Коагуляция физических факторов

Коагуляция под влиянием электролитов является наиболее типичным случаем коагуляции и обычно применяется в технике, когда необходимо разрушить коллоидную систему. Однако очень часто коагуляция обусловливается и другими, чисто физическими факторами — механическим воздействием на коллоидную систему, нагреванием или замораживанием золя, разбавлением или концентрированием. Коагуляция может также происходить под влиянием видимого и ультрафиолетового света, рентгеновских лучей, радиоактивного излучения, при действии электрического разряда и ультразвука. Наконец, разрушение системы может наступить спонтанно при длительном хранении коллоидной системы. К сожалению, особенности и механизм безэлектролитной коагуляции до настоящего времени изучены недостаточно. Между тем для понимания явления коагуляции во всех его аспектах, для составления верного представления о его существе подобные исследования могли бы дать очень много. Несомненно, что правильный взгляд на явление может быть установлен лишь при всестороннем его изучении, при подходе к нему с самых различных точек зрения. [c.308]

КОАГУЛЯЦИЯ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ [c.308]

Все факторы коагуляции, рассмотренные в ранних теориях, приводят к перестройке двойного электрического слоя, при котором происходит его сжатие. Физическая теория коагуляции объясняет, почему сокращение толщины двойного слоя вызывает коагуляцию. [c.332]

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]

Взаимодействие гумусовых вешеств с ионами металлов и другими ХЗВ включает физические (адсорбция, пептизация, коагуляция) и химические (ионный обмен, солеобразование, образование комплексных соединений) процессы. Адсорбция катионов на гуминовых кислотах может быть в некоторых случаях описана уравнением Ленгмюра. Устойчивость образующихся комплексов зависит от ряда факторов и в первую очередь от pH и ионной силы. [c.130]

Коагуляция коллоидных систем под действием физических факторов. Коагуляция в результате механического воздействия наблюдается при механическом перемешивании коллоидных систем, при перекачке через трубопроводы, ири всасывании через распределительные устройства и т. д. Причины коагуляции обусловлены временным нарушением адсорбционного равновесия стабилизатора у поверхности коллоидных частиц. Это способствует сближению частиц на расстояние, где уже проявляются силы Ван-дер-Ваальса. Это подтверждается тем, что в коагуляте , полученном в результате механической коагуляции, стабилизатора содержится всегда меньше, чем в коагуляте нри коагуляции электролитами. [c.89]

Рассмотрим кратко те современные сведения, которые имеются о коагуляции золей, происходящей под влиянием наиболее важных физических факторов. [c.308]

Выяснение механизма коагуляции тесно связано с установлением причины устойчивости самого золя и его существования. Поэтому разрабатывались и были предложены различные теории коагуляции электролитами, большинство из которых, рассматривающие один из факторов коагуляции, постепенно утратили свое значение. В настоящее время общепринятой является физическая теория коагуляции электролитами, которая основана на общих принципах статистической физики, теории молекулярных сил и теории растворов. [c.332]

Воздействие физико-химических факторов основано на изменении заряда или свойста поверхности частиц, свойств стабилизаторов системы либо на выводе этих стабилизаторов из системы в результате физических или химических воздействий. Для этого обычно используют окисление, введение химических веществ, взаимодействующих с частицами или стабилизаторами системы, радиационную обработку, воздействие электрического и магнитного полей, электрогидравлического удара [1]. Однако основным процессом очистки сточных вод коагуляцией является введение коагулянтов (гетерокоагуляция). [c.17]

Введение фактора устойчивости придало физический смысл коэффициенту а. Поскольку а=1/Ш, то скорость коагуляции замедляется в РУ раз. [c.215]

Коагуляция коллоидов (эмульсий) может быть также осуществлена с помощью электролитов, под воздействием физических или химических факторов (перемешивания, нагревания, электрических и магнитных полей, ультразвуковых колебаний и др.). [c.172]

Взаимосвязь различных по физической природе факторов стабилизации обнаруживается и при изучении влияния электролитов на коагуляцию латексов при перемешивании. На рис. 11 приведены кривые зависимости скорости V коагуляции латекса от интенсивности воздействия при перемешивании в зазоре между коаксиальными цилиндрами [20]. Мерой интенсивности воздействия служит градиент скорости перемешивания [c.219]

Анализ основных закономерностей коагуляции латексов различными методами показывает, что не существует единственной причины их агрегативной устойчивости. Последняя определяется совокупным действием различных по физической природе факторов стабилизации. Относительная роль каждого из них зависит от молекулярного строения поверхности полимерных частиц и модифицирующих ее адсорбционных слоев эмульгаторов. В частности, механизм стабилизации латексов эмульгаторами определяется молекулярным строением последних, способностью к ионизации, гидрофобно-гидрофильным балансом и гидратацией, структурой и плотностью упаковки адсорбционных слоев, образуемых ими на поверхности латексных частиц. При этом следует иметь в виду, что свойства стабилизирующих адсорбционных слоев на поверхности латексных частиц изменчивы и зависят не только от перечисленных выше факторов, но и от внешних физических условий, в которых протекает коагуляция. С этим связано наличие многообразных особенностей протекания коагуляционного процесса, которые могут быть правильно поняты и оценены в их взаимосвязи с наиболее общими и фундаментальными закономерностями коагуляционных явлений. [c.220]

В течение длительного времени для водоподготовки и очистки сточных вод использовали методы, в основе которых лежали одни и те же процессы и операции. Усовершенствование процессов водоподготовки и очистки, особенно улучшение их динамических характеристик, было достигнуто в основном в результате разработки более совершенных методов проектирования, чем за счет применения нового оборудования. Прогресс в технологии коагуляции (с последующим отстаиванием, флотацией или фильтрованием) и фильтрования был достигнут благодаря глубокому изучению особенностей этих процессов. Раздельное изучение химических (особенно взаимодействие коллоидов и поверхности) и физических (включающих массоперенос и механизм течения жидкости) аспектов позволило оценить влияние на эти процессы различных факторов. Изменяя химические факторы таким образом, чтобы обеспечить увеличение эффективности столкновений частиц друг с другом и с зернами фильтра, можно сделать процессы коагуляции и фильтрации более динамичными или более эффективными. Увеличения скорости фильтрации без снижения качества фильтрата можно достиг- [c.7]

Латекс, представляющий собой водную дисперсию отрицательно заряженных каучуковых частиц, очень чувствителен к различным химическим, физическим и электрическим изменениям. Введение ингредиентов, необходимых для образования рабочей смеси, связано с изменением этих факторов и может вызвать преждевременную коагуляцию смеси. Например, излишнее прибавление аммиака вызывает образование пленки на поверхности латекса и ухудшает старение изделий увеличение кислотности ускоряет коагуляцию. Существенной трудностью в работе с латексными смесями является отстаивание смесей. Отстаивание влечет за собой постепенное или быстрое повышение вязкости при нагревании отстаивание смеси увеличивается, [c.236]

Существует несколько методов коагуляции дисперсных систем, целесообразность применения которых обусловливается действующими факторами устойчивости систем, а также экономическими соображениями. Поскольку методы коагуляции предполагают применение специальных веществ-коагуляторов, особенностью процесса является необходимость применения реагентов, не вызывающих вторичного загрязнения воды. К основным методам коагуляционной очистки относятся коагуляция электролитами, гетерокоагуляция, а также коагуляция под действием физических или химических факторов (перемешивание, нагревание, вымораживание и т. п.). [c.152]

К основным методам коагуляционной очистки относятся [136, с. 301, 327, 328] коагуляция электролитами, гетерокоагуляция, в том числе взаимная коагуляция коллоидов, а также коагуляция под действием физических или химических факторов (перемешивание, нагревание, замораживание и др.). [c.90]

В условиях повышенных температур, аэрации при перемещении топлива и контакта с каталитически активными металлами ускоряются процессы окисления нестабильных соединений топлив, образование мелкодисперсной твердой фазы за счет смолистых веществ, влаги и минеральных микропримесей с зольными элементами. Начиная с частиц размером, характерным для коллоидной системы (менее одного микрона), иод влиянием физических факторов происходит их укрупнение. В одном миллилитре топлива обычно насчитываются сотни частиц размером менее пяти микрон, которые, кроме того что являются материалом для последующей коагуляции, играют роль абразива, способствующего ускоренному износу металлической трущейся поверхности. Онаснссть этого явления возрастает из-за того, что наряду с резкой интенсификацией процессов образования твердой мелкодисперсной фазы, с повышением температуры уменьшается вязкость, а вместе с этим смазывающая способность топлив. [c.185]

