Устойчивость теория ДЛФО

Физическая теория устойчивости лиофобных коллоидов (теория ДЛФО) является в настоящее время фундаментом всех исследований в области устойчивости дисперсных систем. Она [c.169]

Устойчивость дисперсных систем определяется балансом энергии притяжения и энергии отталкивания частиц. Энергия притяжения обусловлена межмолекулярными силами, главным образом силами Ван-дер-Ваальса. В первом приближении эта энергия обратно пропорциональна квадрату расстояния между частицами. По теории ДЛФО (Дерягина, Ландау, Фервея, Овербека), учитывающей только электростатическую составляющую расклинивающего давления (давления отталкивания), энергия отталкивания убывает с расстоянием по экспоненциальному закону. [c.161]

Устойчивость лиофобных коллоидов (теория ДЛФО) [c.192]

Как известно, устойчивость гидрофильных коллоидов обычно выше предсказываемой теорией ДЛФО, учитывающей молекулярное протяжение и электростатическое отталкивание. Однако лишь в последнее время удалось установить прямую связь между устойчивостью гидрофильных коллоидов и толщиной граничных слоев воды, оцененной независимыми методами. Для дисперсий кремнезема и алмаза экспериментально прослеживается влияние на их устойчивость pH дисперсионной среды и температуры. Причиной этого влияния является изменение дальнодействия структурных сил отталкивания, стабилизирующих дисперсию. Стабилизация дисперсий при низких pH связана с увеличением числа поверхностных ОН-групп, способных к образованию водородных связей с молекулами воды, что ведет к росту сил структурного отталкивания. Повышение температуры вызывает ослабление сетки направленных водородных связей в воде, что уменьшает дальнодействие структурных сил и приводит к снижению устойчивости дисперсий. Наблюдающаяся обратимость температурной зависимости устойчивости свидетельствует об обратимости структурной перестройки граничных слоев. [c.168]

Теория ДЛФО, устанавливающая связь между свойствами двойного электрического слоя и устойчивостью дисперсных систем, лежит в основе всех современных работ. В них рассматриваются более сложные случаи — например, учет адсорбции ионов, а следовательно изменения г 51, приводящего, в частности, к явлению зон коагуляции (см. рис. 94). [c.256]

ОСНОВЫ СОВРЕМЕННОЙ ТЕОРИИ УСТОЙЧИВОСТИ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ (ТЕОРИИ ДЛФО) [c.115]

Второе различие, связанное с небольшой глубиной второго минимума (обычно 1 < 7 < ОкТ), заключается в том, что агрегаты, образованные при дальнем взаимодействии, могут сравнительно легко распадаться (при кин> )- Таким образом, существование второго минимума, предсказанное теорией ДЛФО, приводит к весьма важному следствию образованию систем золь 5 агрегат, обладающих относительной устойчивостью и обратимостью. Интерес к этим системам, все возрастающий в последнее время, объясняется тем, что фиксация частиц во втором минимуме может привести при достаточной концентрации дисперсной фазы к превращению золя в полностью структурированную систему. Идея структурирования на основе дальнего взаимодействия, выдвинутая еще Фрейндлихом и Лэнгмюром до появления теории ДЛФО, была развита и количественно обоснована Ефремовым на базе этой теории [16]. [c.254]

Значительное влияние ГС на устойчивость коллоидов обсуждалось в ряде работ. Так, обнаруженную аномальную , не объясняющуюся классической теорией ДЛФО, устойчивость золя арахиновой кислоты [504] и октадеканола [505] авторы свя- [c.173]

На рис. 10.4 (кривая /) приведены данные, характеризующие агрегацию золя кварца в присутствии ЦТАБ при рН = 3, когда исходный золь кварца уже агрегировал (степень агрегации т = 2,2). Видно, что при рН = 3, как и при рН = 6 наблюдается скачкообразное изменение устойчивости золя, однако полной стабилизации системы не происходит. Расчет энергии взаимодействия частиц 5102 по теории ДЛФО показывает, что наблюдаемая агрегация связана с первичным минимумом на кривой энергии взаимодействия частиц. Наличие структурной составляющей энергии взаимодействия, возникающей при перекрытии ГС воды, а также, возможно, адсорбционных слоев ЦТАБ на кварце, препятствует непосредственному сближению частиц и достижению высоких степеней агрегации. [c.179]

Исследование устойчивости дисперсии ПА в растворах различных электролитов проводили методом поточной ультрамикроскопии. При рН = 2 и рН = 3 в широком интервале концентраций КС1 (от 1-10 2 до 3-10 М) дисперсия ПА является агрегативно устойчивой. При концентрации 5-10 М при рН = 2 в системе наблюдается обратимая агрегация (степень агрегации ш = 1,7). Из расчетов энергии взаимодействия частиц по теории ДЛФО следует, что при концентрациях электролита 1 1, превышающих 1-10 моль/л, на всех расстояниях молекулярные силы преобладают над ионно-электростатическими. Таким образом, наблюдаемое отсутствие агрегации частиц вплоть до концентраций КС1 5-10 моль/л может быть объяснено тем, что реальная потенциальная яма не достигает достаточной глубины, необходимой для образования агрегатов. Это, очевидно, связано с существованием ГС воды у поверхности частиц ПА, что обусловливает возникновение структурной составляющей расклинивающего давления. [c.183]

Наблюдения за устойчивостью и коагуляцией дисперсии алмаза в щелочной области (pH = 9) проводились непрерывно в течение 6—7 ч и далее через 24 ч. Исходная дисперсия алмаза при pH = 9 без добавления K I и при его концентрации 5-10 моль/л является агрегативно устойчивой. Из расчета энергии взаимодействия по теории ДЛФО следует, что устойчивость дисперсии алмаза при концентрации K l lO М обусловлена наличием высокого энергетического барьера ( 160 кТ) и очень малой глубиной дальнего минимума. При концентрации КС1 I-IO моль/л в системе уже наблюдается заметная агрегация степень агрегации составляет 2,7. При дальнейшем росте концентрации КС1 увеличивается скорость и степень агрегации, достигнутая к определенному времени наблюдения. Это связано с постепенным уменьшением вклада ионно-электростатической составляющей и реализацией более глубокой потенциальной ямы . Обратимый характер агрегации в случае средних концентраций (10 , 10 моль/л), возможно, связан с влиянием структурной составляющей энергии взаимодействия, что приводит к ограниченности глубины ямы . Однако в целом агрегативная устойчивость и коагуляция дисперсии алмаза при pH = 9, в отличие от рассмотренных выше случаев, может быть объяснена теорией ДЛФО в ее классическом варианте. [c.184]

Системы, в которых действует адсорбционно-сольватный фактор, могут быть агрегативно устойчивы даже при практическом отсутствии электрического потенциала на поверхности частиц. Та-Кие системы значительно менее чувствительны к добавлению электролитов. Действие электролитов в этих системах подобно высаливанию ими в растворах неэлектролитов, т. е. сводится только к уменьшению активности растворителя (воды). Особенно большую роль адсорбционно-сольватный фактор приобретает в системах с неполярными средами, где возможности диссоциации, и соответственно образования двойного электрического слоя проявляются слабо. Для создания количественной адсорбционно-сольватной теории устойчивости напрашивается проведение аналогий с теорией ДЛФО. Однако если энергию притяжения в системах с адсорбционно-сольватным фактором устойчивости можно определить исходя из представлений Гамакера и де Бура, то количественная оценка энергии гидратации, выступающая в роли энергии отталкивания частиц, до сих пор не разработана. Для оценки агрегативной устойчивости в обсуждаемых системах часто используют толщину адсорбционного слоя, равную половине расстояния между частицами, на котором энергия молекулярного притяжения уменьшается до величины кТ. [c.338]

В соответствии с теорией ДЛФО соотношения (VI. 109), (VI. ПО) и (VI. 111) определяют поведение дисперсных систем. Их устойчивость или скорость коагуляции зависят от знака и значения общей потенциальной энергии взаимодействия частиц. Положительная энергия отталкивания с увеличением расстояния уменьшается по экспоненциальному закону, а отрицательная энергия притяжения Uuih) обратно пропорциональна квадрату расстояния (рис. VI. 15). В результате на малых расстояниях (при [c.330]

Результаты исследования электроноверхностных свойств и устойчивости дисперсии аморфного кремнезема [514] и расчеты энергии взаимодействия частиц по теории ДЛФО показали, что эта дисперсия более устойчива по сравнению с дисперсией кварца той же дисперсности. Наблюдаемые различия в устойчивости обеих систем при одном и том же составе дисперсионной среды (в том числе и при pH, соответствующих изоэлектрическому состоянию) объяснены разным вкладом структурной составляющей, т. е. структурными отличиями ГС у поверхности исследуемых частиц. [c.182]

Этот подход к вычислению линейного натяжения с помощью теории ДЛФО остается в силе и в случаях, когда контакт представляет собой не полимолекулярную прослойку, а зону непосредственного касания двух фаз или прослойку молекулярной толщины (адсорбционный слой или сдвоенный адсорбционный слой в виде ньютоновской пленки). Таким образом, диапазон применения теории ДЛФО с учетом и расширяется, и теория линейного натяжения с позиций тонкого слоя и теории ДЛФО по мере ее развития поможет подробнее разобраться в проблемах устойчивости дисперсных систем. [c.282]

Развитие этих важнейших проблем приведет к более глубокому пониманию не только проблем устойчивости, но также и критических условий (где 0 обраш,ается в нуль), описания ситуаций с точечным контактом, при котором вся зона контакта обращается Б его обрамление, и всего класса непосредственных контактов без полимолекулярных пленок. Главным препятствием на этом пути развития теорий ДЛФО и линейного натяжения является то, что в настоящее время изотермы расклинивающего давления описаны только для сравнительно толстых полимолекулярных пленок. Поэтому заполнение пробела в наших знаниях о пленках с малой толщиной, вплоть до молекулярной, явилось бы неоценимым вкладом в теорию ДЛФО и позволило бы включить в нее теорию линейного натяжения. [c.283]

Невозможность описания а-изотерм в рамках теории ДЛФО заставила предположить, что устойчивость а-пленок имеет другую физическую природу и связана с изменениями структуры воды в тонких слоях вблизи гидрофильной твердой подложки. Таким образом, есть основания считать, что а-ветвь изотермы обусловлена в основном действием структурной составляющей расклинивающего давления К). [c.291]

Впервые качественный подход к изучению устойчивости золей наметили Кальман и Вильштеттер в 1932 г. Первые количественные расчеты были произведены Б. В. Дерягиным в конце 30-х годов и затем завершены в работе Б. В. Дерягина и Л. Д. Ландау (1941 г.). Аналогичный подход к изучению устойчивости коллоидных систем в дальнейшем был развит и в работах голландских исследователей Фервея, и Овербека. По начальным буквам основных авторов возникшей физической теории коагуляции эту теорию теперь часто называют теорией ДЛФО. [c.290]

В тех случаях, когда велика роль адсорбционно-сольватного фактора устойчивости, проявляется приближенность теории ДЛФО, поскольку она не учитывает роли специфической адсорбции и сродства ионов к растворителю. [c.429]

Основные положения современной теории устойчивости были изложены в работах Дерягина и Ландау в 1937— 1941 гг. Несколько позднее и независимо от них к аналогичным вывода.м пришли го.яландск1ге физико-химики Фервей и Овербек. В честь этих ученых она названа теорией ДЛФО. [c.115]

Для анализа полученных данных в свете теории ДЛФО нами были проведены расчеты энергии взаимодействия частиц Si02 в приближении взаимодействия двух сфер, а также двух плоских поверхностей [509]. Поскольку концентрация ЦТАБ была сравнительно небольшой, в расчетах допускалось, что различием между потенциалом и -потенциалом можно пренебречь. Агрегативно устойчивый в воде золь Si02 при введении в систему ЦТАБ (концентрация 1-10 моль/л) начинает агрегировать. При концентрации ЦТАБ 1-10 моль/л -потенциал частиц Si02 резко изменяется (до —5,3 мВ по сравнению с —62 мВ в воде), а степень агрегации частиц возрастает до 2,2, Из расчета энергии взаимодействия следует, что при данной т концентрации ЦТАБ высота энергетического барьера составляет около 6 кТ, а вторичный минимум крайне мал (доли кТ). Кроме того, его положению отвечает расстояние 800 нм, что также делает практически не- [c.177]

Какие составляющие расклинивающего давления рассматривает теория устойчивости ДЛФО Приведите примеры потенциальных кривых взаимодействия между частицами для дисиерсных систем с различной степенью устойчивости. Каковы особенности коагуляции частиц в первом и вторичном энергетических минимумах в соответствии с теорией ДЛФО [c.179]

Для выяснения влияния природы иона электролита на устойчивость дисперсии алмаза в растворах ЫС1, СзС1 и ВаСЬ в широком интервале pH (2—9) и концентраций (10 — 5-10 моль/л для ЫС1 и СзС1 и 5-10 =—5-10 моль/л для ВаСЬ) получены зависимости обратной счетной концентрации частиц 1//г от времени t. Влияние исследованных катионов на коагуляцию дисперсии алмаза различно. При концентрации выше 1-10 2 моль/л значения -потенциала алмаза в растворах ЫС1, КС1 и СзС1 существенно не различаются. Следовательно, и результаты теоретических расчетов энергии взаимодействия частиц на основании классической теории ДЛФО, и ожидаемые степени агрегации должны быть близки. Наблюдаемое в эксперименте существенное различие в агрегативной устойчивости в растворах хлоридов щелочных металлов может быть объяснено с привлечением представлений о ГС и влиянии их структуры и протяженности на агрегативную устойчивость исследованных систем. [c.185]

Из данных о зависимости начальной скорости коагуляции или длительности первой ее стадии (первоначальный участок быстрого подъема мутности коагулируемого латекса) от концентрации и валентности коагулирующего иона можно получить кривые Ig —Ig С (рис. 11.4), где W — коэффициент замедления в зоне медленной коагуляции. Это позволяет определить пороги быстрой коагуляции (ПБК) латекса. Из многочисленных данных следует, что ПБК латексов в большинстве случаев близки к известному соотношению = onst, вытекающему из теории ДЛФО (Сй = ПБК). Отсюда следует, что протекание первой стадии коагуляции латексов связано с электростатическим механизмом устойчивости. [c.194]

Современная теория устойчивости, развитая Дерягиным (1937 г.) совместно с Ландау, получила всеобщее признание. В этой теории электрические силы представлены не одним, а двумя независимыми параметрами. Несколько позже теоретическая разработка, почти аналогичная и приводящая к тем же результатам, была осуществлена независимым путем Фервеем и Овербеком. Поэтому современная теория устойчивости носит имя указанных ученых и известна в литературе как теория ДЛФО (DLVO). [c.240]

Сопоставляя соотношения (VI. 116), (VI. 117) и (VI. 119), можно сделать вывод, что в соответствии с теорией ДЛФО нейтрализационная коагуляция более характерна для систем с частицами, обладающими малым электрическим потенциалом. Особенно сказывается на коагуляции в таких системах специфическая адсорбция ионов добавляемого электролита, имеющих заряд, одноименный е зарядом противоионов двойного электрического слоя. Эти ионы, находясь в адсорбционном слое, резко снижают потенциал срд (VI. 117)—происходит нейтрализация фо-потенциала уже в адсорбционном слое. Так как при специфической адсорбции ионов возможна перезарядка поверхности частиц, то для нейтрализаци онной коагуляции характерна область между минимальной и максимальной концентрацией электролита. При введении электролита в количестве, превышающем некоторое максимальное значение, дисперсная система может перейти во вторую область устойчивости, в которой частицы будут иметь заряд, противоположный заряду частиц в первой области устойчивости. [c.335]

Мы еще не в состоянии утверждать, что при достаточно малых контактах (высокой дисперсности) решающими всегда окажутся обрамляющая зона и линейное натяжение, хотя и не можем исключить такую возможность. В одном случае чередование устойчивого бесконтактного состояния за счет %-барьера с аналогичным состоянием, вызванным расклинивающим давлением, описанное в работе [12], показывает превалирующую роль и-эффектов в достаточно малых пузырьках. Но даже если %-эффекты перекрывают П-эффекты в микродисперсных системах, роль теории ДЛФО и данные по тонким слоям полностью сохранят свое значение для проблем устойчивости. Дело в том, что избыточную энергию на единицу длины периметра контакта можно рассматривать как избыточную энергию тонкого кольцеобразного слоя с возрастающей толщиной. [c.282]

Когда потенциал фо частиц невысок, устойчивость золя зависит от значения птзнтшя.пя ппвррунпгтн, а адсорбционные явления определяют коагуляционный процесс этим, как мы видели, объясняется правило Эйлерса — Корфа. Для объяснения коагуляции золя с сильно заряженными частицами теория ДЛФО исходит уже из цредставлений о сжатии двойного электрического слоя, согласно которым объясняется правило Шульце — Гарди. Существенно, что оба правила приложимы к золям одной и той же природы, а иногда и при одинаковом составе электролита. [c.295]

Кроме Б. В. Дерягина и Л. Д. Ландау теорию устойчивости гидрофобных золей разрабатывали Фервей и Овер-бек. По первым буквам фамилий авторов теория называется теорией ДЛФО. [c.114]

В теорию явления коагуляции, а следовательно, и устойчивости дисперсных систем (золи, суспензии, аэрозоли) большой вклад внес Б. В. Дерягин, который еще в 1937 г. вместе с Л. Д. Ландау впервые развил представления, объясняющие явление коагуляции. В 1948 г. эту теорию дополнили голлаидские ученые Овербек и Феервей, и ее теперь называют по начальным буквам фамилий авторов — теорией ДЛФО. Взаимодействие между коллоидными частицами обусловливается суммированием молекулярных сил притяжения между всеми молекулами на поверхности и в объеме контактирующих коллоидных частиц. [c.234]

В работах Глазмана, Матневича и других авторов исследован более сложный, но весьма важный для практики случай — коагуляция смесью электролитов. Давно известно, что наряду с аддитивным коагулирующим действием двух противоионов наблюдаюгся случаи антагонизма и синэргизма в их действии, весьма важные не только для многих технологических процессов, но и для понимания закономерностей воздействия ионов на органы и ткани живого организма, в котором биологически активные ионы часто выступают как антагонисты или синер-гисты . Применение теории ДЛФО с учетом межфазных взаимодействий позволяет во многих случаях предсказать характер эффекта в процессах нарушения устойчивости. [c.256]

Применение теории ДЛФО к процессам гетерокоагуляции показывает, что в некоторых случаях изменяет знак не только Urev, но и Ua. Природз лондоновских СИЛ В ЭТИХ случзях, конечно, не изменяется, — они всегда являются силами притяжения, — однако, при суммировании взаимодействий между двумя частицами и средой результирующие значения А, а следовательно, и Ua могут изменить знак, что приводит к отталкиванию частиц (Ua> 0). Таким образом, в системах, для которых Urep < О и Ua > О, увеличение с, устраняющее электростатическое притяжение, должно способствовать стабилизации системы. Это парадоксальное заключение было подтверждено экспериментально в работах Чернобережского (ЛГУ) для системы Аи—Ре(0Н)з, устойчивой в широком диапазоне средних значений с и разрушавшейся при малых концентрациях электролита. [c.257]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология