Электрокинетический потенциал и коагуляция

С уменьшением электрокинетического потенциала агрегативная устойчивость коллоидного раствора снижается и при некотором критическом значении -потенциала начинается коагуляция. Поверхностный потенциал при этом не изменяется. [c.205]

Если имеется исходный отрицательно заряженный золь, то при прибавлении многовалентного катиона, соответственно уменьшению и в дальнейшем перемене знака электрокинетического потенциала, золь показывает сначала — отсутствие коагуляции (отрицательный потенциал выше критического), [c.237]

Денатурированные белки растворимы в разбавленных кислотах и щелочах. Образующиеся при этом коллоидные растворы ведут себя, как гидрофобные золи. Подобно другим гидрофобным золям, коллоидные растворы денатурированных белков устойчивы лишь при наличии у частиц определенного электрокинетического потенциала. Коагуляция таких золей электролитами протекает совершенно аналогично гидрофобным коллоидным системам. Продукты коагуляции золей денатурированных белков содержат значительно меньше связанной воды, чем нативных белков. [c.375]

Сказанное выше относится и к объяснению данных, полученных при коагуляции дисперсии алмаза в растворе ВаСЬ, когда с ростом pH происходит значительное изменение устойчивости системы, несмотря на то, что электростатическая составляющая энергии парного взаимодействия должна изменяться незначительно. По всей вероятности, такой разный характер зависимости устойчивости и электрокинетического потенциала от pH связан не только с присутствием ГС, но и с тем, что их структура и протяженность меняются с изменением pH и концентрации электролита. Последнее предположение подтверждается, в частности, при изучении агрегативной устойчивости дисперсии алмаза при рН = 9. При концентрациях ВаСЬ 5-10 и 1-10 2 моль/л степень агрегации т=1,8. Вклад ионно-электростатической составляющей при этих концентрациях крайне мал, частицы агрегируют в первичной яме ограниченной глубины. Наблюдаемый рост степени агрегации до /и = 2,3 при повышении концентрации ВаСЬ до 5-10 моль/л свидетельствует о росте глубины этой ямы, что может быть объяснено уменьшением вклада структурной составляющей вследствие перестройки ГС с ростом концентрации электролита. [c.185]

Методы коагуляции и флокуляции широко распространены для очистки сточных вод предприятий химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной, легкой, текстильной и других отраслей промышленности. Эффективность коагуляционной очистки зависит от многих факторов вида коллоидных частиц их концентрации и степени дисперсности наличия в сточных водах электролитов и других примесей величины электрокинетического потенциала. В сточных водах могут содержаться твердые (каолин, глина, волокна, цемент, кристаллы солей и др.) и жидкие (нефть, нефтепродукты, смолы и др.) частицы. [c.126]

Достаточная устойчивость коллоидного раствора обеспечивается при величине электрокинетического потенциала = 0,07В. При < 0,03В у некоторой доли частиц силы отталкивания оказываются недостаточными, чтобы противостоять агрегации, и поэтому происходит слияние частиц, их укрупнение или коагуляция, которая неизбежно заканчивается седиментацией. [c.412]

Определяющую роль в коагуляции электролитов играет уменьшение толщины диффузного слоя. Чем больше концентрация электролита в коллоидном растворе, тем больше противоионов накапливается в адсорбционном слое, тем тоньше становится диффузный слой и соответственно меньшим становится электрокинетический потенциал. Ионы, несущие больший заряд, притягиваются сильнее к ядру коллоидной частицы и поэтому вытесняют противоионы, несущие меньший заряд из адсорбционного слоя. Такая замена резко увеличивает падение потенциала в этом слое (слой Гельмгольца), что влечет за собой резкое уменьшение толщины диффузного слоя. Расчеты показы- [c.419]

Коагуляция коллоидов в большинстве случаев начинается тогда, когда электрокинетический потенциал снизится до некоторой критической величины. Однако измеренная величина электрокинетического потенциала является усредненной. Поэтому при некоторой средней величине дзета-потенциала, при которой начинается коагуляция, определенное количество частиц еще имеет достаточно высокое значение дзета-потенциала, препятствующее коагуляции. Чем меньше величина дзета-потенциала, тем меньшая доля частиц обладает дзета-потенциалом, препятствующим коагуляции, тем больше количество столкновений частиц, завершающееся агрегацией. [c.425]

Устойчивость гидрофобных золей сильно повышается при введении в раствор даже незначительных количеств высокомолекулярных соединений, растворимых в дисперсионной среде (т. е. гидрофильных золей). Например, коагуляцию многих золей замедляют или предотвращают желатин, яичный белок, крахмал и даже сахар (перечислено в порядке уменьшения защитного действия). Это явление, называемое коллоидной защитой, объясняется адсорбцией этих веществ на поверхности частиц золя. При этом в результате определенной ориентации групп —ОН, —СООН, —ЫНг макромолекул образуются дополнительные устойчивые гидратные оболочки, препятствующие слипанию частиц. Кроме того, возможность электролитической диссоциации по этим группам изменяет (повышает) электрокинетический потенциал, что также способствует защите золя от коагуляции. [c.152]

Скрытая коагуляция (обычно являющаяся первой стадией укрупнения частиц) характеризуется тем, что агрегирование частиц в системе можно обнаружить только при помощи приборов, определяющих такие свойства, как, например, изменение цвета раствора и изменение электрокинетического потенциала. При скрытой коагуляции разделения системы на две явно выраженные фазы нет. [c.234]

При быстром введении в исходный золь электролита в количестве, достаточном для перезарядки поверхности, коагуляция вообще не происходит. Это вызывает появление второй зоны устойчивости золя. Еще большее увеличение содержания электролита в дисперсионной среде приводит к сжатию диффузных частей двойных электрических слоев, что снова уменьшает значение электрокинетического потенциала и вместе с тем приводит к снижению устойчивости золя появляется второй порог коагуляции (точка Сз, рис. X—20) и вторая зона коагуляции золя, с четко выраженной областью быстрой [c.296]

При увеличении концентрации электролита в растворе уменьшается электрокинетический потенциал коллоидных частиц и коагуляция наступает при его определенном значении — критическом потенциале. Для большинства систем критический потенциал равен 0,03 В. [c.205]

Концентрационная коагуляция наблюдается при увеличении концентрации электролита, не вступающего в химическое взаимодействие с компонентами коллоидного раствора. Такие электролиты называются индифферентными они не должны иметь ионов, способных достраивать кристаллическую решетку агрегата коллоидной мицеллы и вступать в реакцию с потенциалопределяющими ионами. При увеличении концентрации индифферентного электролита диффузный слой противоионов мицеллы сжимается, переходя в адсорбционный слой. В результате уменьшается электрокинетический потенциал, и он может стать равным нулю (см. рис. 81). Такое состояние коллоидной системы называется изоэлектрическим. [c.205]

Эффект флотации высокодисперсных частиц, размеры которых близки коллоидным, в значительной мере зависит от электростатического взаимодействия двойных электрических слоев частиц и пузырьков. Чаще всего снижение электрокинетического потенциала частиц приводит к уменьшению энергетического барьера и улучшению их флотируемости [4—6]. В ряде случаев экспериментаторы наблюдали, что наибольшая флотируемость соответствует нулевому -потенциалу частицы, В данном случае скорость флотации может увеличиваться и в результате коагуляции частиц, их укрупнения. Однако известны примеры, когда не обнаруживается заметного влияния заряда частиц на степень нх флотационного извлечения [7, 8, 11]. Очевидно, для [c.53]

Авторы отмечают, что коагуляция происходит, когда электрокинетический потенциал заключен в интервале от —14 до [c.930]

Методы определения электрокинетического потенциала по подвижной границе основаны на наблюдении за скоростью передвижения под влиянием электрического поля границы между мутным или окрашенным коллоидным раствором и прозрачной бесцветной боковой жидкостью . В качестве боковой жидкости применяют ультрафильтрат золя или дисперсионную среду, полученную коагуляцией коллоидной системы путем замораживания. [c.151]

Вскоре после обнаружения чувствительности лиофобных дисперсных систем к электролитам Шульце [2] и Гарди [4] установили, что пороговые концентрации коагуляции резко падают с ростом заряда противоиона, имеющего заряд, противоположный заряду коллоидной частицы, слабо зависят от его природы и еще меньше - от природы побочного иона, заряженного одинаково с коллоидной частицей. Гарди [4] и Повис [5] также установили, что параллельно с наступлением быстрой коагуляции обнаруживается понижение электрокинетического потенциала, указывающее на падение заряда частиц. Сопоставив эти наблюдения, Фрейндлих [6] хотел объяснить коагуляцию электролитами уменьшением заряда коллоидных частиц за счет адсорбции противоионов. Как стало ясно в дальнейшем, подобное объяснение применимо далеко не всегда. В то же время оно означало, что ученые искали причину потери устойчивости, не пытаясь разобраться в ее физическом механизме, иначе говоря, не вдаваясь в рассмотрение действующих между сближающимися частицами сил. [c.7]

К началу 30-х годов были разработаны две теории коагуляции гидрофобных коллоидов [5, 6], согласно которым их устойчивость снижалась в результате сжат ия диффузного слоя адсорбированных ионов и уменьшения электрокинетического потенциала частиц. Первая теория объясняла сжатие диффузного слоя обменной адсорбцией между коагулирующими [c.82]

Процесс слипания взвешенных в воде частиц зависит от степени гидратации и величины электрокинетического потенциала их поверхности. Изменение смачиваемости твердых поверхностей после магнитной обработки воды, описанное выше, должно оказывать влияние на коагуляцию, что и установлено многими разнохарактерными опытами в лабораторном и промышленном масштабах. В большинстве случаев магнитной обработке подвергали различные суспензии. Это позволяло предполагать, что коагуляция связана с различными воздействиями на твердые частицы. Однако результаты некоторых опытов показывают, что предварительная магнитная обработка воды, в которую затем были введены твердые частицы, также влияет на степень их коагуляции. [c.68]

С уменьшением толаины двойного электрического слоя (диффузной части) электрокинетический потенциал уменьшается, уменьшаются электростатические сшш отталкивания и одновременно возрастают силы межмолекулярного прияжения энергетический барьер снижается и наступает коагуляция. [c.33]

Из теоретических вопросов упомянем о концепции двойного электрического слоя и электрокинетическом потенциале. Идея двойного электрического слоя на границе двух фаз была выдвинута более 100 лет назад физиком Квинке для объяснения механизма открытого им потенциала протекания. Эта идея была широко использована в различных областях науки, в частности в физике (теории поля и электростатике), а также в электрохимии. Понятие об электрокинетическом потенциале было введено Фрейндлихом и Смолуховским в начале настояш его столетия и было также широко применено для освещения многих коллоидно-химических и электрохимических проблем, где ставился вопрос о природе и свойствах поверхностных слоев, разделяющих отдельные фазы, с учетом их взаимодействия. Электрокинетический потенциал играет большую роль, как известно, в вопросах устойчивости суспензоидных коллоидов, коагуляции, пептизации, в учении о структурах и структурообразовании, в явлениях [c.5]

Коагуляция коллоидов происходит под влиянием ряда факторов, которые уменьшают электрокинетический потенциал и тем самым способствуют слипанию частиц. К числу факторов, снижающих устойчивость коллоидов, относятся введение в раствор электролитов, повышение температуры, введение коллоидов, имеющих противоположньш заряд, и глубокий диализ. Наиболее действенным и изученным фактором является введение электролитов. Многочисленные исследования показали, что практически все электролиты вызывают коагуляцию это было отмечено еще в работах Т. Грэма, И. Г. Борщова — исследователей, способствовавших становлению коллоидной химии. [c.418]

Разбавленные эмульсии типа м/в по свойствам очень близки к гидрозолям обычных коллоидов. Стабилизируют эти эмульсии электролитами, создающими двойной электрический слой на поверхности эмульгированных капель. Устойчивость разбавленных водных эмульсий заЕ1Исит от величины электрокинетического потенциала и связанной с ним толщины сольватной оболочки. Для таких систем справедлива теория коагуляции, разработанная Дерягиным. Они устойчивы без специальных эмульгаторов. [c.142]

Концентрационная коагуляция связана с увеличением концентрации электролита, не вступающего в химическое взаимодействие с компонентами коллоидного раствора. Такие электролиты называют индифферентными они не имеют ионов, способных достраивать ядро мицеллы и вступать в реакцию с потенциалопределяющими ионами. При увеличении концентрации индифферентного электролита диффузный слой противоионов мицеллы сжимается, переходя в адсорбционный слой. В результате уменьщается электрокинетический потенциал и он может стать равным нулю. Такое состояние коллоидной системы называется изоэлектрически м. С уменьшением электро-кинетического потенциала агрегативная устойчивость коллоидного раствора снижается и при критическом значении дзета-потен-циала начинается коагуляция. Термодинамический потенциал при этом не изменяется. [c.331]

Было обнаружено, что коагулирующее действие электролитов прежде всего определяется величиной заряда тех ионов, знак которых противоположен знаку заряда коллоидных частиц, т. е. совпадает со знаком противоиона коагулирующее действие резко возрастает с увеличением заряда коагулирующего иона. По мере увеличения концентрации электролита заметная коагуляция проявляется только выше некоторой критической концентрации Ск, получившей название порога коагуляции. Отношение порогов коагуляции одно-, двух- и трехзарядных противоионов приближенно равно 1 0,016 0,0015 соответственно обратные величины, получившие название коагулирующей способности, образуют ряд чисел 1 60 700, приблизительно пропорциональных шестой степени валентности коагулирующего иона правило Шульце — Гарди). Было замечено, что вблизи порога коагуляции абсолютная величина -(потенциала, независимо от знака заряда коллоидных частиц, оказывается сниженной примерно до 30 мВ (точнее, находится в пределах от 25 до 50 мВ). Тщательные исследования коагулирующего действия разл ичных электролитов одного валентного типа показали, что они образуют лиотропные ряды, близкие к лио-тролпьш рядам, определяемым по участию в ионном обмене и влиянию электролитов на электрокинетический потенциал (см. 6, гл. VII). [c.295]

Такая ситуация возникает, когда вводимый электролит способен вызывать перезарядку поверхности частицы и при определенной концентрации нейтрализует ее заряд, уменьшая фо- или ф -потендиал ( нейтрализационная коагуляция ). Это соответствует более ранним представлениям Фрейндлиха об определяющей роли абсорбции ионов в снижении электрокинетического потенциала и наступлении коагуляции. [c.299]

Наиболее легко достижима коагуляция золей под действием электролитов. Прибавление электролитов к ионостабилизированному коллоидному раствору приводит к снижению электрокинетического потенциала и, следовательно, к уменьшению сил отталкивания. Коагуляция золей электролитами подчиняется определенным закономерностям, которые можно объединить в следующие общие правила. [c.204]

Понятие о критическом потенциале, получившее подтверждение в ряде работ [21, 24, 26—28], во многих случаях не соответствовало опытным данным [29—38]. Эйлере и Корф [37], исходя из того, что количественной мерой устойчивости должна служить энергия, необходимая для преодоления взаимного электрического отталкивания частиц коллоидного раствора, пришли к выводу, что при коагуляции соблюдается постоянство не -потенциала, а величины где 1/х — де-баевский радиус ионной атмосферы. Как видно из критерия Эйлерса и Кор-фа, устойчивость коллоидов должна зависеть не только от электрокинетического потенциала частиц, но и от валентности и концентрации ионов в растворе. [c.141]

Явление неправильных рядов объясняется тем, что при весьма малых количествах введенного электролита многовалентных ионов, недостаточно, чтобы скоагулировать золь. При этой концентрации, электролита -потенциал частиц выше критического его значения.. При несколько больших количествах электролита его ионы проявляют уже коагулирующее действие. Этот интервал концентраций отвечает значениям электрокинетического потенциала частиц от крит одного знака до крит противоположного знака. При еще несколько больших концентрациях многовалентные ионы перезаряжают коллоидные частицы и золь становится, опять устойчивым.. В этой зоне -потенциал снова выше критического значения, но обратен по знаку -потенциалу частиц исходного золя. Наконец,, при высоком содержании введенного электролита многовалентные ноны скоза и уже окончательно коагулируют золь по механизму концентрационной коагуляции. [c.300]

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]

Аллен и Матиевич [249—251] исследовали коагуляцию коллоидного кремнезема в области pH 6—11 и нащли, что механизм в данном случае иной, чем для лиофобных коллоидов. Критические концентрации коагулянта для различных солей не коррелируют с изменениями электрофоретической подвижности или с изменением электрокинетического потенциала. Хардинг [237] провел аналогичные наблюдения, хотя и сообщил, что кремнеземные частицы большего размера, т. е. диаметром 50 мм (вместо 12 нм), ведут себя в соответствии с теорией двойного электрического слоя. Поведение же небольших частиц кремнезема вследствие сказанного не может быть объяснено общепринятой теорией. Аллен и Матиевич [249] обнаружили, что катион коагулирующей соли вступает в обмен с протоном силанольной группы на поверхности. Коагулирующий эффект, вызываемый целым рядом катионов, определяется скорее числом ион-эквивалентов вступающих в обмен ионов, чем валентностью иона. Авторы предположили, что после адсорбции очередного катиона поверхность кремнезема теряет одну силанольную группу, способную образовывать водородную связь с водой, [c.510]

Как видно из рис. I, -потенциал характеризуется диффузной частью двойного электрического слоя. Чем меньще его толщина из-за перехода противоионов под влиянием тех или иных выщеприведенных факторов, тем меньще и величина электрокинетического потенциала, снижение которой до определенного критического значения приводит к коагуляции системы, гго можчо объяснить сжатием диффузионных ионных сфер. [c.329]

ОТ мембраны. С увеличением расстояния расхождение между ними возрастает, что обусловлено влиянием гравитационной конвекции. Движение частиц под влиянием градиента концентрации определяет две последующие стадии формирования диффузиофоретических покрытий. Эти исследования были проведены на системе, где градиент концентрации создается в результате химических реакций, протекающих на поверхности металла [7]. Как стадия транспорта частиц, так и стадия концентрирования и коагуляции частиц, определяются знаком и величиной электрокинетического потенциала. [c.135]

Устойчивость гидрофобных коллоидов зависит главным образом от их электрокинетического потенциала, и коагуляция является результатом с катия двойного слоя ионов и, следовательно, уменьшения электрокинетического потенциала. Так как ионы подвергаются, с одной стороны, влиянию броуновского движения и десорбируются с поверхности коллоидных частиц, а с другой — притягиваются к поверхности кулоновскими силами, то равновесное распределение ионов характеризуется некоторым средним расстоянием мея ду ними и коллоидными частицами. Это среднее расстояние является функцией концентрации как электролита, так и золя, что н определяет правило Бартона — Бишопа, поскольку вполне обоснованно считать, что уменьшение этого расстояния (т. е. сжатие двойного слоя) при определенных условиях в более концентрированных золях оказывается более резко выраженным. Чтобы истолковать правило Шульце — Гарди, часто достаточно предположить, что ионы различной валентности вызывают коагуляцию пропорционально их заряду, и не обязательно принимать, что различна адсорбируемость этих ионов [120]. [c.261]

Примерами гидрофильных золей, теряющих устойчивость лищь в концентрированных растворах электролитов, являются золи серы, оксидов и гидроксидов металлов и других соединений, дисперсная фаза которых сильно гидратирована за счет образования водородных связей с молекулами воды. Исследования стабильности и электрокинетического потенциала ряда гидрофобных золей (галогенидов серебра, сульфидов мышьяка и сурьмы), к которым были добавлены неионогенные поверх-ностно-активные вещества (оксиэтилированные эфиры этиленгликоля), показали, что образовавшиеся при этом дисперсии также представляют собой типичные лиофильные коллоидные растворы. Краснокутская и Сапон обнаружили, что с увеличением содержания ПАВ в растворе устойчивость золей в определенной области концентраций реагента возрастает настолько, что коагуляция наступает только в высококонцентрированных растворах солей. Таким образом, гидратированные молекулы неионных ПАВ, адсорбируясь на гидрофобных коллоидных частицах, превращают их в гидрофильные. При действии электролитов с однозарядными противоионами очень малые добавки ПАВ вызывают эффект сенсибилизации. При коагуляции высокоустойчивых коллоидных растворов, стабилизированных ПАВ, заряд противоионов, как у всех гидрофильных золей, не имеет существенного значения. Гидрофилизи-рованный золь становится чувствительным к совместному действию дегидратирующих агентов (например, этилового спирта или повышенных температур) и небольших количеств солей. Концентрация ПАВ, вызывающая превращение гидрофобного золя в гидрофильный, снижается с увеличением длины оксиэтиленовой цепи и углеводородного радикала молекулы ПАВ, но не связана с критической концентрацией мицеллообразования поверхностно-активного соединения. [c.23]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология