Коагуляция потенциальный барьер

По уравнениям (VI. 3), (VI. 13) — (VI. 15) рассчитывают консганту скорости коагуляции К, фактор стабильности W и потенциальный барьер А , Строят зависимость А = /(Сэл). Объясняют полученные результаты. [c.170]

Рассмотренные выше количественные закономерности коагуляции электролитами относятся в основном к порогу быстрой коагуляции, когда потенциальный барьер равен нулю или фактор устойчивости Х (коэффициент стабильности) равен единице. В соответствии с теорией медленной коагуляции, разработанной [c.337]

Константа скорости коагуляции К (константа скорости медленной коагуляции) является мерой кинетической агрегативной устойчивости. Если А = 0 и Р = 1, то эта константа равна константе скорости быстрой коагуляции, зависящей от вязкости среды и температуры системы. Если ДЯ =7 = О и Р =7 1, то не все соударения частиц эффективны, и происходит медленная коагуляция. Замедление коагуляции, обусловленное потенциальным барьером, характеризуется фактором устойчивости, или коэффициентом стабильности [c.160]

С ростом концентрации электролита в золе потенциальный барьер А уменьшается, скорость коагуляции частиц возрастает, соответственно этому увеличивается значение ( /)/( т)т ->а Это позволяет по графической зависимости (йО/йх). о от концентрации электролита Сэл определять порог быстрой коагуляции Ск золя при условии, если 11 = 1 и К = Кб (рис. 49). [c.168]

Согласно теории кинетики коагуляции различают быструю и медленную коагуляцию. Для такого разделения можно воспользоваться уравненпем (VI.12) константы скорости коагуляции. При быстрой коагуляции все столкновения частиц эффективны, т. е. приводят к слипанию частиц. Такому положению отвечает условие равенства нулю потенциального барьера Д = О и равенства единице стерического множителя Р= 1. Константа скорости быстрой коагуляции в соответствии с уравнением (VI. 12) равна [c.282]

Снижения высоты потенциального барьера, как видно нз формулы для определения расклинивающего давления, можно достичь либо увеличением концентрации ионов с в электролите и утонением диффузного слоя б у поверхности частиц (6=1/ ), либо уменьшением (нейтрализацией) потенциала поверхности г з1 в результате специфической адсорбции на ней потенциалопределяющих ионов. Поэтому прп воздействии электролитов на дисперсные системы говорят о концентрационной и нейтрализованной коагуляциях (рис. П1.3). [c.73]

Наиболее характерны три типа потенциальных кривых. Первый отвечает системам или их состояниям, когда и< О при любом К, а и > кТ, что при достаточно высокой концентрации и дисперсности частиц приводит к быстрой коагуляции. Второй тип потенциальных кривых отличается наличием достаточно высокого потенциального барьера и вторичного ми- [c.101]

Теория ДЛФО позволяет рассчитать порог коагуляции электролита (С ф). Суммарная потенциальная кривая прн с—с р касается оси в одной то 1ке (рнс. 66). Отсутствие потенциального барьера означает слипание частиц ири каждом столкновении (так называемая быстрая коагуляция). Уравнение для расчета с,ф выводится иа основании следующих двух условий, определяющих вид кривой, изображенной иа рис. 66 [c.118]

Таким образом, повышение концентрации дисперсной фазы приводит к коагуляции даже в тех случаях, когда потенциальный барьер парного взаимодействия частнц значительно больше кТ. Такую коагуляцию называют стесненной. [c.154]

Дипольные силы являются дальнодействующими и поэтому на потенциальной кривой взаимодействия частиц в электрическом поле на больших расстояниях всегда имеется потенциальная яма. Ее глубина зависит от напряженности поля и увеличивается с ростом Е. При достаточной глубине энергетического минимума происходит коагуляция частиц, имеющая обратимый характер при снятии электрического поля система восстанавливает первоначальную устойчивость. Энергия дипольного взаимодействия может стать больше потенциального барьера. В этом случае в системе наблюдается необратимая коагуляция. [c.157]

Термодинамическая неустойчивость коллоидных растворов приводит в отдельных системах к их быстрому разрушению. В то же время многочисленные системы (коллоидные растворы золота, иодида серебра, сульфида мышьяка и др.) могут существовать без изменения в течение многих лет. Связано это с препятствующим коагуляции одноименным зарядом коллоидных частиц. Энергия двойного слоя создает потенциальные барьеры между частицами, существенно превышающие среднюю энергию броуновского движения частиц. [c.415]

Теоретический расчет показывает, что если величина потенциального барьера (участок б на кривой 3) мала и глубина дальнего минимума (участок в на кривой 3) невелика, то частицы под воздействием кинетической энергии и далее под влиянием сил притяжения (участок а) приближаются до наиболее близкого расстояния и происходит коагуляция под влиянием ближнего взаимодействия частиц. Такие системы неустойчивы, и коагуляция в таких случаях необратима. Если высота [c.417]

Критическая концентрация 7кр электролита (так называемый порог коагуляции), при которой исчезает потенциальный барьер и наступает коагуляция, выражается следующей формулой [c.92]

Первая стадия коагуляции связана с преодолением электростатического барьера между частицами. Длительность этой стадии зависит от концентрации электролита, валентности коагулирующего иона, стенени адсорбционной насыщенности глобул и от других факторов, которые влияют на состояние двойного электрического слоя стабилизатора и, следовательно, определяют электростатическое отталкивание исходных глобул. В ходе первой стадии коагуляции образуются первичные агрегаты, поверхность которых покрыта насыщенным слоем стабилизатора. Для последующего слипания таких агрегатов необходимо прорвать адсорбционно-насыщенный и в значительной стенени гидратированный слой, т. е. преодолеть новый потенциальный барьер, который имеет наряду с электростатической [c.109]

При недостатке потенциалопределяющих ионов или в случае избирательной адсорбции других ионов противоположного знака заряд и потенциал поверхности частиц падают, приближаясь к нулю. В результате снижается потенциальный барьер 11 (см. рис. 46, кривые /, 2). Наступает так называемая нейтрали-зационная коагуляция коллоидной системы. [c.121]

Определяя Ua, можно вычислить скорость коагуляции, а также, пользуясь уравнением Ван-дер-Ваальса, оценить границы области, в которой частицы золя находятся в равновесии с агрегатами даже в отсутствие сил отталкивания — дезагрегация идет за счет энтропии смешения. Такие системы оказываются агрегативно-равновесными даже в присутствии большого избытка электролита. В этом случае потенциальный барьер исчезает и два минимума сливаются в один, причем глубина его в реальных условиях (с учетом того, что 2/г ф 0) может быть небольшой. Согласно расчетам Мартынова и Муллера, область нечувствительности гидрофобных коллоидов достаточно широка, увеличиваясь с уменьшением константы Гамакера А, концентрации частиц V, их радиуса, а также с увеличением толщины прослойки Я. [c.254]

Физические воздействия в виде электрических и акустических полей существенно влияют на движение частиц и, следовательно, на вероятность их столкновения. При определенных энергиях частиц, получаемых ими в полях, они могут сближаться, преодолевая.рервый глубокий потенциальный барьер, образуя устойчивую систему. Этот вопрос применительно к коагуляции гидрозолей в ультразвуковом поле был рассмотрен Г. А. Мартыновым и Д. С. Лычниковым [34]. Таким образом, рассматриваемые воздействия могут оказывать влияние и на вторую груйпу факторов. [c.134]

И. Ф. Ефремовым [13] развито представление о том, что при желатинировании многих золей и суспензий возникновение пространственной сетки обязано силам притяжения между частицами, действующим при сохранении разделяющего их потенциального барьера. При достаточно высоком потенщ1але поверхности и малой толщине двойных ионных слоев, что соответствует сравнительно большой концентрации электролита в дисперсной системе, на результирующей кривой энергетического взаимодействия появляется яма, отвечающая дальним расстояниям. Если глубина такого минимума велика по сравнению с энергией теплового движения, то частица может зафиксироваться в нем, и наступит коагуляция, называемая в отличие от случая непосредственного контакта поверхностей коагуляцией во вторичном миниму.ме (рис. 1.1). [c.13]

Нейман с сотрудниками, применяя нефелометрический и электронномикроскопический методы для исследования кинетики коагуляции различных латексов под действием злектролитов, показали, что коагуляция адсорбционно-насыщенных латексов протекает в две стадии. Первоначальные контакты между частицами возникают по не.защищенным эмульгатором участкам поверхности, и адсорбционная насыщенность глобул увеличивается. В связи с этим, по мнению указанных авторов, возникает дополнительный потенциальный барьер, связанный со структурой и свойствами поверхностных насыщенных адсорбционно-гидратных слоев эмульгатора, что приводит к замедлению коагуляции — начинается ее вторая стадия. У адсорбционно-насыщенных латексов первая стадия коагуляции отсутствует. Обширные исследования в этой области позволили заключить, что агрегативная устойчивость синтетических латексов, полученных на ионогённых эмульгаторах, определяется наличием и совместным действием двух защитных факторов на первой стадии преимущественную роль играет ионно-электростатический фактор стабилизации, на второй — фактор, имеющий неэлектростатическую природу. [c.14]

Если константа скорости пептизации значительно больше константы скорости коагуляции (энергия активации пептизации значительно меньше, чем при коагуляции), то в системе будут преобладать мелкие первичные частицы. С увеличением константы скорости коагуляции (уменьшением ее потенциального барьера) число двойных, тройных и т. д. частиц в равновесной системе возрастает. Если коагуляция вызвана взаимодействием между частицами через прослойки среды, то энергия притяжения незначительна, и минимум энергии состемы характеризуется малым отрицательным значением. Поэтому небольшие изменения в системе (колебания pH, ко1щентрацпи электролита), вызывающие увеличение силы отталкивания частиц (уменьшение силы нх притяжения), приводят к пептизации системы иод действием броуновского движения. К системам, способным к подобным превращениям, относится большинство лиозолей (гидрозолей), стабилизированных различными способами, в том числе с помощью электролитов, ПАВ и ВМС. В этом отношении интересны гидрозоли оксида кремния, которые [c.287]

Кривая 2 указывает на наличие достаточно высокого потенциального барьера и вторичного минимума. В системе, находяш,ейся в таком состоянии, происходит быстрая флокуляция частиц иа рас" стояниях, соответствующих вторичному минимуму. Благодаря наличию потенциального барьера частицы во флокулах не имеют непосредственного контакта и разделены прослойками средьь Очевидно, что такое состояние отвечает обратимости коагуляции, Пептизация возможна после устранения вторичного минимума или его уменьшения до значения меньше кТ. [c.331]

Принято считать, что типичные лиофобиые системы агрегативно устойчивы благодаря проявлению электростатического фактора стабилизации и коагулируют при введении в систему сравнительно небольших количеств любых электролитов. Наименьшая концентрация электролита Си, при которой начинается коагуляция (медленная), называется порогом коагуляции. Быстрая коагуляция требует такой концеитрацин электролита с , после увеличения которой скорость коагуляции остается постоянной (когда фактор устойчивости W=, или потенциальный барьер = 0). [c.333]

Зависимость скоростп коагуляции от концентрации электролита показана на рис. VI. 17. Из этого рисунка следует, что введение электролита в дисперсную систему снижает потенциальный барьер, который при быстрой коагуляции (максимальной скорости) становится равным нулю. Порог коагуляции существенно зависит от момента его фиксирования, от метода наблюдения за коагуляцией (изменение рассеяния света, реологических свойств н др.) и от концентрации золя, поэтому необходимо всегда подробно указывать условия определения этой величины. [c.333]

При значительном потенциальном барьере может наступить такое состояние системы, когда скорость агрегации частиц будет равна скорости дезагрегаци(1 и система окажется термодинамически устойчивой к коагуляции. [c.160]

Введение электролитов снижает высоту потенциального баркфа (см. рис. 46), но при небольших концентрациях электролита энергетический барьер остается достаточно велик и коагуляции частиц не происходит. Агрегация наступает при введении определенного для данной системы количества электролита, соответствующего порогу коагуляции. Порог быстрой коагуляции Ск определяет количество электролита, необходимое для коагуляции единицы объема коллоидной системы г[ри полном исчезновении потенциального барьера АЕ. При сохранении небольшого потенциального барьера в системе протекает медленная коагуляция. [c.162]

Взаимодействие в ближнем минимуме возможно при небольших значениях потенциального барьера и малой глубине дальней потенциальной ямы . Так как значение потенциальной энергии в ближнем минимуме обычно много больше значепия кинетической энергии частиц, то коагуляция в данном случае носит необратимый характер и сопровождается уменьшением дисперсности и удельной поверхности. [c.71]

Концентрационная коагуляция происходит при увеличении содержания индифферентного электролита в дис[1ерсной системе. Как уже отмечалос1з ири рассмотрении двойного электрического слоя, с ростом концентрацни электролита в дисперсионной среде происходит сжатие диффузной части ДЭС и снижение величины потенциального барьера. Одновременно в результате сжатия диффузного слоя увеличивается также глубина второго минимума, что приводит к возрастанию вероятности дальней агрегации. Порог концентрационной коагуляции зависит от валентности г и в случае шдрофобных поверхностей для одно-, двух- и трехзарядных противоионов относится как 1 64 729. [c.73]

В однокомпонентных (по дисперсной фазе) системах при малых концентрациях электролита (с < с р) электростатические силы отталкивания больи е молекулярнь1х сил притяжения (кроме области малых расстояний) на потенциальной кривой (рпс. VI.2, а) имеется потенциальный барьер тах Скорость коагуляции в такой системе определяется вероятностью столкновения частиц, имеющих кинетическую энергию Из кривых распределе- [c.150]

Энергия молекулярного и электростатического взаимодействий частиц одинакового размера, как следует из уравнений (VI.34) — (VI.35), прямо пропорциональна радиусу частиц. Поэтому увеличе1ше размера частиц влечет за собой увеличение потенциального барьера н глубины вторичного минимума. Основываясь на этом следствии из теории ДЛФО, можно заключить, что высокодисперсные системы (а 0,1 мкм) более склонны к ближней коагуляции (с преодолением потенциального барьера), а грубодисперсные (суспензии, эмульсии)—к дальней (во вторичном минимуме). [c.153]

На рис. IX, 3 приведены графики зависимости М от времени т, прошедшего от начала коагуляционного процесса для сравнительно низкодисперсного голубого гидрозоля золота отдельные кривые отвечают различным концентрациям оагулирующего электролита. Можно видеть, что при высокой концентрации электролита (кривые 3 4), при которой потенциальный барьер исчезает, кинетика коагуляции характеризуется линейной зависимостью, вытекающей из теории [c.267]

На рис. 10.17 приведены зависимости величин Еот и Е р от расстояния между коллоидными частицами. Как видно, результирующая энергия взаимодействия (кривая 3 на рис. 10.17) приводит к притяжению (Е в < 0) на очень м 1лых и отталкиванию (E b > 0) на больших расстояниях. между частицами. Решающее значение для устойчивости дисперсных систем имеет величина потенциальног о барьера отталкивания (Е акс), которая, в свою очередь, зависит от хода кривых Еот и Е р. При больших значениях этого барьера коллоидная система устойчива. Слипание коллоидных частиц возможно лишь при достаточном их сближении. Это требует преодоления потенциального барьера отталкивания. Прн некоторых небольших положительных значениях Емакс (кривая 3) преодолеть его могут лишь немногие коллоидные частицы с достаточно большой кинетической эиер-гией. Это соответствует стадии медленной коагуляции, когда только пебо.ш.шая часть соударений коллоидных частиц приводит к их слипанию. При медленной коагуляции со временем происходит некоторое уменьшение общего числа коллоидных частиц в результате образования агрегатов из 2—3 первичных частиц, но коагулят не выпадает. Подобную коагуляцию, не сопровождающуюся видимым изменением коллоидного раствора, называют скрытой коагуляцией. При Дс1льнейшем уменьшении потенциального барьера скорость коагуляции, характеризуемая изменением числа частиц в единицу времени, возрастает. Наконец, если потенциальный барьер переходит из области отталкивания в область притяжения (кривая 4 на рис. 10.17), наступает быстрая коагуляция, когда каждое [c.309]

Значительное уменьщение макс происходит в результате изменения потенциальной энергии электростатического отталкивания (т. е. хода кривой 1), вызванного добавлением электролитов к коллоидному раствору. С увеличением концентрации любого электролита происходит перб стройка двойного электрического слоя, окружающего коллоидные частицы все ббльщая часть противоионов вытесняется из диффузной в адсорбционную часть двойного электрического слоя. Толщина диффузной части двойного электрического слоя (слой 4 на рис. 10.14), а вместе с ней и всего двойного электрического слоя (слой 2 на рис. 10.14) уменьщается. Поэтому кривая потенциальной энергии электростатического отталкивания снижается более круто, чем показанная на рис. 10.17 кривая 1. В результате этого потенциальный барьер отталкивания ( 5макс) уменьщается и смещается в сторону меньщего расстояния между коллоидными частицами. Когда двойной электрический слой сжимается до толщины адсорбционного слоя (слой 3 на рис. 10.14), то вся кривая взаимодействия дисперсных частиц оказывается в области притяжения (кривая 4 на рис. 10.17), наступает быстрая коагуляция. Такое измерение устойчивости коллоидного раствора происходит при добавления любого электролита. [c.310]

Существенную роль в нейтрализационной коагуляции играет специфическая адсорбция. Если противоионы адсорбируются на поверхности ядра, то это уменьшает его заряд и соответственно величину термодинамического потенциала кд. В результате снижается защитная способность коллоидов, исчезает потенциальный барьер, препятствующий сближению кол-ло1гдных частиц. И в этом случае, как и при концентрационной коагуляции, влияние многозарядных ионов значительно больше, чем однозарядных. Так, если коллоидные частицы имеют отрицательный заряд и адсорбционная способность введенных в раствор катионов независимо от величины заряда одинакова, то для одинакового эффекта нейтрализации молярная поверхностная концентрация однозарядных катионов должна быть в два раза больше, чем двухзарядного, и в три раза больше, чем трехзарядного. Для того чтобы концентрация однозарядных [c.420]

Повьш1ение температуры оказывает влияние на устойчивость коллоидных растворов. Это влияние не однозначно. С одной стороны, повышение температуры приводит к частичной десорбции ионов с поверхности ядра, к уменьшению его заряда. Это приводит к уменьшению общего скачка потенциала и соответственно к уменьшению дзета-потенциала. С другой стороны, повышение теипературы отвечает увеличению интенсивности хаотического движения ионов в растворе. Распределение ионов в слое жидкости, прилегающей к поверхности, становится более равномерным. В результате меньшее их количество остается в адсорбционном слое, толщина диффузного слоя становится больше, что приводит к увеличению дзета-потенциала. Отметим также, что повышение температуры увеличивает кинетическую энергию коллоидных частиц, что позволяет им преодолевать более высокий потенциальный барьер и входить в зону, где преобладающими становятся силы притяжения. Таким образом, повышение температуры, с одной стороны, способствует коагуляции, с другой стороны, препятствует ее протеканию. Поэтому заранее нельзя предсказать, как именно повлияет повышение температуры на устойчивость конкретного коллоидного раствора. Тем не менее опыт показывает, что в большинстве случаев повышение температуры вызывает коагуляцию. [c.422]

Быстрая коагуляция начинается при полном исчезновании потенциального барьера (Л(7й = 0). Если несколько выше нуля, в системе протекает медленная коагуляция. Кинетика быстрой коагуляции разработана М. Смолуховским (1916). Рассматривая коагуляцию как реакцию второго порядка, в элементарном акте которой участвуют две частицы, Смолуховский получил уравнения для расчета числа частиц, скоагулиро-вавших или оставшихся в золе к определенному моменту времени. Так, число [c.431]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология