Коллоидные системы электростатическая теория

Электростатическая теория коагуляции основана на учете изменений двойного электрического слоя коллоидной частицы (Мюллер). Изучая коагуляцию, вводят понятие о критическом потенциале, выше которого система сравнительно устойчива,, ниже — золь теряет стабильность и быстро коагулирует. Например, критический потенциал золя АзгЗз равен 26 мв, эмульсии масла — 30 мв и т. п. [c.117]

Действие смесей электролитов на коллоидные системы крайне специфично, и явления, ими вызываемые, не подчиняются какому-либо одному закону. При изучении указанных явлений следует исходить из электростатического взаимодействия между ионами в растворе на основе теории сильных электролитов Дебая и Гюккеля. В некоторых случаях на этот процесс накладываются параллельно идущие химические реакции комплексо-образования, явление адсорбции ионов и происходящее при этом изменение -потенциала. Явление, противоположное антагонизму ионов, получило название синергизма-, в этом случае требуется электролитов в смеси меньше для коагуляции, чем при аддитивном их действии. [c.131]

В господствующей теории стабильности лиофобных коллоидов -потенциал является мерой устойчивости коллоидной системы, определяя собою силы электростатического отталкивания, препятствующие склеиванию заряженных частиц. Силы же притяжения, вызывающие это склеивание между полностью или частично разряженными частицами, принимались совершенно постоянными и характеризовали собственную поверхность частиц, не изменяющуюся в процессе коагуляции. Это положение, естественно, вытекало из представления о коллоидной частице как о многовалентном ионе, обладающем неизменной поверхностью и постоянным количеством зарядов и ионогенных групп. [c.107]

Теории, объясняющие коагуляцию лиофобных золей растворами электролитов, можно в основном разделить на две группы теории адсорбционные, исходящие из представлений, что коагуляция обусловливается адсорбцией коллоидными частицами ионов прибавленного электролита, и электростатические, связывающие коагуляцию с изменением размеров и свойств двойного электрического слоя вокруг частиц при повышении концентрации электролита в системе. [c.339]

Существование двойного электрического слоя (ДЭС) ионов и скачка потенциала на границе раздела двух фаз играет важную, а иногда — основную роль не только в процессах адсорбции ионов и ионного обмена, но и во многих других явлениях, важных для теории и практики. К ним относятся электродные процессы электрокапиллярные и электрокинетические явления процессы массо- и энергообмена в капиллярно-пористых телах поляризационные явления, происходящие при этом, и, наконец, явления, связанные с электростатическим взаимодействием коллоидных частиц, определяющим в значительной степени устойчивость дисперсной системы. Все эти феномены взаимосвязанные посредством ДЭС, на- [c.178]

В нашу задачу пе входит обсуждение многочисленных теорий коагуляции, развитых различными исследователями в конце прошлого века — начале нынешнего. Они представляют лишь- исторический интерес. В настоящее время общепринята физическая теория коагуляции лиофобных золей Дерягина — Ландау — Фервея — Овербека [18—22], в которой степень устойчивости системы определяется из баланса молекулярных и электростатических сил (см. гл. I). Хотя детальная разработка этой теории еще не завершена, она, благодаря принципиально верной трактовке роли поверхностных сил разной природы, позволила объяснить целый ряд коллоидно-химических явлений. [c.110]

Существование двойного электрического слоя (ДЭС) ионов и скачка потенциала на границе раздела двух фаз играет важную, а иногда — основную роль не только в адсорбции понов и ионном обмене, но и во многих других явлениях, важных для теории и практики. К ним относятся электродные процессы, электрокапил-лярные и электрокинетические явления, процессы переноса вещества и энергии через коллоидные системы, поляризационные явления, происходящие при этом, и наконец, явления, связанные с электростатическим взаимодействием коллоидных частиц, определяющим в значительной степени устойчивость дисперсной системы. Все эти феномены, к знакомству с которыми мы переходим, оказываются взаимосвязанными посредством ДЭС. Для выражения этой связи мы вводим термин, появившийся последнее время в литературе, — э л е к т р о п о в е р х н о с т н ы е явления. Этим общим термином мы обозначаем все следствия, имеющие своей причиной существование ДЭС на поверхности раздела фаз. Круг их настолько обширен, что часть из них, непосредственно не связанная с дисперсными системами, рассматривается в электрохимии, в физике твердого тела, в геофизике и других дисциплинах. Однако несомненно, что обобщенное изучение всех следствий существования ДЭС должно составить предмет физической химии дисперсных систем и поверхностных явлений. [c.192]

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]

Согласно электростатической теории, коллоидная система представляет собой следующее. Вокруг частицы имеется двойной электрический слой, одна часть которого прочно связана с частицей. За этим слоем, благодаря электростатическим силам заряженной частицы, действующим отталкивающе на однозначно заряженные ионы и притягивающе на противоположно заряженные ионы, получается слой ионов, в котором будут преобладать ионы противоположного с частицей знака. Такому распределению ионов с противоположным зарядом препятствует температурное движение ионов, энергия которого приблизительно одного порядка с энергией кулоновских сил (сил электрического взаимодействия). Под действием двух этих сил образуется своего рода ионная атмосфера вокруг частицы, в которой будут преобладать ионы с зарядами, противоположными заряду частицы. Например, в случае отрицательно заряженной частицы AsaSs вблизи самой частицы будет находиться ярочный слой Н+-ионов, не уравновешивающий полностью ее заряда. За этим слоем диффузный слой Н+-ионов, [c.263]

Чем же объяснить своеобраз1ие дзета-потенциала Как уже указывалось, при образовании термодинамического потенциала от поверхности твердого тела отщепляются ионы и уходят в среду. Благодаря электростатическому взаимодействию, эти ионы, несущие положительный или отрицательный заряд, должны расположиться на расстоянии одной молекулы от поверхности, в результате чего образуется двойной электрический слой Гельмгольца. Опыт показывает, однако, что внешний электрический слой размыт вследствие рассеивающего влияния теплового движения. Отсюда, по теории Г у и, вместо упорядоченнойоднослойной обкладки возникает ионная атмосфера, концентрация которой падает по мере удаления от поверхности твердого тела. Следовательно, количество положительных и отрицательных зарядов в коллоидной системе будет одинаково, но плотно 1сть заряда на поверхности коллоидной частицы и в ионной атмосфере будет значительно отличаться. Она будет наибольшей на поверхности частиц. Однако структура ионной атмосферы также неоднородна. [c.270]

В процессе флокуляции, согласно данным Ламера [309], преобладающим фактором, приводящим к образованию мостиков между частицами, является адсорбция полизлектролита,. но не электростатическое взаимодействие. Автор представил математический анализ кинетики флокуляции и дефлокуляции при динамическом равновесии системы. В соответствии с этими соображениями, флокуляция не может быть непосредственно объяснена в рамках теории ДЛФО. Электростатическое взаимодействие, с которым главным образом имеет дело теория-ДЛФО, не является определяющим при рассмотрении флокуляции. Основными факторами представляются специфические химические взаимодействия между коллоидными частицами и вызывающими флокуляцию агентами. Теория ДЛФО по существу не учитывает роль адсорбции различных веществ из раствора на коллоидных частицах, но рассматривает добавляемые к раствору вещества только с точки зрения нх влияния, оказываемого на свойства водной среды, а также электростатические и молекулярные силы между коллоидными частицами. Общий обзор физических аспектов флокуляции коллоидов при воздействии полимеров был представлен в работе [310]. [c.535]

Энергия взаимодействия частиц определяется балансом сил притяжения и отталкивания, зависящим в свою очередь от природы СИЛ и расстояния между частицами. Физическая теория устойчивости ионно-стабилизированных КОЛЛОИДНЫХ растворов основана на учете ван-дер-ваальсовых сил притяжения и электростатического отталкивания диффузных слоев адсорбированных ионов. Теория развита отдельно для сильно и слабо заряженных поверхностей в применении к разным дисперсным системам. Представляет ин-терес исследование не только коагуляции, но и значительно менее разработанного механизма пептизации, в частности понижения прочности агрегатов, образованных коагуляцией первичных частиц. Весьма актуальна разработка теории взаимодействия неионно-стаби-лизированных частиц, учитывающая действия сольватации, адсорбционных слоев ПАВ, полимеров и другие факторы устойчивости. Остается открытым вопрос о влиянии кинетических факторов на контактные взаимодействия. [c.8]

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]

Переходя к рассмотрению применимости современных теорий устойчивости для описания механизма стабилизации и дестабилизации суспензий клеток, следует прежде всего отметить, что между поверхностью клетки и окружающей ее водной средой поверхностное натяжение равно нулю [14]. Следовательно, суспензии микроорганизмов, согласно классификации Ребиндера—Щукина (см. раздел 1.1), являются типичными лиофильными системами, что подтверждается многочисленными опытными данными. Исключение составляют некоторые виды микроорганизмов или клетки культур, выращенных на специальных средах (Маршалл и др., 1973,1975). В этом случае поверхность бактерий может быть полностью гидрофобна или гидрофобность характерна только для полюса клетки. Таким образом, сольватация поверхности, рассматриваемая в коллоидной химии как один из факторов стабилизации дисперсии, имеет большое значение и для оценки устойчивости биологических систем в связи с обнаруженной высокой степенью гидрофильности поверхности клеток микроорганизмов. Развитые гидратные оболочки препятствуют взаимодействию и агрегации клеток (Буш, Стамм, 1968 Зонтаг, 1976), вызывают затруднения при флотации микроорганизмов (Сотскова, Кульский и др., 1981), ухудшают адгезию клеток (Звягинцев, 1973). Как правило, повышение заряда поверхности (увеличение f-потенциала) усиливает ее гидратацию, т. е. электрические свойства клеток не только обуславливают существование электростатического барьера, но и играют определенную роль в формировании фактора [c.16]

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]