Физические воздействия в виде электрических и акустических полей существенно влияют на движение частиц и, следовательно, на вероятность их столкновения. При определенных энергиях частиц, получаемых ими в полях, они могут сближаться, преодолевая.рервый глубокий потенциальный барьер, образуя устойчивую систему. Этот вопрос применительно к коагуляции гидрозолей в ультразвуковом поле был рассмотрен Г. А. Мартыновым и Д. С. Лычниковым [34]. Таким образом, рассматриваемые воздействия могут оказывать влияние и на вторую груйпу факторов. [c.134]

Энергия взаимодействия частиц определяется балансом сил притяжения и отталкивания, зависящим в свою очередь от природы СИЛ и расстояния между частицами. Физическая теория устойчивости ионно-стабилизированных КОЛЛОИДНЫХ растворов основана на учете ван-дер-ваальсовых сил притяжения и электростатического отталкивания диффузных слоев адсорбированных ионов. Теория развита отдельно для сильно и слабо заряженных поверхностей в применении к разным дисперсным системам. Представляет ин-терес исследование не только коагуляции, но и значительно менее разработанного механизма пептизации, в частности понижения прочности агрегатов, образованных коагуляцией первичных частиц. Весьма актуальна разработка теории взаимодействия неионно-стаби-лизированных частиц, учитывающая действия сольватации, адсорбционных слоев ПАВ, полимеров и другие факторы устойчивости. Остается открытым вопрос о влиянии кинетических факторов на контактные взаимодействия. [c.8]

Из представлений о факторах агрегативной устойчивости дисперсных систем вытекает, что коагуляция может наступить в результате протекания разных физических н химических процессов. Для очистки воды наибольшее практическое значение имеет коагуляция электролитами, когда снижение (исчезновение) энергетического барьера, нрепятствуюш,его слипанию частиц, происходит за счет повышения концентрации электролитов. [c.107]

Существование двойного электрического слоя на поверхности коллоидных частиц служит основным фактором устойчивости ионостабилизированных (лиофобных) золей. Как уже отмечалось, современная физическая теория устойчивости и коагуляции ионостабилизированных коллоидных систем основана на учете межмолекулярного притяжения и электростатического отталкивания, действующих между частицами золя. Согласно этой теории, коллоидная система устойчива в том случае, когда благодаря силам электростатического отталкивания (которые появляются при сближении коллоидных частиц и взаимном перекрытии их диффузных ионных атмосфер) возникает энергетический барьер, не позволяющий частицам подойти на расстояние, где преобладают силы молекулярного притяжения. Снижение энергетического барьера приводит к коагуляции системы. Полная энергия взаимодействия определяется алгебраической суммой энергии молекулярного притяжения и электростатического отталкивания. [c.135]

Несмотря на большое количество работ, проблема устойчивости дисперсных систем не решена и поныне. Это объясняется многообразием природы сил, обеспечиваюш,их стабильность коллоидного раствора, а также трудностью или невозможностью в ряде случаев их теоретического расчета или непосредственного экспериментального определения. Устойчивость дисперсий обеспечивается существованием специальных стабилизирующих факторов сил отталкивания ионо-электростатического, молекулярпо-сольватаци-онного и (в случае коллоидных частиц, окруженных адсорбированными слоями полимеров) стерического происхождения. Наибольшие успехи достигнуты в области исследования ионостабилизированных дисперсных систем, связанные с созданием физической теории устойчивости лиофобных золей [2, 3] и ее дальнейшим развитием [4]. Эта теория обосновывает почти все встречающиеся закономерности коагуляции лиофобных золей неорганическими электролитами и их разнообразными смесями. [c.33]

При получении гигроскопичных аэрозолей конденсация начи нается с взаимодействия пара вещества с атмосферной влагой При этом образуются гигроскопичные ядра, на которых вода про должает конденсироваться до тех пор, пока давление пара образо ванного таким образом раствора не придет в равновесие с парци альным давлением водяного пара в атмосфере. Тепло, выделяю щееся в ходе экзотермичных реакций и разбавления растворов рассеивается, а благодаря весьма малой величине первичных ча стиц быстро устанавливается химическое и физическое равновесие На самой ранней стадии процесса увеличение весовой концентра ции аэрозолей, например при возрастании относительной влажно сти воздуха, приводит не к укрупнению отдельных частиц, а к уве личению их числа. Однако спустя очень короткое время основным фактором, определяющим размер частиц, становится коагуляция, скорость которой пропорциональна квадрату числа частиц в единице объема (см. главу 5) и поэтому тем больше, чем выше весовая концентрация аэрозоля. Аксфорд, Сойер и Сагден изучили самые ранние стадии возникновения гигроскопических дымов, образующихся при распылении тетрахлорида титана и других веществ, используемых для получения дымовых завес. Они показали, что частицы дыма поглощают в среднем одинаковое количество воды, независимо от влажности воздуха. На этой стадии размер частиц дыма практически не зависит от относительной влажности и любые изменения в количестве сконденсированной воды компенсируются изменением числа образующихся частиц. [c.36]

Вместе с тем, при твердо установленном единстве растворов ВМС с обычными растворами, между теми и другими все же имеются существенные отличия. Огромные размеры макромолекул, в сотни и тысячи раз превосходящие размеры обычных молекул, должны наложить сильный отпечаток нд большинство физических свойств и самое поведение растворов ВМС. Не меньшее влияние должна оказать форма и детали строения макромолекул. Нет сомнения, что именно эти обстоятельства обусловливают резкие особенности таких свойств растворов ВЛ С, как осмотическое давление, вязкость, коагуляция, гистерезис, и наличие у них многих свойств, которые почти не наблюдаются у лиофобных золей, например набухание, тнксотропня, синерезис, а также ряд своеобразных механических (реологических) свойств. Характерна и исключительно важна для них роль фактора времени. [c.154]

Факторы, определяющие природу и состав осадка, а также его пригодность или непригодность для аналитических целей, весьма многочисленны и с количественной точки зрения оценены недостаточно. Их характер можно представить себе, рассматривая процесс осаждения во времени. Сначала раствор становится пересыщенным, и рано или поздно в нем появляется несколько зародышей, пригодных для первоначального образования кристаллов. В зависимости от скорости образования зародышей и скорости роста кристаллов характер получающегося осадка может меняться от микрокристаллического до крупного и гранулированного. При стоянии размер кристаллов будет медленно возрастать, поскольку мелкие кристаллы более растворимы, чем крупные, поэтому последние растут за счет первых. Полная картина процесса, вообще говоря, сложнее. Могут наблюдаться адсорбция и соосаждение, и осадок может выделиться в аморфном состоянии. Кроме того, он может выделиться сначала в коллоидной форме, что потребует для ускорения коагуляции добавления поверхностноактивных веществ. Часто для понижения содержания нежелательных примесей может потребоваться перекристаллизация осадка. Очевидно, что все эти факторы также зависят от многих физических параметров, например температурных условий, pH, концентрации, скорости добавления реагентов и интенсивности перемешивания. Осаждение из гомогенных растворов уменьшает число этих трудностей, но такие процессы в значительной степени еще остаются эмпирическими. И опять-таки чувствительность капельных проб, основанных на осаждении, можно иногда значительно повысить, если на бесцветном или слабо окрашенном осадке адсорбировать окрашенное вещество. Это позволяет облегчить визуальное определение осадка. (В качестве примера можно привести адсорбцию п-нитробензолазо-а-нафтола на белом осадке Мд(0Н)2.) [c.228]

Выше было отмечено, что для коагуляции в динамических условиях роль гидродинамического фактора гораздо более существенна, чем фактора поверхностных сил в теории ДЛФО. Однако было бы неправильным считать, что в динамических условиях коагуляции вообще не зависит от характера поверхности частиц. Эта зависимость проявляется, причем именно через гидродинамический фактор. Рассмотрим влияние на коагуляцию гидрофобизации поверхности частиц, в результате которой жидкость приобретает способность скользить по поверхности частиц. Наиболее правомочным является допущение [24], согласно которому тангенциальная скорость перемещения жидкости пропорциональна тангенциальному напряжению, действующему в этой точке, с коэффициентом проскальзывания , что и предполагалось при написании условий (1.5) и (1.6). Выше было показано, что проскальзывание жидкости необходимо учитывать, если 6ii >i /, где Ri — радиус кривизны поверхности частицы. Легко понять физический смысл величины ri , имеющей размерность длины. При течении жидкости через капилляр диаметром Dk ее расход в (1-)-8г1Р/1>к) раз больше, чем при полном прилипании к стенкам капилляра, т. е. скольжение эквивалентно уширению капилляра на величину порядка ri . Сила гидродинамического сопротивления движению отдельной сферической частицы при 6ri i o отличается от силы, определяемой по формуле (1.3) (при условии 6Ti i o) лишь числен- [c.21]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология