах кремнезема при критической концентрации коагуляции в растворе. Поскольку чем больше коагулянт по своему размеру и по числу положительных зарядов, тем выше при равновесии его адсорбированная доля, и оказывается, что полимерные разновидности проявляют гораздо большую эффективность по сравнению с мономерными. Так, О Мелиа и Стамм [257] отметили, что полимерные гидро-ксокомплексы железа(И1) адсорбируются значительно сильнее, чем мономерный трехзарядный ион металла. Такие комплексы действуют в качестве коагулянтов при гораздо более низкой суммарной критической концентрации коагуляции (к. к. к.), чем это имеет место для простых ионов Ре +, поскольку комплексы большей частью находятся в адсорбированном состоянии на кремнеземных частицах и лишь очень незначительная их доля остается в растворе. В случае же ионов Ре + только часть их адсорбируется на кремнеземе в точке к. к. к. Когда большая часть сложного коагулянта в рассматриваемой системе адсорбирована на частицах кремнезема, то соотношенпе между точкой к. к. к. и суммарной величиной поверхности кремнезема в системе становится более очевидным. Авторы пришли к заключению, что адсорбированные разновидности поликатионов железа (П1) вызывают агрегацию частиц кремнезема посредством формирования мостиков. [c.517]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология