Коллоидные потенциальные кривые

В задачах VI.11.1—VI.11.10 построить потенциальные кривые взаимодействия частиц при концентрациях электролита и Сд и определить, иа какое расстояние сближаются частицы при случайном столкновении, если их кинетическая энергия равна половине потенциального барьера. Коллоидный раствор коагулирует при концентрации водного раствора электролита, равной с р. Из электрокинетических исследований известен -потенциал при с- 0. [c.173]

Из рис. 118 видно, что на определенном расстоянии /"о существует своеобразный барьер отталкивания S, который препятствует сближению частиц. Этот барьер устраним ири высокой концентрации электролита-коагулятора. Вследствие преобладания сил притяжения коллоидные частицы могут сблизиться при коагуляции до расстояния Г2. Однако теоретические расчеты и экспериментальные данные свидетельствуют о том, что при больших расстояниях между коллоидными частицами Г (порядка нескольких толщин двойно-то электрического слоя) на потенциальной кривой хорошо наблюдается второй неглубокий минимум М, который незначителен для обычных гидрофобных коллоидов 1И более глубок для золей, имеющих крупные асимметрические частицы. Для таких золей энергия взаимодействия в точке М может быть в несколько раз больше энер [c.379]

На основании материала, изложенного в предыдущем разделе, можно представить себе, как при сближении двух одноименно заряженных коллоидных частиц будет изменяться энергия их взаимодействия, являющаяся результатом сложения, молекулярных сил притяжения и электростатических сил отталкивания. Для этого рассмотрим потенциальные кривые (рис. IX, 6 и IX, 7), характеризующие зависимость энергии взаимодействия двух сближающихся частиц (энергия отталкивания отложена вверх, а энергия притяжения — вниз от нуля) от расстояния Н между частицами. [c.278]

Форма результирующей потенциальной кривой может объяснить ряд явлений, наблюдающихся при астабилизации и коагуляции коллоидных систем. [c.279]

Рис. IX, 10. Потенциальные кривые, характеризующие изменение энергии взаимодействия двух коллоидных частиц от расстояния Н между их поверхностями. Нумерация кривых возрастает с уменьшением Фо-потенциала.

Рис. 27.1. Потенциальные кривые взаимодействия коллоидных частиц

Приведите анализ потенциальной кривой для дву.х частиц гидрозоля. Какие силы преобладают при сближении частиц устойчивой дисперсной системы агрегативно неустойчивой коллоидной системы [c.440]

Изменение молекулярных сил притяжения и электростатических сил отталкивания с расстоянием происходит различным образом. Поэтому на потенциальной кривой взаимодействия двух частиц имеется энергетический барьер, который и определяет вероятность необратимого слипания частиц. Высота энергетического барьера, как и вид суммарной кривой взаимодействия двух частиц, зависит, прежде всего, от свойств двойного электрического слоя. Чем толще двойной электрический слой, тем интенсивнее результирующее отталкивание частиц, тем больше высота энергетического барьера и тем меньше вероятность слипания частиц. Таким образом, устойчивость коллоидных систем в присутствии ионного стабилизатора зависит от свойств двойного электрического слоя, которые могут быть определены нри изучении электрокинетических явлений, в частности электрофореза. [c.97]

Суммарные энергии взаимодействия И7 двух коллоидных частиц в зависимости от расстояния между их поверхностями изменяются по кривой / (рис. 130), где положительные значения 1 соответствуют отталкиванию, а отрицательные — притяжению частиц. Такие кривые, получаемые суммированием рассчитанных сил межчастичного притяжения и электростатического отталкивания, называются потенциальными кривыми. [c.333]

Рис. IX, 10. Потенциальные кривые, характеризующие изменение энергии взаимодействия двух коллоидных частиц от расстояния Н между их поверхностями.

Что такое потенциальные кривые взаимодействия коллоидных частиц и какой ход они имеют Каким образом на их основе объясняются явления коагуляции и тиксотропии [c.153]

Рис. 10.4 Потенциальная кривая, характеризующая взаимодействие коллоидных частиц хлорида серебра

Что представляют собой потенциальные кривые взаимодействия между коллоидными частицами Как объясняются на их основе явления коагуляции [c.148]

В соответствии с потенциальной кривой взаимодействия коллоидных частиц (см. рис. 10.2) коагуляция может соответствовать первичному (Г) или вторичному (II) минимуму. [c.149]

Рассмотрим гидродинамическую модель образования дисперсии ПВХ в пластификаторе в зависимости от размера частиц. Известно, что смешение порошков с жидкостью в смесителях осуществляется за счет потоков жидкости, профиль которых зависит от конструкции смесителя и формы мешалки [86]. Известно также, [67], что разделяющая частицы порошка гидродинамическая сила пропорциональна квадрату радиуса частиц, а молекулярные силы притяжения частиц пропорциональны первой степени их радиуса. Из этого следует, что существует такой диаметр частиц, для которого гидродинамическая сила, возникающая при диспергировании, больше силы притяжения. Однако с увеличением размера частиц появляется возможность их коагуляции на дальнем расстоянии, которая обусловлена наличием вторичного потенциального минимума на потенциальной кривой взаимодействия двух частиц и качественно отлична от коагуляции частиц в глубоком первичном потенциальном минимуме [67]. Вероятно поэтому легкая диспергируемость пастообразующих марок ПВХ обусловлена возможностью образования периодических коллоидных структур [36] во внешнем силовом гидродинамическом поле по следующему механизму [c.262]

Теоретической интерпретации лучше всего поддается флокуляция в условиях равновесия адсорбции ВМС. Этот случай реализуется при введении флокулянта в дисперсию по методу двойной добавки, так как здесь к половине объема исходного золя добавляется коллоидный раСтвор, частицы которого содержат равновесные слои адсорбированного полимера. Зависимость степени флокуляции золя, осуществленной по этому методу, от содержания электролитов в системе может быть объяснена на основе анализа потенциальных кривых взаимодействия частиц, вычисленных по формулам теории ДЛФО и найденных независимым методом толщин адсорбционных полимерных слоев [6, 127, 138]. При расчетах электрических сил отталкивания между частицами Au и Agi принимали, что адсорбированный полимер не влияет на распределение зарядов в ДЭС, поэтому покрытых и непокрытых частиц можно уподобить таковым для незащищенных частиц. Расчеты показали [6, 131], что условием флокуляции неионным полимером при равновесной адсорбции ВМС является не исчезновение потенциального барьера между частицами, а его смещение к поверхности на расстояние, заведомо меньшее Д, т. е. когда этот барьер спрятан внутри полимерной оболочки. С помощью этих представлений удалось объяснить закономерности флокуляции золей Au и Agi добавками поливинилового спирта и полиэтиленоксида [6, 130]. [c.144]

Что такое потенциальные кривые взаимодействия коллоидных частиц, какой вид они имеют, как на их основе объяснить коагуляцию [c.161]

Вид и даже трактовка потенциальных кривых существенно изменяются, если рассматривать взаимодействие не двух, а трех и более (ансамблей) коллоидных частиц. — Прим. ред. [c.165]

Тип и свойства структур, образующихся в коллоидных системах, зависят от характера сил взаимодействия между частицами. Согласно теории етруктурообразования все структуры в коллоидных системах разделяются на два типа коагуляционные и конденсационно-кристал-лизационные. В основу этой классификации положена потенциальная кривая взаимодействия частиц, вытекающая из теории ДЛФО (см. рис. 46). [c.187]

Каковы основные положения теории устойчивости и коагуляции коллоидных систем по Дерягину—Ландау Сравните потенциальные кривые (в координатах энергия взаимодействия — расстояние для устойчивой коллоидной системы и системы астабилизованной. [c.440]

Теория ДЛФО ограничивается рассмотрением потенциальных кривых для двух дисперсных частиц. Это объясняется тем, что коагуляция, протекающая в разбавленных золях, определяется парным взаимодействием частиц, положенным, как мы видели, в основу теорий кинетики коагуляции Смолуховского и Н. А. Фукса. Однако для определения условий устойчивости концентрированных золей необходимо учитывать коллективные взаимодействия частиц. Такие золи не только обладают практически достаточной стабильностью, но часто обнаруживают и периодическое расположение частиц аналогично узлам кристаллической решетки. Подобные периодические коллоидные структуры образуют, например, некоторые вирусы и монодисперсные латексы. Условием периодичности, конечно, является прежде всего достаточная монодисперсность системы. Как отметили еще Бернал и Фанкухен, периодическое расположение свидетельствует о дальнодействующих силах между коллоидными частицами. [c.295]

Аналогичный метод использован и для изучения влияния концентрации дисперсной фазы лиофобных золей на их устойчивость, при различных концентрациях электролитов. Учет коллективного-взаимодействия коллоидных частиц позволяет объяснить существенные различия в закономерностях коагуляции электролитами разбавленных и нарушении устойчивости концентрированных лиофобных золей. В частности, было найдено, что при постоянной объемной концентрации дисперсной фазы устойчивость концентри рованных систем с увеличением размера частиц проходит через максимум. Этот вывод был экспериментально подтвержден Отте-вилем 111оу. Если же численная концентрация частиц остается неизменной, то устойчивость системы с увеличением размера частиц, снижается монотонно. Одновременно для больших сферических частиц и толстых пластинчатых частиц характерно наличие глубокого вторичного минимума на потенциальных кривых, вследствие чего процессы дальней агрегации должны быть особенно распространены в низкодисперсных системах. [c.296]

Рис. 10.2 Потенциальная кривая взаилюдействия двух коллоидных частиц

На рис. 10.4 представлены потенциальные кривые, характеризующие взаимодействие частиц в этом золе. Дзета-потенциал исходной коллоидной частицы положительный, это создает потенциальный барьер коагуляции Л(7к > О (кривая 1). Поэтому при столкновении коллоидные частицы отталкиваются друг от друга, коагуляхщя не происходит. После добавления нитрата калия дзета потенциал становится равным нулю и Д17к = О (кривая 2). Поэтому ничто не мешает коллоидным частицам сблизиться на такое расстояние, где преобладают силы притяжения — происходит коагуляция. Так как в данном случае причиной коагуляции является увеличение концентрации противоионов, она называется концентрационной коагуляцией. [c.141]

В основу теории ДЛФО было положено предположение, что в силу термодинамической неустойчивости лиофобных золей их агрегатив-ная устойчивость может иметь лишь кинетический характер, а устойчивое состояние следует трактовать как замороженное состояние с практически нулевой скоростью коагуляции. Причиной такой устойчивости является то, что в коллоидных растворах в отличие от обычных молекулярных или истинных растворов дальнодействующие поверхностные силы способны при определенных условиях создавать достаточно высокий потенциальный барьер, резко уменьшающий вероятность сближения частиц или даже практически целикомисклю-чающий зту возможность. Поэтому важнейшее место в решении задачи об устойчивости любого либфобного золя теория ДЛФО отводит анализу силовых и потенциальных кривых получаемых суперпозицией электростатического отталкивания и молекулярного притяжения. [c.260]

Рассмотрим коллоидную систему, в которой энергии парного взаимодействия сферических частиц соответствует потенциальная кривая, изображенная на рис. XI. 1 [3]. Предположим (хотя это и не является принципиальным), что барьер и потенциальная яма на кривой достаточно узки, т.е. ширина их много меньше диаметра частиц 2Я. При этом вполне реальном предположении упрощается вид константа и й. Максимум на кривой может быть связан с ионно-электростатическим отталкиванием, а стенка — следствие борновских сил отталкивания или сил взаимодействия тонких сольватных слоев на поверхности частиц. При очень малой концентрации электролита и (или) малом радиусе частиц дальний (вторичный) минимум на потенциальной кривой практически не сказывается. Для сохранения общности мы проведем рассуждения для кривой с максимумом, опшчным от нуля. [c.153]

Вытекающая из физической теории устойчивости коллоидов возможность существования при определенных условиях двух минимумов на потенциальной кривой позволяет качественно объяснить наблюдаемую экспериментальную фиксацию достаточно крупных частиц одной и той же коллоидной дисперсии как на относительно далеких расстояниях друг от друга, где они сохраняют взаимную подвижность, так и с образованием непосредственного контакта. Концепция двух минимумов разной глубины позволяет также понять, почему разбавление многих типично гидрофобных золей в ранней стадии коагуляции вызывает их быструю пептизацию, а такое же разбавление на более поздней стадии уже не сопровождается пеп-тизадией. [c.170]

В то же время эта теория, непрерывно развиваясь, и сейчас еще не достигла стадии завершения. Имеются факторы и явления, рассмотрение которых необходимо включить в рамки теории и в ее физико-химические основы. К ним в первую очередь относится теоретический расчет адсорбции ионов и ее влияние на строение двойного слоя, прежде всего на поверхностный потенциал. В последнее время этим вопросом занимались Мартынов и Муллер [4], предложившие новые методы его рассмотрения. Наряду с количественными подтверждениями следствий теории как на модельных опытах, так и на коллоидных растворах и суспензиях (например, закона 2 действия противоионов, выведенного Дерягиным и Ландау в 1941 г., изменения устойчивости золей вблизи потенциала нулевого заряда, связь коагулирующей концентрации с постоянной межмолекулярного взаимодействия Гамакера) были обнаружены и несоответствия ей. Наиболее важное из них обнаружилось при измерении скорости медленной коагуляции [5]. Мартынов и Муллер наметили пути предоления этой трудности. В их работе показано, что при достаточно высоких зарядах поверхности и низкой валентности противоионов коагуляция может пойти за счет вторичного минимума на потенциальной кривой взаимодействия, в резз льтате чего изменяются теоретические закономерности коагуляции. [c.31]

В основу современной физической теории устойчивости и коагуляции ионностабилизированных коллоидных систем положены представления о молекулярных силах притяжения и электростатических силах отталкивания между частицами золя, являющимися основными слагающими (молекулярная и электростатическая компоненты) расклинивающего давления жидкой пленки. Как видно из рис. 7.2, а, на результирующей потенциальной кривой взаимодействия частиц при больших расстояниях между ними наблюдается неглубокий минимум (дальняя потенциальная яма), свидетельствующий о превалировании сил молекулярного притяжения. Это объясняется тем, что силы молекулярного притяжения убывают по степенному закону, а силы электростатического отталкивания — по экспоненциальному. На средних расстояниях (около 100 нм), отвечающих размеру эффективных ионных оболочек частиц, преобладают силы электростатического отталкивания, чему соответствует энерге- [c.610]

Если частицы находятся на таком расстоянии, что их диффузные слои частично перекрываются, то между ними возникают силы отталкивания в результате действия одноименных полей. Диффузные слои противоионов деформируются, происходит перераспределение ионов в контактирующих слоях. Соединению коллоидных частиц препятствует наличие потенциального барьера. На рис. 15 приведены кривые потенциальной энергии отталкивания, энергии притяжения и объединенная потенциальная кривая, результирующая их действие в зависимости от расстояния между частицами. Энергия отталкивания считается положительной, а энергия притяжения — отрицательной. Если высота потенциального барьера (II) и глубина второго минимума (III) незначительна, частицы сближаются между собой и коагулируют в результате ближнего взаимодействия (I). Расстояние зто составляет несколько десятых долей нанометра. Агрегативная устойчивость коллоидной системы соответствует значительной высоте потенциального барьера (II) и малой глубине второго минимума (III). Особый вид связи между частицами наблюдается при достаточно большой глубине второго минимума, при дальнем взаимодействии (расстояние около 10 нм). При этом частицы образуют пары, тройники или более сложные структуры, в которых не происходит агрегатирования частиц, т. е. дисперсность системы не изменяется. В ней наблюдается обратимое равновесие зольч агрегат. Подобное состояние системы является относитель- [c.118]

Сформулировано условие перехода коллоидного раствора в неустойчивое состояние в виде dn/d oe = где п — концентрация ионов симметричного электролита в дисперсионной среде. — потенциал в плоскости симметрии, отвечающий экстремальному значению энергии на потенциальной кривой, характеризующей взаимодействие частиц. Исходя из этого условия получены выражения, связывающие параметры системы, находя.цейся в критическом состоянии, для случая пластин и шарообразных частиц, а также вычислены концентрации коагуляции. Отмечается, что предложенный метод нахождения условия слипания moik t быть применен для частиц любой формы при произвольпом потенциале поверхности. [c.191]

Рис. 13 иллюстрирует зависимость высоты барьера от потенциала поверхности и размера взаимодействующих шаров [229]. Меньщая устойчивость мелких сферических частиц определяет более быструю их коагуляцию по сравнению с крупными, что было использовано Оденом [71] для фракционирования полидисперсных золей серы. Вместе с тем, для больших сферических частиц и толстых пластинок, а также для крупных микрообъектов другой формы характерно появление глубокого вторичного минимума на потенциальных кривых [5]. Поэтому процессы дальней агрегации должны быть особенно распространены в грубодисперсных системах. Гамакер [167, 230, 231] рассмотрел зависимость сил, действующих на коллоидную частицу (преимущественно сферической формы), от ее размера. Используя уравнение Стокса для вязкого сопротивления Р = бпцги (где т] — вязкость среды) и уравнение Гельмгольца для электрофоретической скорости и = г1Д1%лц, Гамакер получил выражение для силы, действующей на коллоидную частицу со стороны внешнего электрического ноля [c.42]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология