КОЛЛОИДНОЙ системы, свободная отталкивания частиц

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]

Поэтому для расчетов взаимодействия коллоидных частиц и основанной на них теории устойчивости коллоидов нерационально исходить из расчета свободной энергии системы, а несравненно проще пользоваться непосредственно значением силы отталкивания частиц. [c.185]

Ионные и молекулярные слои на поверхности частиц дисперсной фазы. Адсорбция ионов на поверхности коллоидных частиц, т. е. образование на их поверхности двойного электрического слоя, уменьшает агрегативную неустойчивость (при неизменном значении кинетической устойчивости) за счет возрастания сил электростатического отталкивания между мицеллами. Вследствие этого относительная роль кинетической устойчивости, а значит и устойчивость коллоидной системы в целом возрастают. При адсорбции на поверхности коллоидных частиц молекул поверхностно-активных веществ агрегативная неустойчивость (при неизменном значении кинетической устойчивости) сокращается за счет уменьшения свободной поверхностной энергии, приходящейся на одну частицу, поскольку при этом уменьшается межфазное натяжение. [c.325]

Электрическая стабилизация вызвана наличием электростатического отталкивания молекул. Однако в коллоидных системах действует и сила дисперсионного притяжения. В зависимости от того, какая из этих сил преобладает, система может быть устойчива или неустойчива. Если энергия притяжения частиц больше, то вследствие броуновского движения частиц, являющихся свободными, происходит слипание коллоидных частиц и коагуляция раствора. Коагуляция имеет несколько ступеней. Сначала происходит медленная коагуляция, т. е. очень малое число соударяющихся частиц слипается. Со временем общее число первичных частиц уменьшается в результате образования агрегатов из двух-трех первичных частиц, но коагулят (осадок) не выпадает. Эта стадия называется скрытой коагуляцией. В дальнейшем скорость коагуляции растет и наступает быстрая коагуляция, когда каждое соударение частиц приводит к их слипанию. Выпадение осадка — коагулята характеризует последнюю стадию — явную коагуляцию. [c.101]

Известно, что если в дисперсной системе распределение максимумов свободной энергии имеет регулярный характер, то монодисперсные коллоидные част1щы, находящиеся в минимумах и разделенные барьером отталкивания, могут образовывать периодические коллоидные структуры. Возможность сближения частиц в элементарных актах определяется высотой энергетических барьеров и глубиной потенциальных ям. Если глубина второго минимума (в данном случае со стороны большего давления, рис. 12.45) достаточно велика, то независимо от высоты барьера происходит дальнее взаимодействие (до 100 нм) двух частиц, фиксируемых на расстоянии, отвечающем второму минимуму. К этой паре могут присоединяться дру1 ие частицы с образованием тройников и более сложных ансамблей. При возрастании концентрации дисперсной фазы, например при увеличении глубины окисления битума, в таких случаях возможно превращение золя в полностью структурированную систему. Периодические коллоидные системы, являющиеся тиксотропными гелеобразными веществами, в зависимости от предложенной нагрузки способны вести себя либо как упругие тела, либо как легко текучие жидкости. Судя по данным, приведенным на рис. 12.43 и 12.44, таким свойством обладают пленки смол, асфальтенов и битумов разной степени окисления. [c.793]

Известно, что если в дисперсной системе распределение максимумов свободной энергии имеет регулярный характер, то монодисперсные коллоидные частицы, находящиеся в минимумах и разделенные барьером отталкивания, могут образовьшать периодические коллоидные структуры. Возможность сближения частиц в [c.759]

Фундаментальные теоретические исследования такого типа проводятся в приложении к несущим стабилизирующие цепи бесконечным плоским поверхностям при равновесных условиях. Очевидно, что для оценки порядка величины отталкивания в реальных коллоидных системах практически эквивалентны модели, основанные на свободной энергии смешения, как предполагающие плотность сегментов постоянной внутри барьера, но допускающие перераспределение сегментов, так и модели, использующие упрощенные распределения плотности сегментов и допускающие взаимопроникновение полимерных цепей без перераспределения их плотности. Первая модель особенно удобна, когда рассматриваются коллоидные дисперсии сферических частиц, поскольку для таких систем членом ограничения объема на практике можно пренебречь. С другой стороны, последняя модель особенно полезна в случае больших плоских поверхностей при средних степенях сближения. Эти две модели описывают изменение отталкивания при сближе- [c.46]

Температура. При повышении температуры коллоидного раствора средняя кинетическая энерги5 ( поступательного движения частиц дисперсной фазы увеличивается, в результате чего увеличивается и кинетическая устойчивость коллоидной системы. Но чем больше средняя кинетическая энергия поступательного движения частиц диспе )сной фазы, тем больше они преодолевают силу электростатического отталкивания при столкновениях, сближаясь до таких расстояний (тысячных долей микрона), при которых (за счет сил Ван-дер-Ваальса) происходит их слипание, что связано с уменьшением числа частиц и увеличением свободной поверхностной энергии, приходящейся на одну частицу, а следовательно, с увеличением агрегативной неустойчивости коллоидной системы. Последнему процессу способствует также то, что при повышении температуры количество потенциалобразующих ионов на поверхности ядер мицелл уменьшается. Таким образом, повышение температуры кол- [c.324]

Крупные частицы легко осаждаются или могут быть отфильтрованы, мелкие (0,01 - 10 мкм) - образуют дисперсию, характеризующуюся высокой кинетической и агрегативной устойчивостью. Действительная скорость осаждения частиц даже значительно более крупных пс сравнению с коллоидными оказывается значительно меньше рассчитанной по закону осаждения Стокса. Это объясняется наличием поверхностных сил, создающих электростатический потенциал, которые обусловливает дополнительную кинетическую устойчивость в системе ионизированной сточной воды. Поверхность частиц дисперсной фазы имеет свободную энергию, которая приводит к изменению концентра ции компонентов дисперсионной среды в прилегающем к поверхности объеме, т.е. к адсорбции. Если водная фаза представляет собой элект ролит, то на поверхности сорбируются ионы, в результате чего вокруг дисперсных частиц образуется двойной ионно-молекулярный слойг который определяет кинетическую и агрегативную устойчивость дисперсной системы. Распределение ионов у поверхности частииь зависит от соотношения сил адсорбции, электростатического притяжения (или отталкивания) и диффузионных сил, стремящихся выравнять концентрацию ионов в объеме дисперсионной среды. Под действие этих сил устанавливается равновесие. В целом система остается электрически нейтральной, так как заряды частиц уравновешен зарядами противоположного знака в растворе. [c.158]

Зная зависимость свободной энергии от расстояния между заряженными частицами и взяв от нее производную по расстоянию, можно найти при определенном приближении и силу взаимодействия. Многие авторы в первую очередь уделяли внимание расчету свободной энергии системы, заряженных частиц в растворах электролитов. Фервей, Овербек, обосновывая преимущества этого способа расчета взаимодействия коллоидных частиц, писали Серьезные трудности возникают при последующем интегрировании (силы отталкивания) по расстоянию даже в случае двух плоских двойных слоев. Действительно, сила в последнем случае не является простой фзжкцией расстояния между пластинами, поэтому ее интегрирование необходимо проводить численными или графическими методами. Ввиду этих трудностей мы исследовали другой, более прямой путь определение свободной энергии... [1, с. 68]. [c.184]

Фундаментальная количественная теория устойчивости заряженных коллоидных частиц, так называемая теория ДЛВО, была развита независимо советской [35 ] и датской [3 ] школами. В этих исследованиях предполагалось, что коллоидная устойчивость достигается тогда, когда возникающий при сближении заряженных частиц потенциал отталкивания превышает потенциал присущего частицам притяжения. Электростатическая стабилизация лиофобных коллоидных дисперсий в неводных средах уже обсуждалась в терминах теории ДЛВО ранее [5]. В последние годы при использовании истощающего диализа были получены водные дисперсии коллоидных частиц полимера, практически свободные от примесей электролита [1, 36] и поэтому содержащие только на поверхности частиц ионы и противоионы. Эти латексы высокоустойчивы при всех доступных концентрациях. Действительно, Кригер [37 ] показал, что между значительно удаленными друг от друга частицами в дисперсиях низких концентраций могут возникать дальнодействующие силы отталкивания, значительно превышающие кТ. Ввиду того, что рассматриваемые водные системы являются устойчивыми, вероятно, вследствие простого кулонов-ского отталкивания, возникает вопрос, почему тот же механизм не может привести к стабилизации полимерных дисперсий в органических жидкостях. Однако причина этого положения вещей устанавливается просто. [c.28]

С наибольшей достоверностью представления дырочной теории могут быть распространены на периодические коллоидные структуры высокодисперсных (0,1 мкм и менее) частиц [91]. В таких системах дальность действия межчастичных поверхностных сил сравнима с диаметром частиц. Величине 11а в этом случае можно придать четкий физический смысл в рамках дырочной модели. Предположим, что частиць какой-нибудь структуры образуют квазикристаллическую решетку конкретного вида, например гексагональную. Рассмотрим процесс переноса одной из частиц в соседний свободный узел решетки. Это г перенос может быть осуществлен так, что все остальные частицы системы останутся неподвижными. Зная характер межчастичного взаимодействия, например, полагая, что оно обусловлено молекулярным притяжением и электростатическим отталкиванием, можно рассчитать работу, которую необходимо совершить при переносе частицы. Такой расчет проведен в [91], Эта работа и является энергетической характеристикой 11а структуры. Ее иногда называют энергией активации течения системы. [c.88]

Однако при совместном действии в системе сил притяжения и отталкивания Ван-дер-ваальса и кулоновских сил условие минимизации энергии цилиндрических тел с неравновесными зарядами на телах двух знаков достигается в случае преимущественно коллинеарного и эквидистантного расположения ассоциатов, при котором ассоциаты одного сорта выстраиваются в торец друг другу. В соответствии с данными представлениями положение стабильных ассоциатов (выстроенных в виде относительно жесткого полубесконечного кластера) будет определяться дальнодействующими (относительно сил Ван-дер-ваальса) кулоновскими силами статического электрического поля жидкости. Исходя из данных представлений, в емкостях различной формы подобные нематические структуры должны выстраиваться вдоль направления наибольшего размера. Отметим также то обстоятельство, что образование таких пространственных структур может свидетельствовать в пользу электрической нейтральности свободной жидкости, заполняющей пространство между ассоциатами. Это означает, что носителями зарядов являются ассоциаты, поэтому их структуры правильнее называть как ион-кристаллические ассоциаты, Ассоциаты, как коллоидные частицы, должны иметь униполярный заряд, что обусловлено не кулоновскими, а ван дер ваальсовыми взаимодействиями фрагментов молекул с поверхностью кристалла, имеющую электростатический потенциал. [c.54]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология