Коллоиды агрегативная устойчивость

Растворы высокомолекулярных веществ, если они находятся в термодинамически равновесном состоянии, аналогично истинным растворам обладают абсолютной агрегативной устойчивостью. Высокая устойчивость коллоидных растворов ВМС определяется, в основном, двумя факторами — наличием на поверхности частиц двух оболочек электрической и сольватной (гидратной). Поэтому для коагуляции коллоидов высокомолекулярных соединений необходимо не только нейтрализовать заряд коллоидной частицы, но и разрушить жидкостную оболочку. Выделение ВМС из растворов по своему характеру отличается от коагуляции типичных гидрофобных коллоидов. Так. если для гидрофобных золей достаточно незначительных добавок электролитов, чтобы вызвать коагуляцию, то для высокомолекулярных веществ этого недостаточно. Для выделения дисперсной фазы полимеров необходимы высокие (вплоть до насыщенных растворов) концентрации электролитов. Явление выделения в осадок растворенного ВМС под действием большой концентрации электролита получило название высаливания (опыт 110,113). [c.227]

Н. П. Песков (1922) ввел в науку о коллоидах понятия кинетической и агрегативной устойчивости. [c.324]

Выше была рассмотрена группа коллоидных систем, объединенных под общим названием лиофобных (гидрофобных) коллоидов, которые обладают сильно развитой физической поверхностью раздела и большим избытком свободной поверхностной энергии. Благодаря этому образуются ионные и молекулярные адсорбционные слои, которые и сообщают агрегативную устойчивость коллоидным частицам, тогда как стремление свободной поверхностной энергии лиофобных (гидрофобных) коллоидов к самопроизвольному уменьшению в силу второго начала термодинамики делает их термодинамически неустойчивыми. Весьма характерным свойством этих коллоидных систем является, как известно, слабое взаимодействие между веществами дисперсной фазы и молекулами дисперсионной среды. [c.326]

Если по оптическим и молекулярно-кинетическим свойствам суспензии и золи с твердой дисперсной фазой резко различны, то по агрегативной устойчивости они имеют много общего. Как правило, частицы суспензий, равно как и частицы лиофобных коллоидов, имеют на поверхности двойной электрический слой или сольватную оболочку. Электрокинетический потенциал частиц суспензий можно определить с помощью макро- или микроэлектрофореза, причем он имеет величину того же порядка, что и -потен-циал частиц типичных золей. Под влиянием электролитов суспензии коагулируют, т. е. их частицы слипаются, образуя агрегаты, В определенных условиях в суспензиях, так же как и в золях, образуются пространственные коагуляционные структуры, способные к синерезису. Явления тиксотропии и реопексии при соблюдении соответствующих условий проявляются у суспензий почти всегда в большей степени, чем у лиофобных коллоидных систем. [c.367]

Вопросы устойчивости дисперсных систем занимают центральное место в коллоидной химии, поскольку основной класс коллоидных систем — лиофобные коллоиды — термодинамически нестабильны, т. е. склонны к коагуляции. Коагуляция представляет собой процесс слипания (или слияния) частиц дисперсной фазы при потере системой агрегативной устойчивости. Придание системам устойчивости требует специальных методов стабилизации. Только при таких условиях возможно получение и использование многих ценных материалов, продуктов и других изделий, в частности лекарственных препаратов, аэрозольных средств и т. д. [c.424]

Одной из форм существования коллоидов и полимеров является студнеобразное состояние, промежуточное между жидким и твердым состояниями. Застудневание коллоидных растворов — следствие нарушения агрегативной устойчивости, приводящее к структурообразованию. На процесс застудневания оказывают влияние концентрация раствора, форма частиц или молекул, температура, действие электролитов и ПАВ. Растворы ВМВ застудневают и плавятся в определенном интервале температур, причем температура застудневания обычно несколько ниже температуры плавления (имеет место гистерезис). Структурообразование в золях возможно только при определенной концентрации электролитов, которая резко уменьщается с увеличением заряда вводимых ионов. Ускорению застудневания растворов ВМВ способствуют небольшие концентрации электролитов. Высокие концентрации ПАВ препятствуют застудневанию, так как происходит полный разрыв связей между частицами. [c.474]

Односторонность подхода Оствальда к характеристике коллоидов показал Н. П. Песков (1918). По Пескову, взгляд на коллоиды, как на системы, свойства которых являются функцией только размера частиц, недостаточен для полного описания коллоидных систем. Это может быть сделано лишь с учетом факторов, определяющих способность коллоидной системы сохранять неизменными размеры частиц. Изменение размеров частиц происходит при их слипании — коагуляции. Способность противостоять коагуляции была названа агрегативной устойчивостью. [c.6]

Современные представления об агрегативной устойчивости лиофобных коллоидов. Проблема устойчивости — [c.109]

Выше мы видели, что термодинамическая неустойчивость дисперсных и коллоидных систем выражается в самопроизвольном укрупнении частиц — коагуляции и коалесценции. Однако скорость коагуляции может быть различной. Если система обладает большим избытком свободной энергии на границе раздела фаз, т. е. и поверхностное. натяжение а и площадь S поверхности раздела фаз достаточно велики, то коагуляция идет с большой скоростью. Такие системы называют агрегативно неустойчивыми. Но иногда в колЛоиде с такой же степенью дисперсности коагуляция идет очень медленно, практически незаметно. В таких системах, называемых агрегативно устойчивыми, очевидно, поверхностное натяжение на границе фаз невелико. Отсюда можно сделать вывод о том, что важный фактор получения устойчивых коллоидных систем — уменьшение поверхностной энергии за счет адсорбции поверхностноактивных веществ на коллоидных частицах. [c.55]

Типичные микрогетерогенные системы седиментационно неустойчивы частицы их Движутся под действием силы тяжести. Поэтому в них нельзя наблюдать диффузию и осмотические явления. Однако по остальным свойствам микрогетерогенные системы (особенно с жидкой дисперсионной средой) имеют много общего с коллоидными системами. Они так же, как и коллоиды, могут быть получены дисперсионным и конденсационным методами. Микрогетерогенные системы из-за развитой поверхности раздела фаз неустойчивы и термодинамически. Им можно придать агрегативную устойчивость, адсорбируя на их частицах ионы и поверхностноактивные вещества. Наиболее надежно стабилизируют микрогетерогенные системы (так же как и коллоиды) прочные студнеобразные пленки, образуемые мылами и высокополимерами. Исключение составляют системы с газообразной дисперсионной средой (сухие порошки, пыль, дымы, туманы), стабилизацию которых нельзя осуществить подобным путем. [c.133]

Если дисперсия характеризуется высокой агрегативной устойчивостью, например, за счет наличия защитных адсорбционно-сольватных слоев, устойчивость в отношении коагуляции влечет за собой и устойчивость в отношении гетерокоагуляции. Так, дисперсии лиофильных или защищенных коллоидов трудно флотируются и не фильтруются. [c.335]

Если бы устойчивость лиофобных коллоидов определялась только равновесием, то повышение температуры и связанное с ним усиление броуновского движения дисперсных частиц должно было бы всегда вести к увеличению устойчивости системы. Однако в золях, суспензиях и эмульсиях повышение температуры ведет, наоборот, к понижению устойчивости. Это противоречие было полностью устранено Н. П. Песковым, когда он в 1920 г. предложил различать два типа устойчивости — кинетическую и агрегативную устойчивость. [c.324]

Сопоставьте кинетическую и агрегативную устойчивость суспензии с соответствующими характеристиками лиофобных коллоидов. [c.350]

Растворы ВМС, образующиеся с понижением свободной энергии и находящиеся в равновесном состоянии, агрегативно устойчивы, как и истинные растворы. Их устойчивость главным образом определяется растворимостью данного ВМС в растворителе, а другие факторы, которые играют основную роль в устойчивости лиофобных коллоидов, например заряд частицы и сольватирующая способность, практически не влияют на устойчивость. Так, известно, что белки устойчивы в изоэлектрической точке, где дзета-потенциал равен нулю. Поэтому теории, которые объясняют агрегативную устойчивость растворов ВМС действием электрического заряда либо сольватацией, в настоящее время надо признать устаревшими. Заряд и сольватация, конечно, играют роль, но только в той степени, в которой они влияют на растворимость ВМС. Так, растворимость белков зависит от pH она минимальна в изоэлектрической точке. При смещении от изоэлектрической точки увеличение заряда и гидратация молекул белка повышают растворимость его в воде, и поэтому увеличивается устойчивость раствора ВМС. [c.368]

Высокомолекулярными веществами часто пользуются для защиты частиц гидрофобных коллоидов от слипания. Если, например, получить гидрозоль золота распылением в электрической дуге золотых стерженьков, находящихся в воде, потом добавить к полученному золю желатину, то агрегативная устойчивость коллоидного золота сильно повышается благодаря адсорбции желатины на частицах золота. Коллоидное серебро, защищенное белковыми веществами, является медицинским препаратом, называемым колларголом. Эмульсию масла в воде можно стабилизировать добавками белковых веществ иль мыла. [c.219]

Важно отметить, что каждый этап развития коллоидной химии не был простым отрицанием предыдущего, а преодолением исторической ограниченности предыдущего этапа. Современное деление коллоидных систем на лиофобные дисперсные системы и растворы высокомолекулярных веществ не отрицает лиофильности последних, а подчеркивает невозможность сведения к лиофильности принципиально иных свойств молекулярных растворов полимеров. Установление природы агрегативной устойчивости коллоидных систем не умаляло роли размеров коллоидных частиц, а Выяснило невозможность сведения всех свойств коллоид- [c.13]

Чем определяется агрегативная устойчивость лиофобных коллоидов, чем она отличается от кинетической устойчивости [c.153]

В дальнейшем теория агрегативной устойчивости была распространена на случай высокозаряженных коллоидов [4] и позднее обобщена и изложена в монографии [5]. В настоящее время эта теория называется теорией Дерягина—Ландау—Фервея—Овербека (теорией ДЛФО). [c.259]

Приведенная картина описывает механизм потери агрегативной устойчивости только качественно, но она указывает и сам путь установления количественного критерия кинетической устойчивости лиофобных коллоидов. Этот путь лежит через рассмотрение кинетики процесса коагуляции и расчет его скорости. Классическая и очень абстрактная теория кинетики необратимой коагуляции коллоидов была разработана Смолуховским в 1917 г. [14], задолго до создания теории ДЛФО. Главный ее недостаток состоял в том, что она полностью игнорировала пространственный характер изменения сил взаимодействия коллоидныХ 1 частиц друг с другом и позтому не давала возможности связать скорость коагуляции с параметрами потенциала взаимодействия. Полагая, что в условиях максимально быстрой коагуляции каждая встреча ( столкновение ) частиц является эффективной , т. э. приводит к их необратимому слипанию или слиянию, Смолуховский показал, что скорость изменения суммарной численной концентрации V частиц и агрегатов, состоящих из любого числа одинаковых первичных частиц, подчиняется уравнению [c.261]

Другая попытка теоретической трактовки устойчивости коллоидов принадлежит известному физику-теоретику Марху [7]. В качестве критерия устойчивости он принял условия минимума энергии по отношению к процессу изменения радиуса частиц при сохранении монодисперсности. Очевидно, что подход Марха пригоден для формулировки условия устойчивости по отношению к совершенно нереальному процессу и не может иметь отношения к вопросу об агрегативной устойчивости коллоида и ее нарушению в процессе коагуляции. [c.7]

Рассмотренная теория агрегативной устойчивости коллоидов исходит из анализа парных взаимодействий частиц. Этот учет недостаточен и требуется учет коллективных взаимодействий, когда речь идет о равновесии, аналогичном фазовым равновесиям молекулярных или истинных растворов. Давно известно явление коацервации — аналог расслоения раствора на две фазы, отличающиеся друг от друга концентрацией. [c.11]

Агрегативная устойчивость. На первый взгляд кажется, что если обеспечены устойчивости дисперсного состава и фазовая, то причин для неустойчивости не остается. В действительности остается еще третий вид неустойчивости или устойчивости - агрегативная устойчивость. Этот вид устойчивости наиболее характерен для коллоидных систем. Он обусловлен тем, что для дисперсных частиц силы взаимодействия имеют радиус действия, существенно больший, чем между парами молекул, и могут иначе зависеть от расстояния. При этом на кривой зависимости энергии взаимодействия пары частиц от расстояния могут находиться один или два потенциальных минимума. В результате возможно образование агрегатов из двух, трех и более частиц. Процесс такого агрегирования называется коагуляцией и обычно идет со скоростью, гораздо большей, чем процесс старения под влиянием неодинаковой растворимости частиц разного размера и в сильнейшей степени зависит от состава дисперсионной среды. Поэтому теория агрегативной устойчивости привлекла давно основное внимание и под названием "теории устойчивости коллоидов заняла центральное место в учении о коллоидах. Опираясь на изучение сил [c.19]

Принимая, что в случае лиофобных коллоидов можно пренебречь структурной и адсорбционной слагающими расклинивающего давления, мы можем конкретизировать расчеты взаимодействия коллоидных частиц и упростить трактовку условий агрегативной устойчивости. Взаимодействие лиофобных частиц независимо от их формы мы будем полагать равным сумме дисперсионного взаимодействия и взаимодействия, возникающего при перекрытии ионных атмосфер. [c.130]

НА АГРЕГАТИВНУЮ УСТОЙЧИВОСТЬ КОЛЛОИДОВ [c.139]

Высокомолекулярные вещества, растворенные в хорошем растворителе образуют термодинамически обратимые, молекулярные, гомогенные, то есть однофазные, агрегативно устойчивые системы. Однако, в плохо растворяющей или в нерастворяющей среде высокомолекулярные вещества образуют дисперсные системы со свободными поверхностями раздела, поведение которых соответствует типичным микрогетерогенным дисперсным системам. Так, макромолекулы медленно диффундируют в растворе, не проникают через полунепроницаемые мембраны. Однако по некоторым свойствам растворы высокомолекулярных соединений имеют сходство с коллоидными системами, в связи с чем растворы высокомолекулярных соединений иногда называют молекулярными коллоидами. Так, например, размеры макромолекул соизмеримы, или даже превышают размеры коллоидных частиц. Впрочем, эта соизмеримость проявляется лишь по длине макромолекул, поперечные же их размеры соответствуют размерам обычных молекул. [c.28]

Легко видеть слабые стороны такого объяснения агрегативной устойчивости. Весьма трудно представить себе возникновение в результате сольватации противоионов вокруг лиофобных частиц сплошных сольватных оболочек, препятствующих слипанию частиц прн их сближении. В самом деле, сольватные йболочки из полярных молекул среды образуются отдельно вокруг каждого противоиона двойного слоя. Это должно приводить к тому, что на границе, разделяющей оболочки двух соседних одноименно заряженных противоионов, молекулы среды, представляющие собой диполи, будут обращены друг к другу одноименно заряженными концами и< следовательно, будут испытывать взаимное отталкивание. Кроме того, следует помнить, что микроструктура окружающего частицы слоя непрерывно меняется в результате теплового движения ионов. Понятно, > то при таких условиях говорить о создании в результате притяжения и ориентации диполей какого-то синюшного слоя из сцепленных друг с другом ионов и молекул среды, нужного для обеспечения положительного раскли-яивающего давления или упругости сольватной оболочки, просто невозможно. Положительное расклинивающее давление, обусловливающее агрегативную устойчивость лиофобных коллоидов, может возникать лишь в результате деформации ионных атмосфер, т. е. может определяться только электростатическими силами. [c.282]

Несмотря на то, что вопрос о связи между -потенциалом и агрегативной устойчивостью лиофобных коллоидных систем чрезвычайно сложен, нельзя отрицать мнение ряда ведущих ученых о том, что электрокинетический потенциал до сих пор остается одной из,важнейших характеристик устойчивости лиофобных коллоидов. На значение -потенциала для устойчивости коллоидных систем, и в частности латексов, указывали Кройт, Овербек, Гаузер и др. [c.382]

ЗАЩИТНЫЕ КОЛЛОИДЫ — вещества, которые добавляют к лисфсб-ным золям и дисперсиям для придания им агрегативной устойчивости, особенно устойчивости против коагулирующего действия электролитов. 3. к. являются высокомолекулярными веществами, растворимыми в дисперсионной среде, как, например, белковые вещества, танниды, гликозиды, полисахариды. Защитное действие 3. к. играет важную роль в физиологических процессах и в технологии многих производств. [c.100]

Характерно для коллоидных растворов явление электрофореза. Оно заключается в том, что под влиянием извне приложенной разности потенциалов все кОллондные частицы перемещаются к одному из полюсов. Это свидетельствует о том, что все коллоидные частицы данного коллоида имеют одноименный (поло, ительный или отрицательный) заряд. Наличие одноименного электрического заряда вызывает электростатическое отталкивание частиц если сила отталкивания больше, чем силы притяжения между частицами, то это препятствует укрупнению частиц, т. е, обеспечивает агрегативную устойчивость. Заряд коллоидных частиц возникает вслгедствие адсорбции ионов из раствора. Преимущественно адсорбируются те ионы, которые входят в состав самих частиц. Заряд коллоидной частицы может возникнуть также вследствие частичной диссоциации молекул, составляющих частицу. [c.384]

Н. П. Песков (1920) ввел понятие о двух видах устойчивости дисперсных систем седиментационной (кинетической) и агрегативной. Седиментационная устойчивость позволяет системе сохранять равномерное распределение частиц в объеме, т. е. противостоять действию силы тяжести и процессам оседания или всплывания частиц. Основными условиями этой устойчивости являются высокая дисперсность и участие частиц дисперсной фазы в броуновском движении. Агрегативная устойчивость дисперсных систем — это способность противост()ять агрегации частиц. В этом отношении дисперсные системы делят на два класса 1) термодинамически устойчивые, или лиофильные, коллоиды, которые самопроизвольно диспергируются и существуют без дополнительной стабилизации (мицеллярные растворы ПАВ, растворы ВМВ и т. п.). При образовании этих систем свободная энергия Гиббса системы уменьшается (Лй<0) 2) термодинамически неустойчивые, или лиофобные, системы (золи, суспензии, эмульсии). Для них А6 > 0. [c.424]

Сравнительное изучение типичных коллоидов и высокомолекулярных веществ показало принципиальное различие ряда их свойств. Как уже было указано, типичными свойствами коллоидных систем являются гетерогенность, поверхность раздела фаз, агрегативная и термодинамическая неустойчивость, необратимость. В противоположность типичным коллоидным системам работами Каргина и его сотрудников было показано, что растворы высокомолекулярных веществ — термодинамически обратимые молекулярные гомогенные (однофазные) системы, агрегативно устойчивые без стабилизаторов. Сами высокомолекулярные вещества отличаются способностью к самопроизвольному растворению при соприкосновении с хорошими растворителями, а растворы получаются устойчивыми и без стабилизатора. В этом отношении высокомолекулярные вещества стоят ближе к веществам, образующим истинные растворы. Однако в плохих растворителях или в нерастворяющей среде высокомолекулярные вещества способны давать дисперсии со свободными поверхностями раздела. Эти дисперсии по своим свойствам относятся к типичным микрогетерогенным и коллоидныр системам (например, синтетический латекс и дисперсии полимеризационных смол). [c.18]

Дисперсная система, устойчивая в отношении коагуляции, может быть малоустойчивой в отношении гетерокоагуляции. В случае лиофобных коллоидов это следует из теории гетерокоагуляции Дерягина, согласно которой взаимодействие частиц определяется меньшим из значений поверхностных потенциалов частиц. Следовательно, как бы ни был высок потен-диал частиц дисперсии, они будут прилипать к поверхности, если последняя слабо заряжена. Эта неустойчивость дисперсии по отношению к адагуляции не привлекает внимания в традиционном коллоидно-химическом эксперименте (где частицы могут прилипать к внутренней поверхности содержащего дисперсию сосуда), поскольку он завершается после формирования первого монослоя частиц. Формирование второго слоя практически невозможно, если система устойчива в отношении меж-частичных взаимодействий, т. е. агрегативно устойчива. Однако прилипание можно неограниченно усилить, если обеспечить контакт частиц с достаточно большой поверхностью, даже при мо-нослойной их локализации. [c.369]

Если взаимодействие коллоидных частиц со средой незначительно, то золи называют лиофобными (гидрофобными), если оно выражено сильно, то золи называют лиофильными (гидрофильными). Частицы в лиофильных золях окружены сольватной (гидратной) оболочкой, делающей их более агрегативно устойчивыми по сравнению с лиофобными золями. Типичные гидрофобные золи — гидрозоли металлов (платины, золота, серебра и др.), неметаллов (серы, графита и др.), солей, не образующих истинных растворов в воде (Agi, As Sg и др.). Гидрозоли кремниевой и ванадиевой кислот, гидроксидов алюминия и железа (III) несколько приближаются к гидрофильным системам. Типичные лиофильные системы — водные растворы желатина и вообще разных белковых веществ, целлюлозы и др. Их раньше причисляли к лиофильным коллоидам. Но в настоящее время доказано, что растворы подобного рода высокомолекулярных веществ, а также синтетических высокомолекулярных веществ являются однофазными системами (Каргин, Слонимский и др.). В отличие от типичных коллоидных растворов указанные растворы только в некоторых отношениях сходны с типичными коллоидами медленная диффузия, неспособность проникать через животные и растительные пленки. Это объясняется тем, что в растворах высокомолекулярных веществ молекулы велики (см. гл. XIII) и соизмеримы с размерами коллоидных частиц. Но все же они являются молекулярно-дисперсными системами и по своей агрегативной устойчивости близки к истинным растворам низкомолекулярных веществ. По этой причине растворы высокомолекулярных веществ сейчас не причисляют к типичным коллоидным микрогетеро-генным системам. [c.176]

Одной из наиболее давних и актуальных до сегодняшнего дня проблем коллоидной химии, в которой ярко иллюстрируется диалектика развития науки, является проблема взаимоотношения между коллоидными системами, образованными низкомолекулярными веш,ествами, и растворами и дисперсиями высокомолекулярных веществ. Сам термин коллоид , введенный Грэмом от греческого слова хсоХЛа — клей, относился прежде всего к клееподобным студнеобразным дисперсиям органических высокомолекулярных веществ и не отражает современного состояния и предмета коллоидной химии. Изучение физико-химических свойств подобных студнеобразных систем и разбавленных растворов высокомолекулярных веществ, названных Фрейндлихом лиофильными коллоидами (как обобщение предложенного Перреном термина гидрофильные коллоиды ), длительное время велось в рамках коллоидной химии. Отличие лиофильных коллоидов от лиофобных, по Перрену и Фрейндлиху, определялось в основном двумя обстоятельствами 1) способностью лиофильных коллоидов к самопроизвольному образованию и 2) резкой чувствительностью гидрофобных золей к малым добавкам электролитов, тогда пак гидрофильные коллоиды разрушаются только под действием высоких. концентраций электролита (вы-саливаиие). Различие свойств лиофильных и лиофобных коллоидов рассматривалось как следствие высокой способиости первых к сольватации коллоидных частиц (мицелл) молекулами растворителя, лиофобные же золн всегда нуждаются в стабилизаторе для сохранения агрегативной устойчивости. [c.237]

Для нарушения агрегативной устойчивости и наступления коагуляции обычно используют следующие методы коагуляцию электро-Рис. п-1. Характер изменения -"Итами, гетерокоагуляцию, взаим-массы накапливающегося осад- ную коагуляцию коллоидов, коагу-ка С от времени осаждения т. ляцию ПОД действием физико-хими- [c.16]

Отличительной особенностью лиофобных коллоидов является их двойственное отношение к электролитам. Так, присутствие небольших количеств некоторых, потенциалопределяющих ионов в дисперсионной среде является необходимым для придания всей лио-фобной системе агрегативной устойчивости. Но введение в устойчивый золь несколько ббльших количеств низкомолекулярных электро-литовг обычно вызывает сначала медленную, а затем по достижении пороговой, или критической, концентраций быструю коагуляцию золя. Фактически именно подобное поведение какого-либо золя под воздействием электролита считается достаточным, чтобы классифицировать его как лиофобный в отличие от лиофильных коллоидов, для коагуляциц которых необходима высокая концентрация электролита, порядка нескольких молей на литр. Анализ и критика более старых теорий и эмпирических закономерностей Марха, Фрейндлиха, Ленгмюра, Мюллера, Вольфганга Оствальда, Тежака и др., объясняющих потерю лидфоб ыми золями своей агрегативной устой- [c.259]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология