Коллоидные системы коагуляция взаимная

Дисперсные системы. Коллоидные растворы. Получение коллоидных растворов и и.х отличительные свойства. Степень дисперсности. Мицелла. Золи. Лиофильные и лиофобные коллоиды. Коагуляция и седиментация и причины образования осадка в коллоидных системах. Гели. Взаимная коагуляция коллоидов. Обратимые и необратимые коллоиды. [c.244]

Таким образом, на устойчивость коллоидной системы решающим образом влияет величина электрических зарядов, адсорбированных на ее частицах. Все частицы одного золя несут на себе заряды одного знака, и их взаимное отталкивание препятствует, с одной стороны, коагуляции золя, а с другой стороны, его оседанию под действием силы тяжести. Однако частицы золя обладают некоторой способностью оседать на дне сосуда, даже если золь устойчив. В этом можно убедиться, если подсчитать частицы золя в двух его зонах, отстоящих друг от друга по вертикали. На рис. 29.10 схематически изображен такой подсчет на высоте ку я Ь2- Отношение числа частиц я п2 в кубическом сантиметре золя на этих двух высотах определяется уравнением Перрена [c.499]

На частицы коллоидов действуют диффузионные силы, н частицы стремятся равномерно распределяться во всем объеме жидкой фазы. Наличие у частиц электрических зарядов одного знака вызывает их взаимное отталкивание. Одновременно между коллоидными частицами имеются молекулярные силы взаимного притяжения, которые проявляются лишь при небольших расстояниях между частицами. При снижении электрического заряда частиц, т. е. при уменьшении -потенциала, силы отталкивания уменьшаются и становится возможным слипание частиц — процесс коагуляции коллоида. Силы взаимного притяжения между коллоидными частицами начинают преобладать над электрическими силами отталкивания при -потенциале системы менее 0,03 В. При -потенциале, равном нулю, коагуляция проходит с максимальной интенсивностью, состояние коллоидной системы в этом случае носит название изо-электрического состояния, а величина pH называется изоэлектрической точкой системы. [c.127]

Процесс коагуляции вызывается нарушением устойчивости коллоидной системы, обусловленной электрическими зарядами коллоидных частиц и силами их взаимного отталкивания. Заряд адсорбционного слоя, имеющегося на коллоидной частице, может быть нейтрализован противоположно заряженными ионами. После этого частицы легко слипаются при столкновениях, так как силы взаимного отталкивания устраняются. Например, [c.92]

Однако такой процесс возможен лишь при очень низких pH, что вызывает значительные неудобства на практике, связанные с защитой оборудования от коррозии, и, кроме того, приводит к повышению солесодержания воды. Поэтому при подготовке добавочной воды применяется процесс, основанный на взаимной коагуляции коллоидов, для чего в воду вводятся реагенты, образующие в ней коллоидный раствор с положительно заряженными частицами. Это нарушает устойчивость коллоидной системы и приводит к укрупнению частиц, образующих ее. [c.41]

Наличие одинакового заряда на всех частицах коллоидной системы препятствует их взаимному, сближению, ибо по законам электростатики одинаково заряженные частицы отталки- ваются друг от друга. Коагуляция таких заряженных электрически коллоидных частиц затруднена. Она протекает только после снятия или нейтрализации заряда. Нейтрализация заряда нередко осуществляется за счет сорбции из окружающей среды противоположно заряженных ионов. [c.89]

Аэрозоли вообще относятся к коллоидным системам, т. е. к система.м, образованным газом и взвешенны.ми в нем капельками жидкости диаметром 10 — мм. Свойства аэрозолей зависят от размеров частиц и свойств поверхности раздела. В связи с этим обеспечение требуемой дисперсности является одной из основных задач при изготовлении аэрозолей. Частицы в аэрозолях имеют одноименные заряда и их взаимным отталкиванием можно объяснить устойчивость аэрозолей. Характер-ны.vIи особенностями аэрозолей являются также их неспособность проникать через органические перепонки и склонность к коагуляции (уменьшение степени дисперсности с выпадением жидкости в осадок). [c.58]

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]

К частному случаю коагуляции электролитами относится взаимная коагуляция двух гидрофобных коллоидов с различными знаками зарядов. Здесь перекрытие ионных атмосфер способствует притяжению коллоидных частиц. Расстояние между частицами, при котором происходит взаимная коагуляция, во много раз больше радиусов частиц. Наиболее полная коагуляция наблюдается при взаимной нейтрализации зарядов частиц. При избытке одного из золей возможно перераспределение ионов и образование измененных двойных слоев вокруг частиц. Система в целом может быть устойчивой со знаком заряда избыточного коллоида. [c.87]

Особенностью коллоидных систем является их термодинамическая неустойчивость, которая является следствием значительного избытка свободной энергии на сравнительно большой границе поверхности раздела фаз. Поэтому в таких системах проявляется тенденция к уменьшению запаса свободной энергии, т. е. к сокращению поверхности раздела фа , путем взаимного слипания маленьких частиц и образования более крупных. Такой процесс называется коагуляцией коллоидных частиц и в определенных условиях он может протекать самопроизвольно. [c.203]

В дальнейшем С. И. Соколовым, С. С. Воюцким и Б. В. Дерягиным было доказано, что возможен и другой механизм взаимной коагуляции. Экспериментами было установлено, что взаимная коагуляция коллоидных систем может наблюдаться и тогда, когда частицы обоих золей несут электрический заряд одного и того же знака. В этом случае причиной потери устойчивости данной дисперсной системы в присутствии другой является адсорбция стабилизатора данной системы поверхностью другой системы и снижение вследствие этого концентрации стабилизатора в золе данной системы. [c.330]

Устойчивость лиофобных коллоидных систем имеет в значительной мере кинетический характер. Система тем более устойчива, чем медленнее она коагулирует. Скорость коагуляции определяется броуновским движением частиц и энергией их взаимодействия при сближении другими словами, она зависит от величины радиуса сферы взаимного притяжения частиц Я, и от коэффициента их диффузии О. [c.149]

На частицы коллоидов действуют диффузионные силы, и частицы стремятся равномерно распределяться во всем объеме жидкой фазы. Наличие у частиц электрических зарядов одного знака вызывает их взаимное отталкивание. Одновременно между коллоидными частицами имеются молекулярные силы взаимного притяжения, которые проявляются лишь при небольших расстояниях между частицами. При снижении электрического заряда частиц, т. е. при уменьшении -потенциала, силы отталкивания уменьшаются и становится возможным процесс слипания частиц — процесс коагуляции коллоида. Силы взаимного притяжения между коллоидными частицами начинают преобладать над электрическими силами отталкивания при -потенциале системы менее [c.117]

В результате реакции образуется коллоид малорастворимого гидроксида алюминия. Таким образом, при введении коагулянта в воду, содержащую коллоидные гумусовые вещества и минеральные взвешенные частицы, образуется сложная система, состоящая из различных по характеру коллоидных веществ и суспензий. Коагуляция такой системы может быть вызвана обменной адсорбцией катионов, взаимной нейтрализацией разноименно заря- [c.32]

Фактором, вызьшающим коагуляцию, может бьггь любое воздействие, нарушающее агрегативную устойчивость системы, например, изменение температуры, перемешивание жидкости, воздействие излучения и электрических зарядов. Наиболее важным фактором является добавление электролитов. Электролиты, добавляемые к золям, существенно влияют на толщину ДЭС и на -потенциал, являющийся одним из главных факторов устойчивости гидрофобных коллоидных систем. При уменьшении -потенциала, например, под влиянием добавления простых электролитов или других веществ, до значений менее 0,03В силы взаимного притяжения начинают преобладать над электрическими силами отталкивания. Наибольшая интенсивность коагуляции достигается при = О (изоэлектрическое состояние коллоидной системы). Величина pH, характеризующая это состояние, называется изоэлектрической точкой системы. [c.143]

Как показали наблюдения с помощью электронного микроскопа, а также опыты по центрифугированию нефти, диспергированные в последней асфальтены представляют собой частицы размером от 4x10 мм и выше. Частицы асфальтенов окружены сольватными слоями, состоящими иэ молекул углеводородов. Сольватные слои препятствуют слипанию и укрупнению частиц асфальтенов. Следовательно, нефть представляет собой лнофнльную коллоидную систему. (Лиофильность - означает хорошее (часто полное) смачивание, малое межфазное натяжение, устойчивость поверхностей к взаимному слипанию.) Как и все коллоидные системы дисперсия асфальтенов нефти не является агрегатив-но устойчивой. При изменении условий частицы асфальтенов могут слипаться, образуя более крупные агрегаты вплоть до полной коагуляции и выпадения в осадок. Толщина сольватного слоя вокруг частиц асфальтенов сильно зависит от состава дисперсионной среды. При большом содержании в нефти смол и ароматических углеводородов толщина слоя наибольшая. При добавлении в нефть предельных углеводородов толщина сольватного слоя быстро уменьшается и при некоторой концентрации в нефти таких предельных углеводородов асфальтены коагулируют и выпадают в осадок. Этим пользуются для выделения из нефти асфальтенов с целью определения содержания их в нефти. Для высаживания асфальтенов в нефть добавляют петролейный эфир, представляющий смесь пентана и гексана. Замечено, что коагуляция асфальтенов начинается уже при добавлении в нефть петролейного эфира в количестве 1 1. [c.7]

Коагуляционные структуры. Как следует из названия, фиксация взаимного положения частиц в этих системах наступает в результате коагуляции (слипания частиц). При достаточной концентрации дисперсной фазы коагуляция ведет к образованию сплошной рыхлой сетки из взаимосвязанных частиц. Наличие определенной прочности такой сетки ведет к превращению жидкой текучей взвеси в желеобразное или пластичное состояние. Отсюда и название структурированного коллоида — гель (gel) — структурированный коллоидный раствор. Коагуляция — наиболее распространенная причина структурирования. Важным частным случаем коагуляционного структурирования является образование параллельных линейных цепочек из связан-HbD между собой частиц при действии на дисперсную систему магнитного или электрического поля. С их изучения и началось становление современной теоретической реологии дисперсных систем. [c.677]

Между коллоидными частицами действуют две взаимно противоположные силы — притяжения и отталкивания. Под действием силы притяжения происходит слипание частиц, совершающих броуновское движение. Эти силы носят преимущественно характер молекулярного взаимодействия (так называемые ван-дер-ваальсовы силы). Силы отталкивания определяются электрическим взаимодействием между ионами двойных электрических слоев, окружающих каждую коллоидную частицу. Эти силы препятствуют сближению частиц и их соединению, В зависимости от того, какие силы преобладают в данной системе, наблюдается или коагуляция (при перевесе сил притяжения), или более высокая устойчивость (если больше силы отталкивания). [c.324]

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]

ФЛОКУЛЯЦИЯ (от лат. flo ulus — клочок) — выделение из суспензий, золей или растворов высокомолекулярных соединений сильно гидратированного хлопьевидного осадка. Обусловлена молекулярными силами притяжения мещду коллоидными частицами или макромолекулами высокомолекулярных соединений. В коллоидных системах аналогична явной коагуляции. Ф. высокомолекулярных соединений из их истинных растворов происходит в результате изменения т-ры, водородного показателя (pH) или при добавлении низкомолекулярных соединений. В процессе Ф. часто наблюдается коацерва-ц и я — разделение смеси па два слоя, один из к-рых представляет собой насыщенный раствор высокомолекулярного соединения в растворителе, а второй слой растворителя в высокомолекулярном соединений. Обычно эти слои выделяются в виде мельчайших капелек (коацерватов). В полярных средах капельки приобретают электр. заряд, придающий им определенную агрегативную устой-чивость. Коацервация происходит при взаимно ограниченной растворимости компонентов раствора. Если агрегативная устойчивость коацер- [c.655]

Так как коллоидные частицы имеют слабый отрицательный заряд, хлопья коагулянтов — слабый положительный заряд, то между ними возникает взаимное притяжение, способствующее формированию крупных частиц. В процессе коагуляционной очистки сточных вод происходит соосаждение с минеральными примесями за счет адсорбции последних на поверхности оседающих частиц. Из воды удаляются соединения железа (на 78—89 %), фосфора (на 80—90 %), мышьяка, цинка, меди, фтора и других. Снижение по ХПК составляет 90—93 %, а по БПКб —80—85 % Степень очистки зависит от условий воздействия на коагуляцию дисперсной системы радиации, магнитного и электрического полей, введения частиц, взаихмодействующих с системой и стабилизирующих ее. Воздействие излучения, как и окисление органических соединений озоном способствует разрушению поверхностно-активных веществ (ПАВ), являющихся стабилизаторами твердых и жидких частиц, загрязняющих сточные воды. Под воздействием электрического поля происходит образование агрегатов размером до 500—1000 мкм в системах Ж — Т, Ж] — Ж2 и Г — Т. [c.479]

Под структурой тел обычно поннмают пространственное взаимное расположение составных частей тела атомов, молекул, мелких частиц. Структу )а разбавленных агрегативно устойчивых дисперсных систем по ряду свойств очень похожа на структуру истинных растворов. Основное отличие состоит в том, что в дисперсных (гетерогенных) системах частицы дисперсной фазы и молекулы дисперсионной среды сильно различаются по размерам. Увеличение концеитрацин дисперсной фазы приводит к взаимодействию ее частиц подобному ассоциации молекул и ионов в истинных растворах. Изменение свойств дисперсных систем с ростом концентрации происходит постепенно до тех пор, пока не наступит коагуляция частиц. В коллоидной химии понятия структуры и етруктурообразования принято связывать именно с коагу-ля[и1ей, в процессе которой происходит образование пространственной сетки из частиц дпсперсной фазы с резким увеличением прочности системы [c.355]

В связнодщ персных системах частицы связаны друг с другом за счет межмолекулярных сил, образуя в дисперсионной среде своеобразные пространственные сетки или каркасы (структуры). Частицы, образующие структуру, очевидно, не способны к взаимному перемещению и могут совершать лишь колебательные движения. К таким системам относятся гели, концентрированные суспензии (пасты) и концентрированные эмульсии и пены, а также порошки. Гели могут образоваться как в результате коагуляции коллоидных систем и объединения в одно целое выпавшего осадка (коагели), так и вследствие молекулярного сцепления в отдельных местах частиц золя, образующих сравнительно рыхлые сетки или каркасы (лиогели). В последнем случае в гелях сохраняется внешняя однородность системы. Естественно, образованию геля всегда способствует повышение концентрации дисперсной фазы в системе. Переход золя в состояние геля называется гелеобразо-ванием. [c.28]

Хардинг [273] изучил ряд факторов, влияющих на процесс гете рокоагуляции образцов коллоидного кремнезема с коллоидным оксидом алюминия. Относительное число частиц, требуемое для оптимального протекания коагуляции, зависит от их относительных размеров. Высокая концентрация в системе нейтрального электролита затормаживает взаимную коагуляцию. Хогг и др. [274] рассмотрели влияние, оказываемое на коагуляцию размером частиц. О подобном эффекте сообщалось Чернобереж-ским, Голиковой и Гирфановой [275], которые наблюдали, что в смеси золей ЗЮг п РеоОз при pH 3 коагуляция не происходила, когда концентрация КС1 превышала 10 моль/л. Такая система также изучалась Мади и др. [276]. [c.521]

Термин коацервация означает образование жидкого осадка в результате взаимной коагуляции коллоидных систем. Коацервация фактически включает коагуляцию, однако необходимо учитывать, что мостики между частицами или коллоидными единичными образованиями оказываются до такой степени неустойчивыми, что система может существовать в динамическом равновесии, т. е. связи формируются, распадаются и вновь восстанавливаются. В этом случае сетка коагулята может стягиваться до максимально возможной степени. Таким образом, основная жидкая фаза исключается из сетки прокоагу-лировавших частиц до тех пор, пока коагулят не становится высококонцентрированным, но все еще остается жидким, поскольку мостики или связи между коллоидными частицами нестабильны и могут непрерывно разрываться и заново формироваться. Классическим примером служит жидкая фаза, которая отделяется прн смешивании концентрированных растворов желатина и аравийской камеди. [c.542]

Наряду с силами отталкивания между коллоидными (эмульсионными) частицами действуют межмолекулярные силы в за-имноро притяжения, которые проявляются на небольших расстояниях. При уменьшении -потенциала частиц силы отталкивания уменьшаются и становится возможным процесс соединения частиц под влиянием сил притяжения—процесс коагуляции. Силы взаимного притяжения между частицами эмульсии (коллоидов) начинают преобладать над электростатическими силами отталкивания при -потенциале менее 30 мВ. При -потенциале, равном нулю, коагуляция идет с максимальной интенсивностью, и это состояние системы называется изоэлек-трическим, а соответствующее ему значение pH называется изо-электрической точкой. [c.174]

Частным случаем коагуляции электролитами является взаимная коагуляция двух гидро( юбных коллоидов с различными знаками зарядов. Здесь структура двойных слоев коллоидных частиц имеет обратный знак и перекрытие ионных атмосфер способствует не отталкиванию, а притяжению коллоидных частиц. Таким образом, расстояние, на котором преобладают силы притяжения (радиус взаимодействия / ), при взаимной коагуляции коллоидов значительно больше фактическ их размеров частиц г например, при взаимной коагуляции положительно заряженного золя гидроокиси меди и отрицательных частичек глины величина R составляла до 65 г (Е. Вигнер). Естественно, что наиболее полная коагуляция происходит при взаимной нейтрализации зарядов частиц. При избытке одного из коллоидов наблюдается перераспределение ионов и образование измененных двойных слоев вокруг агрегированных частиц, вследствие чего система в целом может остаться устойчивой, со знаком заряда избыточного коллоида. [c.125]

Расположение ионов в Л. р. определяется их гид-ратацие — способностью связывать воду, отни.мая ее от гидратированных молекул растворенного вещества или частиц дисперсной фазы. Изучение механизма влияния ионов неорганич. солей на свойства водных р-ров и дисперсных систем показало наличие тесной связи между энергией гидратации ионов и способностью их солей повышать поверхностное натяжение воды. Интенсивное взаимодействие ионов с водой означает, что энергия связи между ионом и молекулой воды больше энергии взаимного притяжения молекул воды (т. е. ион сильнее втягивает молекулы НзО с новерхности вглубь, чем это имеет место в чистой воде, что и повышает поверхностное натяжение). Энергия гидратации ионов возрастает при переходе от ионов низшей валентности (зарядности) к ионам высшей валентности, а при одинаковой валентности — с уменьшением радиуса ионов (см. Ио 1ный радиус). В Л. р. катионы расположены в порядке возрастающей величины их радиуса, что совпадает с расположением их в периодич. системе элементов Д. И, Менделеева (в данном случае существен закономерно нарастающий объем этих ионов). Апионы обычно слабее гидратируются, чем катионы, т. е. их стремление уйти в глубь раствора с его поверхности выражено слабее. В результате этого поверхностный слой водных р-ров солей обычно заряжен отрицательно. В Л. р. закономерно нарастает способность аниона отрицательно заряжать поверхность водного р-ра по отношению к воздуху. Л. р. ионов определяют их способность вызывать коагуляцию коллоидных р-ров, причем различия в пороге коагуляции, особенно для золей с отрицательно заряженными частицами, могут быть очень значительными. Чем слабее гидратация ионов, тем больп[е их способность адсорбироваться на гидрофобных поверхностях. Способность нонов к адсорбции растет в Л. р. в направлении от 80 к СК8 , поэтому ионы СК8 оказывают обычно стабилизирующее действие на дисперсные системы. У катионов различия в адсорбируемости выражены слабее. Места членов Л. р. ионов не являются строго постоянными и могут изменяться в зависимости от условий (pH р-ра, концентрации соли, темп-ры). Действие Л. р. ионов на высаливание или набухание белков зависит прежде всего от pH раствора, напр, анионы в кислой среде, когда ионы белков заряжены положительно, по высаливающему действию располагаются в ряд СЛ 8 >)">... и т. д., т. е. имеет место обращение Л. р. Подобное обращение наблюдается у Л. р. катионов на щелочной стороне от изоэлектрич. точки, где высаливающее действие ионов падает от Сз+ к Г1+. Количественная характеристика закономерности Л. р. выражается ур-нием N = к Н — Я ), в к-ром Н ш — соответственно энергии гидратации иона и высаливаемого вещества (напр., желатина), к — константа, N — величина, [c.486]

Коагуляция, происходящая при сливании двух гидрофобных золей с различными знаками зарядов частиц, называется взаимной коагуляцией. По своей структуре двойные электрические слои коллоидных частиц этих золей имеют обратный знак, и перекрытие их ионных атмосфер приводит к притяжению коллоидных частиц. Наиболее полная коагуляция наблюдается при взаимной нейтрализации зарядов частиц. При избытке одного из золей ионы перераспределяются, образуя измененные двойные слои вокруг агрегативных частиц. В результате возникает устойчивая система со знакол заряда частиц, содержащихся в избыточном коллоидном растворе. При введении в раствор золя небольших концентраций высокомолекулярных веществ значительно повышаются устойчивость золей и порог коагуляции. На этом основано явление защиты лиофобных золей. Механизм защитного действия зависит от образования адсорбционного слоя введенного вещества на поверхности частиц гидрофобного золя. Защитными веществами могут служить в водной среде белки, углеводы, пектины. Защитное действие измеряется так называемым защитным числом. Защитное число определяют количеством [c.154]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология