Взаимодействие частиц дисперсной фазы молекулярное притяжение

Существенной особенностью дисперсионных взаимодействий является их, так сказать, арифметическая аддитивность (по крайней мере приближенная) для двух объемов конденсированной фазы, разделенных зазором, имеет место суммирование притяжения отдельных молекул (хотя значение величины а может отличаться от ее значения в вакууме из-за взаимного влияния молекул в конденсированной фазе). Роль дисперсионной составляющей особенно велика при взаимодействии молекул конденсированных фаз на больших (по сравнению с молекулярными размерами) расстояниях. Суммарный дипольный момент макроскопических фаз в большинстве случаев равен нулю составляющие их постоянные диполи ориентируются в пространстве таким об-)азом, что их электрические поля взаимно нейтрализуют друг друга. Напротив, жаждая молекула данной фазы будет поляризоваться под влиянием флуктуирующих диполей другой фазы и взаимодействовать с ними. Поэтому па больших расстояниях взаимодействие молекул конденсированных фаз и тем самым образуемых ими частиц практически полностью обусловлено дисперсионным взаимодействием этот случай особенно существен при взаимодействии частиц дисперсной фазы через тонкие прослойки дисперсионной среды, что подробно рассматривается в гл. IX. [c.26]

Одним из наиболее теоретически разработанных факторов устойчивости дисперсных систем является электростатическое взаимодействие диффузных слоев ионов, окружающих частицы дисперсной фазы. Теория электростатического фактора устойчивости была развита в работах Б. В. Дерягина и Л. Д. Ландау и позже, независимо, голландскими учеными Е. Фервеем и Дж. Овербеком. Эта теория, получившая по имени ее создателей название теории ДЛФО, основана на сопоставлении электростатического отталкивания диффузных ионных слоев двух частиц и их молекулярного притяжения. [c.257]

Действие электролитов на многокомпонентные (по дисперсной фазе) системы более многообразно, чем на однокомпонентные повышение концентрации индифферентного электролита может как ускорять, так и замедлять коагуляцию. Последнее наблюдается, например, в тех случаях, когда притяжение частиц обусловлено электростатическим взаимодействием, а отталкивание—молекулярным. [c.153]

Влияние адсорбционных сольватированных слоев макромолекулярных веществ на устойчивость дисперсных систем, по-видимому, объясняется двумя причинами. Во-первых, при исчезающем малом взаимодействии адсорбционных слоев друг с другом они являются барьером, препятствующим сближению частиц на расстояния, при которых силы молекулярного притяжения становятся значительными (см. главу 2, стр. 115). Во-вторых, наличие макромолекул на межфазной границе может существенно ослабить силы притяжения частиц. Вероятно, первый фактор стабилизации играет решающую роль. Поскольку энергия молекулярного притяжения прямо пропорциональна радиусу взаимодействующих поверхностей, для получения устойчивых золей, в отличие от суспензий, требуется меньшее количество полимера на единицу площади границы раздела фаз. Устойчивость грубодисперсных суспензий наступает только в том случае, когда вследствие повышения концентрации макромоле-кулярного раствора в нем происходит образование геля и твердые частицы прочно удерживаются в его решетке . [c.59]

Флокуляция дисперсных систем (рис. 1.17, б) в определенной степени объясняется соотношением сил молекулярного притяжения и электростатического отталкивания. Естественно, что силы взаимодействия частиц при их сближении очень быстро возрастают. Агрегатирование глобул дисперсной фазы в некоторых случаях является переходным к обращению фаз. [c.44]

Отрицательный заряд дисперсных частиц возникает вследствие ионизации молекул триполифосфата натрия, составляющих поверхностный слой твердой фазы, и адсорбции аниона триполифосфата. Эти анионы являются потенциалопределяю-щими, а ионы Ма+, переходящие в раствор, — противоионами. При введении в суспензию катионоактивных ПАВ заряд частиц нейтрализуется. Так как взаимодействие между частицами в суспензии определяется алгебраической суммой электростатических сил отталкивания и молекулярных сил притяжения, нейтрализация заряда частиц катионоактивными ПАВ приводит к усилению контактных взаимодействий и росту вязкости. Неионогенные ПАВ не влияют на величину заряда, но, по-видимому, гидрофобизируют поверхность частиц твердой фазы, что и приводит к незначительному росту вязкости суспензии триполифосфата. [c.192]

Чтобы лучше понять закономерности кинетики гетерогенно-ката-литических процессов, целесообразно рассмотреть специфические особенности катализа на поверхности раздела фаз. В гомогенном катализе катализатор выступает в молекулярной форме, в гетерогенном катализе катализатор выступает в форме совокупности большого числа молекул или атомов, образующих отдельную фазу. Так, например, в коллоидной частице платины сосредоточено 10 10 атомов, из них менее 1 % расположено на поверхности частицы. В скелетном никеле число атомов в частице радиусом 50 мкм равно 10 , из них только несколько процентов находится на поверхности раздела фаз. Следовательно, в гетерогенном катализаторе только незначительная часть атомов или молекул катализатора может непосредственно взаимодействовать с молекулами реагирующих веществ. С увеличением 5уд возрастает доля молекул или атомов, находящихся на поверхности раздела фаз, возрастает и каталитическая активность. Однако диспергирование катализатора до молекулярной степени дисперсности необязательно приведет к максимальной активности катализатора. Активность при этом может проходить через максимум и снижаться до нуля. Активные центры на поверхности катализатора могут включать несколько атомов или атомных групп. Их каталитическая активность может зависеть от атомов и молекул, находящихся во втором, третьем или п-м слоях атомов и молекул. Тогда переход к молекулярной степени дисперсности приведет к разрушению активного центра и к потере активности катализатора. В гомогенно-каталитических реакциях в растворах молекулы катализатора равномерно распределены по всему объему жидкой фазы. В гетерогенном каталитическом процессе молекулы или атомы, принимающие участие в элементарном каталитическом акте, сосредоточены в очень малом объеме, ограниченном поверхностью катализатора и толщиной слоя раствора (газа) Л, равной расстоянию, на котором начинают существенно проявляться силы притяжения между молекулами реагирующих веществ и поверхностью катализатора. Принимая /г 10 м и 5уд 100 м г"1, рассчитаем объем реакционного пространства, в котором протекает элементарный химический акт [c.636]

Кроме примесей ионной (молекулярной) степени дисперсности, в кристаллизуемых расплавах могут присутствовать значительно большие по размерам инородные частицы, взаимодействующие с движущимся фронтом кристаллизации. Инородная частица у границы раздела фаз находится под действием двух противоположно направленных сил-силы расклинивающего давления, обеспечивающей поступление кристаллизуемого вещества в зазор между частицей и поверхностью кристалла и отталкивающей частицу от этой поверхности, и второй силы, прижимающей частицу к фронту кристаллизации, которая обусловлена обтеканием частицы вязким расплавом [86]. Если скорость кристаллизации / меньше некоторой критической для данной системы скорости /с, частица отталкивается поверхностью раздела фаз и движется впереди нее. При/>/с сила притяжения превосходит силу отталкивания и частица захватывается твердой фазой. [c.37]

Как отмечалось в главе I, существенная особенность дисперсионных межмолекулярных сил заключается в их аддитивности (по крайней мере, приближенной) взаимодействие двух объемов конденсированных фаз, разделенных зазором, является результатом суммирования притяжения всех отдельных молекул, составляющих эти объемы. Если ширина зазора заметно превосходит молекулярные расстояния, и недисперсионные силы оказываются уже неощутимыми, то энергия взаимодействия 11 (к) практически целиком определяется дисперсионными силами. Поэтому роль дисперсионных взаимодействий особенно существенна в дисперсных системах, где каждая частица представляет собой микрообъем конденсированной фазы, размеры которого велики по сравнению с молекулярными. В этом случае уже на заметных расстояниях (больших, чем молекулярные, но соизмеримых с размером самих частиц) может происходить частичная компенсация дисперсионных взаимодействий, т. е. частичное насыщение поверхностных сил. Это и отвечает возникновению между частицами дисперсной фазы сил притяжения. [c.246]

Г. А. Мартынов представляет себе действие адсорбционных полислоев поверхиостно-активны.х веществ следующим образом. Молекулярные силы притяжения универсальны, т. е. действуют между любыми телами., Представим теперь себе две одинаковые частицы, дисперсную фазу которых обозначим через, Д а полимолекулярно адсорбционный слой через 2 (рис. IX, 8), Очевидно, энергия взаимодействия самих частиц будет равна [c.284]

В расчетах молекулярно-электростатического взаимодействия частиц (или плоских поверхностей) принято, что расстояние между противолежащими слоями потенциалопределяющих ионов, которое и определяет силу отгалкивания двойных слоев, совпадает с расстоянием между фазовыми границами частиц. Между тем достаточно беглого взгляда на детальную (на молекулярном уровне) картину строения заряженной поверхности, чтобы убедиться в несовпадении плоскости адсорбции ионов с межфазной границей. Адсорбция по-тенциалопределяюших (ПО) ионов является, в сущности, процессом достройки кристаллической решетки адсорбента (ее анионной или катионной подрешетки при адсорбции анионов или катионов соответственно), поэтому плоскость локализации сорбированных ионов смешена относительно межфазной границы в глубь раствора на расстояние (И2 порядка половины периода решетки д, а возможно, и на большее. Незавершенность решетки и присутствие в ней преимущественно ионов одного знака (их электростатическое отталкивание) может быть причиной существенного ослабления связи ионов с поверхностью и их дополнительного смещения в сторону раствора. По причине рыхлости этот слой не может дать полноценного вклада в молекулярное притяжение частиц. В итоге молекулярное притяжение частиц (поверхностей) определяется расстоянием к между их фазовыми границами, а электростатическое отталкивание — расстоянием к-ё между плоскостями адсорбции ионов, поскольку потенциал именно этих плоскостей входит в константу электростатического отталкивания. Разница этих расстояний с1, как уже отмечалось, должна быть порядка периода решетки вещества, служащего дисперсной фазой. Таким образом, в дополнение к энергии специфической адсорбции ионов появляется еще один специфический для каждого вещества параметр — период решетки (или среднее меж-молекулярное расстояние в веществе), определяющий структуру ДЭС и его эффективность как фактора устойчивости дисперсной системы. Период решетки прене- [c.631]

При сближении двух тел до расстояний, сопоставимых с дальностью действия межмолекулярных сил, между ними возникают поверхностные силы взаимодействия, которые действуют лишь в сфере молекулярного поля и на расстояниях от поверхности раздела, превышающих радиус этой сферы, равны нулю. Эти силы, являющиеся следствием ненасыщенности межмолекулярных сил на поверхности фаз и зависящие от природы когезионных сил в фазах, всегда выступают как силы притяжения. Ненасыщен-ность межмолекулярного взаимодействия на внешней поверхности частицы приводит к образованию избыточной поверхностной энергии между фазами. Наличие определенного избытка свободной энергии, сосредоточенной в поверхностньге слоях на границе раздела фаз и пропорциональной этой поверхности, обусловливает стремление любых дисперсных систем занять минимальную поверхность раздела фаз. Следствием такого свойства дисперсных систем является стремление в изотермических условиях жидких частиц к коалесценции и твердых частиц к агрегированию, сопровождающихся понижением свободной поверхностной энергии пропорционально убыли поверхности. Термодинамически поверхностную энергию можно характеризовать через уравнение для внутренней энергии и=Р+Тз. Применительно к процессу образования новой поверхности и есть поверхностная энергия, Р - свободная энергия образования поверхности и Тз - тепловой эффект процесса, где 8 = с1Р МТ - температурный коэффициент свободной энергии образования поверхности. Известно, что внутренняя энергия системы является результатом взаимодействия частиц и их кинетической энергии. В изотермических процессах определяемая температурой кинетическая энергия частиц остается постоянной, поэтому все изменения внутренней [c.93]

Существуют и другие причины устойчивости коллоидных систем так, устойчивость водных дисперсий может быть обусловлена образованием на поверхности частиц достаточно развитых гидратных слоев. Между гидpaтны и оболочками отсутствует молекулярное притяжение, так как сила взаимодействия молекул слоя практически равна силе взаимодействия молекул среды. Для сближения частиц необходимо совершить работу по удалению гидратных оболочек, что обусловливает значительные силы отталкивания. Гидратадия частиц происходит в случае, когда поверхностные молекулы дисперсной фазы сильно взаимодействуют с молекулами воды за счет химических связей или прочных мостиков. Частным примером таких систем являются гидрозоли 5102 и гидроксидов многовалентных металлов. [c.612]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология