Устойчивость золей, теория ДЛФО

Эта эмпирическая установленная закономерность, известная как правило Шульце—Гарди, получила теоретическое обоснование в рамках теории ДЛФО (см. гл. IX, 4), в соответствии с которой в случае сально заряженных частиц золя концентрация электролита, отвечающая полной потере устойчивости, обратно пропорциональна заряду коагулирующего иона в шестой степени. Соответственно для одно-, двух- и трех шрядных ионов согласно теории ДЛФО их коагулирующие способности относятся как 1 64 729. Было замечено, что вблизи порога коагуляции абсолютная величина С-потенциала, независимо от знака заряда коллоидных частиц, оказывается сниженной до 30 мВ (в пределах от 25 до 50 мВ). Тщательные иа ледования коагулирующего действия различных электролитов с одинаковым зарядом коагулирующего иона показали, что 01Ш образуют ряды, близкие к лиотропным, определяемым по участию в ионном обмене и влиянию электролитов на электрюкинетический потенциал (см. гл. VII, 6). [c.357]

Второе различие, связанное с небольшой глубиной второго минимума (обычно 1 < 7 < ОкТ), заключается в том, что агрегаты, образованные при дальнем взаимодействии, могут сравнительно легко распадаться (при кин> )- Таким образом, существование второго минимума, предсказанное теорией ДЛФО, приводит к весьма важному следствию образованию систем золь 5 агрегат, обладающих относительной устойчивостью и обратимостью. Интерес к этим системам, все возрастающий в последнее время, объясняется тем, что фиксация частиц во втором минимуме может привести при достаточной концентрации дисперсной фазы к превращению золя в полностью структурированную систему. Идея структурирования на основе дальнего взаимодействия, выдвинутая еще Фрейндлихом и Лэнгмюром до появления теории ДЛФО, была развита и количественно обоснована Ефремовым на базе этой теории [16]. [c.254]

Значительное влияние ГС на устойчивость коллоидов обсуждалось в ряде работ. Так, обнаруженную аномальную , не объясняющуюся классической теорией ДЛФО, устойчивость золя арахиновой кислоты [504] и октадеканола [505] авторы свя- [c.173]

Как указывал Китченер [50], по крайней мере при некоторых условиях, стабильность системы кремнеземных золей находится в полном противоречии с теорией ДЛФО . Так, при pH 2, когда заряд на поверхности частиц кремнезема равен нулю, частицы агрегируют наименее быстро и такой золь имеет самую высокую стабильность во времени. Однако только в щелочном растворе, когда заряд частиц наиболее высок, золи оказываются постоянно устойчивыми. В последнем случае теория двойного слоя применима. [c.438]

На рис. 10.4 (кривая /) приведены данные, характеризующие агрегацию золя кварца в присутствии ЦТАБ при рН = 3, когда исходный золь кварца уже агрегировал (степень агрегации т = 2,2). Видно, что при рН = 3, как и при рН = 6 наблюдается скачкообразное изменение устойчивости золя, однако полной стабилизации системы не происходит. Расчет энергии взаимодействия частиц 5102 по теории ДЛФО показывает, что наблюдаемая агрегация связана с первичным минимумом на кривой энергии взаимодействия частиц. Наличие структурной составляющей энергии взаимодействия, возникающей при перекрытии ГС воды, а также, возможно, адсорбционных слоев ЦТАБ на кварце, препятствует непосредственному сближению частиц и достижению высоких степеней агрегации. [c.179]

Впервые качественный подход к изучению устойчивости золей наметили Кальман и Вильштеттер в 1932 г. Первые количественные расчеты были произведены Б. В. Дерягиным в конце 30-х годов и затем завершены в работе Б. В. Дерягина и Л. Д. Ландау (1941 г.). Аналогичный подход к изучению устойчивости коллоидных систем в дальнейшем был развит и в работах голландских исследователей Фервея, и Овербека. По начальным буквам основных авторов возникшей физической теории коагуляции эту теорию теперь часто называют теорией ДЛФО. [c.290]

Особый случай К. представляет гетерокоагуляция, при к-рой две дисперсные системы взаимно коагулируют друг друга в результате прилипания частиц одной дисперсной фазы к частицам другой. Гетерокоагуляция наступает, напр., при смешении двух агрегативно устойчивых золей с разноименно заряженными пов-стями частиц, между к-рыми в соответствии с теорией ДЛФО ионно-электростатич. силы приводят к притяжению частиц, а не к их отталкиванию. [c.413]

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]

Для анализа полученных данных в свете теории ДЛФО нами были проведены расчеты энергии взаимодействия частиц Si02 в приближении взаимодействия двух сфер, а также двух плоских поверхностей [509]. Поскольку концентрация ЦТАБ была сравнительно небольшой, в расчетах допускалось, что различием между потенциалом и -потенциалом можно пренебречь. Агрегативно устойчивый в воде золь Si02 при введении в систему ЦТАБ (концентрация 1-10 моль/л) начинает агрегировать. При концентрации ЦТАБ 1-10 моль/л -потенциал частиц Si02 резко изменяется (до —5,3 мВ по сравнению с —62 мВ в воде), а степень агрегации частиц возрастает до 2,2, Из расчета энергии взаимодействия следует, что при данной т концентрации ЦТАБ высота энергетического барьера составляет около 6 кТ, а вторичный минимум крайне мал (доли кТ). Кроме того, его положению отвечает расстояние 800 нм, что также делает практически не- [c.177]

Когда потенциал фо частиц невысок, устойчивость золя зависит от значения птзнтшя.пя ппвррунпгтн, а адсорбционные явления определяют коагуляционный процесс этим, как мы видели, объясняется правило Эйлерса — Корфа. Для объяснения коагуляции золя с сильно заряженными частицами теория ДЛФО исходит уже из цредставлений о сжатии двойного электрического слоя, согласно которым объясняется правило Шульце — Гарди. Существенно, что оба правила приложимы к золям одной и той же природы, а иногда и при одинаковом составе электролита. [c.295]

Кроме Б. В. Дерягина и Л. Д. Ландау теорию устойчивости гидрофобных золей разрабатывали Фервей и Овер-бек. По первым буквам фамилий авторов теория называется теорией ДЛФО. [c.114]

В теорию явления коагуляции, а следовательно, и устойчивости дисперсных систем (золи, суспензии, аэрозоли) большой вклад внес Б. В. Дерягин, который еще в 1937 г. вместе с Л. Д. Ландау впервые развил представления, объясняющие явление коагуляции. В 1948 г. эту теорию дополнили голлаидские ученые Овербек и Феервей, и ее теперь называют по начальным буквам фамилий авторов — теорией ДЛФО. Взаимодействие между коллоидными частицами обусловливается суммированием молекулярных сил притяжения между всеми молекулами на поверхности и в объеме контактирующих коллоидных частиц. [c.234]

Современная количественная теория коагулирующего действия электролитов развита Б. В. Дерягиным при участии Л. Д. Ландау (в 1935—1941 гг.) и позже, независимо, в работах голландских физи-кохимиков Фервея и Овербека. Теория ДЛФО основана на сопоставлении межмолекулярных взаимодействий частиц дисперсной фазы в дисперсионной среде, электростатического взаимодействия диффузных ионных слоев и (в простейшем варианте теории качественно) теплового броуновского движения частиц дисперсной фазы. Эта теория обобщила и развила на строгой количественной основе представления о так называемой электростатической устойчивости золей, использованные в работах Мюллера, Рабиновича, Каргина. [c.297]

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]

ДЛФО, учитьшающей действие только электростатических и молекулярных сил. Так, аномально высокую устойчивость за счет действия структурных сил проявляют гадрофрльные коллоиды, в частности золи кремнезема [188—195]. Этот эффект особенно заметен в кислой дисперсионной среде, когда потенциал поверхности кварца мал. Используя теорию ДЛФО, Чернобережскому с сотр. [193] удалось получить оценки толпщны граничных слоев воды = 60 150 А, близкие к полученным в описанных выше мод дьных экспериментах. [c.242]

Существуют термодинамические факторы, предотвращающие рост или агрегирование частиц, т. е. противодействующие изменению энергии Гиббса при уменьшении площади поверхности. Такими факторами являются адсорбция жидкой фазы или проти-воионов, изменяющая энергию Гиббса поверхности раздела. В гидрозолях кремнезема энергия поверхности раздела аморфный кремнезем — вода равна 5-10 Дж/м . Если принять, что на 1 нм приходится 8 атомов-кремния, то понижение энергии при уменьшении поверхности может достигать до 3,8 кДж/моль поверхностных атомов кремния. Если коллоидные частицы стабилизированы термодинамически, то равновесное значение энергии должно быть того же порядка. Эта стабилизирующая энергия появляется за счет адсорбции ионов 0Н и противоионов Na" " на поверхности коллоидных частиц. Обеспечение устойчивости золей обычно рассматривают с позиций двойного слоя (теория ДЛФО). [c.105]

Первые количественные расчеты по устойчивости лиофобных золей произведены Б. В. Дерягиным еще в 30-е годы и завершены им совместно с Л. Д. Ландау в начале 40-х годов аналогичные взгляды в дальнейшем развиты в работах Фервея и Овербека. По начальным буквам фамилий авторов — основоположников физической теории устойчивости и коагуляции ионностабилизированных коллоидных систем ее часто называют теорией ДЛФО. Для двух предельных случаев коагуляции —нейтрализационной и концентрационной — эта теория дает объяснения, согласующиеся с эмпирическими закономерностями. [c.611]

Таким образом, теория ДЛФО даже в первоначальном виде, несмотря на ряд неизбежных на первых порах упрощений, дала возможность объяснить основные закономерности коагуляции лиофобных золей электролитами. Дальнейшее развитие теории позволило обосновать явления гетерокоагуляции, пептизации (Френс, Овербек), образование периодических коллоидных структур (Ефремов, Усьяров), закономерности коагулирующего действия смесей электролитов, влияние концентрации дисперсной фазы на устойчивость (Духин, Лессик). Количественный учет молекулярного конденсатора (штерновского слоя) выявил возможность коагуляции по безбарЬерному механизму (Мартынов, Муллер). [c.19]

Теория устойчивости лиофобных золей ДЛФО рассматривает процесс коагуляции как результат одновременного действия ван-дер-ваальсовых сил притяжения и электростатических сил отталкивания между частицами. В зависимости от соотношения этих сил в тонкой прослойке жидкости между сближающимися частицами возникает либо положительное расклинивающее давление, препятствующее их соединению, либо отрицательное, приводящее к угончешио прослойки жидкости и коагуляции. Теория позволила рассчитать молекулярную и электростатическую 6 [c.147]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология