Коагуляция термодинамика

Б. В. Дерягин отмечает [161], что в теории слипания коллоидных частиц положения термодинамики Гиббса недостаточны и приходится рассматривать энергию системы в функции толщины прослоек между ними, так как при этом выявляется в качестве контролирующего фактора энергетический барьер, являющийся макроскопическим аналогом энергии активации процессов, идущих на молекулярном или атомном уровне. Этот потенциальный активационный барьер способен тормозить коагуляцию практически до полной остановки, обеспечивая устойчивость дисперсной системы. [c.24]

Коллоидные системы как было показано выше, характеризуются большой поверхностью раздела фаз, вследствие чего они обладают значительной свободной поверхностной энергией. В этих системах, в соответствии со вторым началом термодинамики, самопроизвольно могут протекать только процессы, связанные с уменьшением свободной энергии и, следовательно, с уменьшением свободной поверхностной энергии. Чем больше значение о, тем интенсивнее протекают эти процессы. Уменьшение свободной энергии, как видно из уравнения А = а8, может происходить либо за счет уменьшения поверхности 8, либо за счет уменьшения поверхностного натяжения о. Уменьшение поверхности происходит, например, при коалесценции капель или при слипании частиц, приводящем к образованию компактного коагулюма. Образование же коагуляционных или конденсационных структур сопровождается снижением поверхностного натяжения вблизи мест контакта из-за увеличения межмолекулярного взаимодействия между частицами. Таким образом, процессы коагуляции во всех случаях приводят к снижению поверхностной энергии системы. [c.65]

Согласно термодинамике агрегативная неустойчивость обусловливается наличием большой, положительной свободной поверхностной энергии, сосредоточенной на межфазной поверхности, а все такого рода системы неустойчивы, что вызывает их способность коагулировать. При коагуляции частицы слипаются, межфазная поверхность уменьшается, а следовательно, уменьшается и свободная поверхностная [c.16]

В процессе измельчения увеличивается число частиц, растет удельная поверхность и появляется значительный запас поверхностной энергии. Из термодинамики же известно, что всякая система стремится самопроизвольно уменьшить свою свободную энергию. В дисперсных системах это происходит либо за счет сокращения суммарной поверхности образующих их частиц (слипание, или коагуляция, частиц в более крупные агрегаты и слияние, или коалесценция, капель), либо в результате адсорбции частицами веществ, понижающих поверхностное натяжение [103]. [c.8]

Идеи М. В. Ломоносова в области теории газов и теплоты получили развитие значительно позже в трудах Р. Клаузиуса и особенно в работах австрийского физика Людвига Больцмана. Исследования Больцмана по кинетической теории газов и. статистическому истолкованию второго начала термодинамики признаны классическими. Дальнейшее развитие молекулярнокинетической теории и ее применение к исследованию вопросов термодинамики, диффузии, броуновского движения, коагуляции дается в исследованиях М. Смолуховского и А. Эйнштейна, выполненных в начале нашего столетия. [c.6]

В результате химических реакций и в соответствии с термодинамикой системы в потоке образуется определенное пересыщение, которое является движущей силон процесса конденсации в объеме с образованием комплексов, по размерам близких к критическим зародышам. Последние, являясь ядрами конденсации, обладают способностью самостоятельно расти из парогазовой фазы н Е то же время коагулировать в результате кинетических соударений. При этом коагуляция является превалирующим процессом, так как рост зародышей ограничивается не только временем их пребывания в потоке, но и реальной величиной пересыщения вблизи зародыша. Известно, что для роста зародыша эта величина должна быть достаточно большой, однако образование зародышей резко снижает величину общего пересыщения в системе, тем са- [c.49]

Исследование оптических свойств высокодисперсных систем имело исключительно большое значение не только для установления новых взглядов на природу коллоидных растворов, но и дало экспериментаторам методы для наблюдения за поведением коллоидов, определения их концентрации, размеров и форм частиц. Значение оптических методов также состоит в том, что они дали возможность проверить ранее имевшие гипотетический характер молекулярно-кинетические представления о строении веществ, распространить их на высокодисперсные системы,и подвести строго теоретическую базу под такие явления, как диффузия, броуновское движение, седиментация, коагуляция. Непосредственным результатом было неопровержимое доказательство реальности существования молекул. Наконец, оптические методы дали возможность экспериментально демонстрировать статистическую природу второго закона термодинамики, в частности в связи с броуновским движением. [c.314]

Согласно второму закону термодинамики коллоидная система должна самопроизвольно уменьшать свою поверхностную энергию. Это, как видно из уравнения (24), может происходить за счет уменьшения величины поверхности вследствие укрупнения частиц золя (коагуляция) и за счет уменьшения величины поверхностного натяжения, вызываемого самопроизвольным увеличением концентрации вещества на границе фаз (адсорбция). [c.158]

В соответствии со вторым законом термодинамики всякая система может находиться в состоянии равновесия только в том случае, если ее свободная энергия имеет наименьшую величину. Поэтому в коллоидных системах, обладающих значительной величиной поверхностной энергии, проявляется тенденция к ее уменьшению, что может быть достигнуто за счет уменьшения суммарной поверхности, т. е. за счет соединения отдельных частиц в более крупные агрегаты такой процесс укрупнения частиц, называемый коагуляцией, приводит к разрушению коллоидной системы. [c.167]

Осн. работы посвящены исследованию поверхностных явлений. Развил термодинамику систем с учетом введенного им понятия расклинивающего давления тонких прослоек. Теоретически обосновал влияние перекрытия ионных атмосфер на расклинивающее давление жидких прослоек и взаимодействие коллоидных частиц, что позволило ему создать теорию коагуляции и гетерокоагуляции коллоидных и дисперсных систем. Совм. с сов. физиком Л. Д. Ландау создал [c.149]

В свое время были сделаны попытки трактовать агрегативную устойчивость лиофобных коллоидных систем с позиций термодинамики. Ряд авторов (например, Марх), учитывая, с одной стороны, положительную свободную энергию поверхности раздела и, с другой стороны, понижение свободной энергии в результате образования на частицах двойного электрического слоя, а также энтропию системы пытались определить условия, при которых фактор, способствующий коагуляции, уравновешивается противодействующим фактором, и поэтому коллоидная система является агрегативно устойчивой. Однако все эти попытки, за исключением специальных случаев (см. гл. УП1), кончились неудачей, так как эти авторы не учитывали, что при слипании частиц поверхность раздела частица — дисперсионная среда существенно не меняется (см. гл, I) [c.260]

Первый случай не специфичен для коллоидов, так как аналогичен фазовым переходам в молекулярных растворах. Его разновидностям, приводящим к образованию периодических структур, посвящена прекрасная монография Ефремова. Поэтому мы не включили этот случай в книгу. В ней рассмотрен почти исключительно третий случай. Это объясняется тем, что второй случай, например старение золей, отвечает процессам, представляющим несравненно меньший практический интерес вследствие обычно медленного протекания, и несравненно меньший теоретический интерес вследствие простоты механизма и его трактовки. Наоборот, устойчивость коллоидов, связанная с резко замедленной коагуляцией, имеет разнообразные практические применения большого значения, и ее теория породила целую область фундаментальных разработок. Эти разработки связаны с изучением свойств тонких прослоек и действующих в них сил. Можно сказать, что исследования коагуляционной устойчивости коллоидов способствовали созданию новой науки - науки о поверхностных силах и их проявлениях в свойствах тонЙЭВБДр молекулярных слоев. В свою очередь изыскания в этой Н(в( й6М ВМЯ№ Знания дали вклад и в смежные науки учения о молекулярнБй в %( ки их кристаллах, электрохимию, теорию массопереноса, некогорьИ ШДеш неравновесной термодинамики, биофизику, гидротехнику и почвоведение, учение о земной коре. Поэтому было естественно объединить в одной книге проблему устойчивости коллоидов и тонких пленок. [c.3]

Основные научные работы посвящены исследованию поверхностных явлений. Развил термодинамику систем с учетом введенного им понятия расклинивающего давления тонких прослоек. Впервые осуществил прямые измерения молекулярного притяжения твердых тел в функции расстояния и расклинивающего давления тонких слоев жидкостей. Теоретически обосновал влияние перекрытия ионных атмосфер на расклинивающее давление жидких прослоек и взаимодействие коллоидных частиц, что позволило ему создать теорию коагуляции и гетерокоагуляции коллоидных и дисперсных систем. Совместно с советским физиком Л. Д. Ландау создал (1928) теорию устойчивости лиофобных коллоидов, известную ныне под названием теории ДЛФО (теория устойчивости дисперсных систем Дерягина — Ландау — Фервея — Овербека). Обнаружил особые свойства граничных слоев жидкостей, определяемые их специфической (анизотропной) структурой. Развил теории термоосмоса и капиллярного осмоса в жидкостях, термофореза и диффузиофореза аэрозольных частиц. Автор двучленного закона внещнего трения. Под его руководством впервые синтезированы при низких давлениях нитевидные кристаллы алмаза — усы . Разработал методы наращивания алмазных кристаллов и порощков из газа при низких давлениях. [c.171]

Как уже отмечалось, золи представляют собою системы, сравнительно мало устойчивые, что обусловлено повышенным запасом в них свободной поверхностной энергии, полученной ими при образовании. Поэтому, согласно второму началу термодинамики, таким системам свойственна тенденция самопроизвольного перехода в более устойчивую форму их существования путем уменьшения суммарной поверхности дисперсной фазы конечной сармой наиболее устойчивого существования дисперсной фазы и системы в целом является осадок, полностью отделившийся от дисперсионной среды. В процессе коагуляции переход золя в наиболее устойчивую форму искусственно (произвольно) ускоряется изменением внешних факторов, особенно добавкой электролитов однако и без воздействия внешних факторов принципиально такой необратимый процесс также должен совершаться, хотя и несравненно медленнее, что действительно и подтверждается многочисленными наблюдениями. [c.138]

Согласно второму принципу термодинамики, в системах, обладающих избытком свободной энергии, могут самопроизвольно протекать процессы, понижающие запас энергии. Поскольку поверхностная энергия выражается произведением двух величин о и 5, уменьшение ее может идти за счет уменьшения количества свободной энергии, приходящейся на единицу поверхности, т. е. о, или за счет уменьшения величины поверхности частиц дисперсной фазы 5. Уменьшение суммарной поверхности коллоидно-дисперсных частиц ведет к самоукруп-нению частиц, т. е. к коагуляции их. Уменьшение же о может происходить за счет притяжения к поверхности из дисперсионной среды молекул или атомов. [c.431]

В неустойчивых, с точки зрения термодинамики, коллоидных системах непрерывно протекают самопроизвольные процессы, которые приводят к укрупнению частиц. Укрупнение частгщ молсет происходить 1) за счет перекристаллизации 2) за счет слипания частиц в более крупные агрегаты (коагуляции и коалесценции). Перекристаллизация идет очень медленно, коагуляция протекает быстро. 1 оагуля1 ,1Ь о можно вызвать понижением температуры, кипячением, встряхиванием. Установлено, что все элект- [c.152]

Дефэ и Санфельд [96] учли собственный объем ионов и на основе термодинамики неравновесных процессов вывели формулу для силы электростатического отталкивания, а также четко определили предпосылки получения этой формулы методом Дерягина. Муллер [97] разработал методы расчета энергии электростатического взаимодействия плоскопараллельных пластин (при условии постоянства потенциала или заряда поверхности) в процессе их сближения, а также сферических частиц при средних и высоких потенциалах поверхности. Важное значение имеет обобщенная теория коагуляции, гетерокоагуляции и адагуляции [98, 99], в которой исследованы несимметричные случаи взаимодействия заряженных поверхностей, а также показаны условия коагуляции нейтра-лизационного и концентрационного типов. [c.21]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология