Критический потенциал коллоидных

Явление неправильных рядов. Ионы трех- и четырехвалентных металлов Ре+++, А1+++, Т1г++++, а также ионы Н+ и ОН при добавлении их к золю во все возрастающих концентрациях ведут себя совершенно особым образом сначала, по достижении порога коагуляции, они, как и все ионы, вызывают коагуляцию золя (дают первую зону коагуляции ), нр затем при дальнейшем увеличении концентрации, наоборот, возрастает устойчивость золя и коагуляция отсутствует ( зона устойчивости ) наконец, при еще более высоких концентрациях вновь наступает коагуляция золя ( вторая зона коагуляции ). Такое чередование коагуляции с ее отсутствием и получило наименование зон коагуляции , или неправильных рядов . Это явление хорошо иллюстрируется рис. 30 и связано с перезарядкой коллоидных частиц, вызываемой высоковалентными ионами и с величиной критического потенциала Скр.. На рис. 30 две зоны коагуляции заштрихованы, между ними не заштрихованная часть—зона устойчивости с максимальным выражением ее в точке В, где +С имеет максимальное значение. [c.136]

Прибавление электролитов согласно теории снижает не общий заряд коллоидной системы (как это предполагалось в адсорбционной теории), а только величину -потенциала до критического значения (см. рис. 39, стр. 95), при котором золь теряет устойчивость и коагулирует. По изменению толщины диффузного слоя в зависимости от концентрации электролита и валентности ионов были подсчитаны соотношения порогов коагуляции, подтверждающие эмпирическое правило Шульце — Гарди. Несовершенство теории Мюллера состоит в том, что она совсем не учитывает адсорбционный эффект внедрения ионов в штерновский слой и не обосновывает значение критического потенциала (ем. гл. IV, 2, 6). [c.117]

Соотношение (21) свидетельствует о важной роли нейтрализационных эффектов в механизме коагуляции реальных коллоидных растворов. Это также видно из данных о влиянии потенциала коллоидных частиц на критическую концентрацию электролитов с противо-ионами разной валентности [49, 52] [c.152]

Давно была замечена связь между коагуляцией и величиной электрокинетического потенциала частиц коллоидного раствора. В большинстве случаев коагуляция различными электролитами имеет место, когда -потенциал падает до более или менее определенного для данного коллоидного раствора значения, получившего название критического потенциала (Скр). Значение крити ческого потенциала типичных лиофобных золей лежит в пределах от 30 до 70 мв. [c.185]

Коагуляция наступает при значениях, лежащих ниже некоторой величины -потенциала (около 30 мВ). Это так называемый критический потенциал. Различают концентрационную коагуляцию при действии ионов с зарядами, равными 1, когда изменяется ионная сила раствора, и коагуляцию нейтрализациониую ионами с зарядами более 1, когда заметно снижается ф-потенциал. Физическая теория нарушения агрегативной зстойчивости основана на представлении о соотношении спл при- д тяжения и отталкивания прп сближении одноименно за,ряженных коллоидных частиц. При столкновении коллоидных частиц в результате броуновского движения на них действуют взаимное молекулярное притяжение, обусловленное ван-дер-ваальсо-выми силами. Сближению препятствует электростатическое отталкивание, возникающее лишь прн перекрытии диффузных слоев Ах и Ач коллоидных частиц (область Ло на ряс. 62, а). При малом расстоянии между частицами силы притяжения преобладают над сп-ламп броуновского движеиия, в результате частицы слипаются. [c.267]

Каковы основные эффекты взаимодействия коллоидных систем с нейтральными солями Какова зависимость между -потенциалом и скоростью коагуляции Что такое критический потенциал [c.280]

Электростатическая теория коагуляции основана на учете изменений двойного электрического слоя коллоидной частицы (Мюллер). Изучая коагуляцию, вводят понятие о критическом потенциале, выше которого система сравнительно устойчива,, ниже — золь теряет стабильность и быстро коагулирует. Например, критический потенциал золя АзгЗз равен 26 мв, эмульсии масла — 30 мв и т. п. [c.117]

При увеличении концентрации электролита в растворе уменьшается электрокинетический потенциал коллоидных частиц и коагуляция наступает при его определенном значении — критическом потенциале. Для большинства систем критический потенциал равен 0,03 В. [c.205]

Изменение степени дисперсности коллоидных систем. Характерной особенностью коллоидных растворов, в отличие от истинных растворов, является то, что им присуща агрегативная неустойчивость. В тех случаях, когда кинетическая устойчивость преобладает над агрегативной неустойчивостью, степень дисперсности дисперсной фазы практически не изменяется и коллоидный раствор находится в относительно устойчивом состоянии. Таковы гидрозоли золота, приготовленные более 100 лет тому назад Фарадеем и не потерявшие своей устойчивости до настоящего времени. Тем не менее любой коллоидный раствор представляет собой термодинамически неустойчивую систему, поскольку в нем с той или иной скоростью при любых условиях протекает необратимый процесс уменьшения степени дисперсности дисперсной фазы. Основные факторы, препятствующие этому процессу наличие электрокинетического потенциала коллоидных частиц и наличие на них сольватных оболочек или адсорбционных молекулярных слоев. Лишь при одновременном понижении электрокинетического потенциала коллоидных частиц до некоторого (так называемого критического) значения и при разрушении их сольватных оболочек или адсорбционных молекулярных слоев дисперсная фаза с большой скоростью выпадает в осадок. Если же электрокинетический потенциал коллоидных частиц уменьшен до нуля, а сольватные их оболочки и адсорбционные молекулярные слои остаются нетронутыми или сольватные оболочки и молекулярные слои разрушены, а электрокинетический потенциал сохраняет достаточно высокое значе- [c.341]

Влияние электрокинетического потенциала. Быстрая коагуляция коллоидных растворов электролитами в большинстве случаев наступает при снижении электрокинетического потенциала до критического значения = 0,03 в. Чем больше отличается электрокинетический потенциал коллоидных частиц данного коллоидного раствора от критического его значения, т. е. чем больше абсолютная величина разности (Е ач — 1кр). тем большими порогами коагуляции характеризуется раствор. [c.347]

Обращает на себя внимание тесная связь между коагуляцией и величиной электрокинетического потенциала. В большинстве случаев устойчивость коллоидов возрастает с увеличением С-потенциала. Коагуляция различными электролитами обычно имеет место, когда С -потенциал падает до более или менее определенного для данного коллоидного раствора значения, получившего название критического потенциала (Скр.). В противоположность описанному, В. А. Каргин обнаружил, что у отдельных золей С-потенциал падает почти до нуля, а устойчивость сохраняется без изменения. Однако эти наблюдения, несмотря на их принципиальное значение, пока остаются исключением из общей зависимости устойчивости коллоидов от величины электрокинетического потенциала. [c.156]

В главе XI, 6, мы указывали, что процесс превращения рыхлых осадков в коллоидные растворы при действии на них некоторых электролитов, способных хорошо адсорбироваться на поверхности коллоидных частиц, называется пептизацией. Таким образом, процесс пептизации является как бы процессом, обратным коагуляции в то время как в случае коагуляции надо было понизить дзета-потенциал до критического, после чего коагуляция становится заметной, в случае пептизации надо поднять дзета-потенциал выше критического, чтобы началась пептизация. Однако надо помнить, что критический потенциал коагуляции и пептизации не совпадает друг с другом для пептизации требуется большая величина дзета-потенциала, чем его критическое значение. [c.382]

Процессы медленной коагуляции пока весьма слабо изучены. Предполагают, что медленное протекание процесса коагуляции обусловливается тем, что лишь очень небольшое число столкновений коллоидных частиц приводит к их слипанию (агрегации). Установлено, что слипаются лишь те частицы, у которых по какой-либо. причине снизился до критического значения дзета-потенциал, или частицы, обладающие большой скоростью и при столкновении попадающие н сферу взаимного притяжения. [c.375]

Химический потенциал вещества в зародыше с размером, большим критического (после преодоления энергетического барьера), ниже химического потенциала вещества в исходной — маточной — фазе. Под действием этой разности потенциалов происходит рост зародыша — коллоидной частицы новой фазы. По мере увеличения размера частицы химический потенциал образующего ее вещества продолжает падать, и движущая сила ее роста — разность химических потенциалов между окружающей средой и частицей — увеличивается. [c.131]

Еще первые исследователи коллоидных систем (Сельми, Грэм и Фарадей) отмечали их чувствительность к электролитам. В 1900 г. Гарди впервые предположил, что устойчивость коллоидов связана с электростатическим отталкиванием между их частицами таким образом, возникла мысль о том, чтобы искать связь между -потенциалом и коллоидной устойчивостью. Подобные исследования (проведенные, например, Повисом в 1914 г.) показали, что скорость коагуляции действительно растет, когда -потенциал уменьшается вследствие повышения концентрации электролита. При определенном, достаточно низком значении -потенциала, называемом критическим потенциалом, начинается быстрая коагуляция. Дальнейшее добавление электролита уже не влияет на скорость коагуляции. Интересно, что в большинстве случаев значения критического потенциала не зависят от типа использованного электролита. Например, при добавлении различных электролитов к золям АзаЗз (Повис) или РсаОд (Гош) быстрая коагуляция начинается при близких значениях -потенциала, несмотоя на то что соответствующие концентрации электролита при этом, конечно, совершенно различны (табл. 3). [c.194]

Процесс, ведуший к уменьшению удельной поверхности коллоидной системы (уменьшение поверхностной энергии) в результате агрегации частиц, называется коагуляцией. Обычно агрегация коллоидных частиц начинается при значении -потенциала 25—30 мВ (критическое значение, или критический потенциал). [c.233]

В главе XI, 6 было сказано, что процесс превращения рыхлых осадков в коллоидные растворы при действии на них некоторых электролитов, способных хорошо адсорбироваться на поверхности коллоидных частиц, называется пептизацией. Таким образом, процесс пептизации является как бы процессом, обратным коагуляции -в то время как в случае коагуляции надо было понизить -потенциал до критического, после чего коагуляция становится заметной, в случае пептизации надо поднять -потенциал выше критического, чтобы началась пептизации. Критический потенциал коагуляции и пептизации не совпадает друг с другом для пептизации требуется большая величина дзэта-потенциала, чем его критическое значение. Чтобы вернуть скоагули-рованный коллоид в состояние коллоидного раствора, необходимо тем или иным способом сообщить ему потерянные им заряды, так как коагуляция является следствием именно потери зарядов коллоидными частицами. Это осуществляется сравнительно легко в связи с тем, что рыхло соединенные между собой в коагуляте первичные частицы не лишены способности избирательно адсорбировать потенциалонределяющие ионы электролита, применяемого в качестве пептизатора. Вокруг частицы восстанавливается ионная (диффузная) атмосфера, в связи с чем возрастают -потенциал и гидратация частиц. Постепенно восстанавливается нормальная структура мицеллы. При критическом потенциале силы отталкивания одноименных зарядов начнут преобладать над силами взаимного притяжения их. Агрегаты частиц, образующие хлопья осадка, начинают распадаться частицы разъединяются, и осадок снова переходит в коллоидный раствор. [c.350]

Основная причина коагуляции частиц заключается не в достижении некоторого для всех случаев постоянного критического -потенциала, а в таком понижении расклинивающего давления, которое перестает препятствовать объединению частиц. Необходимое понижение этого давления достигается уменьшением диффузного слоя, что, в свою очередь, ведет к соответствующему понижению величины -потенциала. Это согласуется с работами А. И. Рабиновича, подтвердившими как ведущую роль сжатия диффузного слоя и избирательной адсорбции ионов в процессах коагуляции, так и оценки -потенциала как важнейшего показателя устойчивости большинства коллоидных частиц. [c.159]

Закон 2 обоснован,исходя из представлений о том, что потенциал частиц очень высок не только в исходном, но и в критическом состоянии коллоидной системы, и, следовательно, адсорбционные явления не влияют на устойчивость. Правило же Эйлерса — Кор-фа было теоретически выведено па основе прямо противоположных предпосылок. Между тем обе указанные закономерности оправдываются на одних и тех же объектах. Это возможно только при условии [52], что в критическом состоянии коллоидпой системы [c.152]

В дальнейшем вопрос о механизме коагулирующего действия электролитов был предметом весьма обстоятельных исследований Рабиновича и сотр. [44], которые пришли к выводу, что коагуляционный процесс протекает в две стадии. В первой происходит обменная адсорбция противоионов, сопровождающаяся снижением -потенциала коллоидных частиц вторая заключается в электростатическом сжатии диффузной ионной атмосферы, которое приводит к дополнительному уменьшению -потенциала до его критического значения. В литературе высказывалось, однако, и противоположное суждение утверждение о том, что адсорбция ионов лишь сопровождает коагуляцию, но ее не определяет [45]. [c.142]

Разумеется, повышение устойчивости золя в присутствии солей КМЦ, связанное с его превращением из гидрофобного в гидрофильный, не должно зависеть от знака заряда коллоидных частиц. Это подтверждается результатами опытов на полож ительном золе Agi. Как и следовало ожидать, уже незначительные добавки полиэлектролитов вызывают флоккуляцию коллоидного раствора, причем эффективность их действия намного превосходит такую же для неорганических электролитов порог коагуляции КМЦ-ЗОО или КМЦ-500 на несколько порядков меньше критических концентраций не только одновалентного, но и двухвалентного аниона (см. табл. 1). Флоккуляция золя в присутствии столь малых количеств сильноадсорбирующихся макромолекул (макроанионов), практически нацело поглощающихся дисперсной фазой, происходит по нейтрализационному механизму — в результате снижения заряда и потенциала коллоидных частиц. Эффективность полиэлектро- лита с увеличением молекулярного веса растет флоккулирующая концен- зрация КМЦ-500 в 2 раза меньше соответствующей величины для КМЦ-ЗОО [c.36]

Таким образом потенциальная энергия равнозначна разнице потенциалов и обозначает работу, потребную для перемещения предмета m от точки, находящейся от центра земного шара на расстоянии ho до точки hi. Подробно этому, электростатический потенциал является измерителем работы, необходимой для перемещения заряда Q+ от точки, находящейся на расстоянии do от центра заряженной частицы Q до точки di. В уравнении 14 принято ограниченное расстояние, а именно между поверхностями слоя среза и рассеянного слоя. Следовательно, в данном случае зета-потенциал равен работе, требующейся для перемещения заряда Q+ от поверхности слоя среза так, чтобы он полностью освободился от влияния частицы. Если бы все заряды рессеянного слоя оказались в слое среза, то зета-потенциал был бы равен нулю, и частицы оказались бы, в сущности, нейтрализованными, вследствие чего флокуляция была бы вполне возможной. В большинстве систем имеется критический зета-потенциал, определяющий устойчивость коллоидного раствора или суспензии. Если потенциал выше критического, коллоидный раствор сохраняет свою устойчивость благодаря отталкиванию частиц с одинаковыми зарядами друг от друга. В том случае, когда потенциал ниже критического наступает флокуляция, так как тогда кинетическая энергия быстродвижущихся частиц не может быть уравновещена силой отталкивания. [c.76]

Из всего вышесказанного не следует делать вывод о том, что основная причина коагуляции заключается в достижении некоторого постоянного для всех случаев критического дзета-потенциала. Исследования последних лет, проведенные советскими учеными В. В. Дерягиным и его сотрудниками, показали, что коагулирующее действие электролитов заключается не столько в непосредственном уменьшении сил отталкивания между коллоидными частицами через понижение дзета-потенциала, сколько в том, что изменение строения двойного электрического слоя и сжатие диффузной его части, обусловленное прибавлением электролита-коагулянта, влечет за собой понижение расклинивающего действия гидратных (сольватных) оболочек диффузных ионов, разъединяющих коллоидные частицы. Иными словами, необходимое для коагуляции данного золя понижение расклинивающего действия (или давления) сольватных оболочек достигается уменьшением диффузного слоя противоионов, что ведет к соответствующему понижению величины дзета-потен-адиала. [c.371]

Тпксотропия — явление довольно распространенное. Оно наблюдается в золях V2O5, WO3, РегОз, в различных суспензиях бентонита, в растворах вируса табачной мозаики, миозина. Причем тиксот-ропныегели легче всего образуются у золей, обладающих асимметричным строением частиц (например, палочкообразной формы). Тиксотропные структуры возникают лишь при определенных концентрациях коллоидных частиц и электролитов. Для обратимого (тиксотропного) застудневания требуется определенное значение дзета-потенциала, лежащее выше критического. В этом случае заряд коллоидных частиц хотя и понижен, но не в такой степени, что- бы начался процесс коагуляции. В этих условиях уже становятся заметными силы взаимодействия между отдельными частицами дис- персной фазы, они образуют своеобразную сетку, каркас. При сильном встряхивании связь между частицами дисперсной фазы нарушается — тиксотропный гель переходит в золь. В состоянии покоя связи в результате соударения частиц при броуновском движении восстанавливаются, золь вновь переходит в тиксотропный гель и т. д. [c.379]

Если поверхность коллоидных частиц гидрофильна, то даже при уменьшении дзета-потенциала ниже критического значения коагуляция не происходит. Так, например, золи Л1 (ОН)з или Н2810з благодаря значительной гидрофильности не коагулируют даже при уменьшении дзета-потенциала почти до нуля. Ориентированные сольватные (в частном случае гид-ратные) слои благодаря силам молекулярного сцепления с ядром препятствуют агрегации частиц. Для сближения частиц необходимо выполнить определенную работу, чтобы преодолеть сопротивление сольватного слоя. Это сопротивление сохраняется на расстояниях до 10" см, после чего силы притяжения, которые возрастают с уменьшением расстояния, уже преобладают над силами сцепления сольватного слоя. [c.421]

Концентрационная коагуляция связана с увеличением концентрации электролита, не вступающего в химическое взаимодействие с компонентами коллоидного раствора. Такие электролиты называют индифферентными они не имеют ионов, способных достраивать ядро мицеллы и вступать в реакцию с потенциалопределяющими ионами. При увеличении концентрации индифферентного электролита диффузный слой противоионов мицеллы сжимается, переходя в адсорбционный слой. В результате уменьщается электрокинетический потенциал и он может стать равным нулю. Такое состояние коллоидной системы называется изоэлектрически м. С уменьшением электро-кинетического потенциала агрегативная устойчивость коллоидного раствора снижается и при критическом значении дзета-потен-циала начинается коагуляция. Термодинамический потенциал при этом не изменяется. [c.331]

Рассмотрим механизм этого явления (рис. 128). Вначале содержание введенного электролита многозарядных ионов недостаточно, чтобы скоагулировать золь при этом дзета-потенциал частиц выше критического его значения. Дальнейшее добавление электролита приводит к тому, что его ионы начинают проявлять коагулирующее действие. Указанный интервал концентраций отвечает значениям электролитического потенциала частиц от критического дзета-потенциала кр одного знака до кр противоположного знака. При последующем добавлении многозарядных ионов начинается перезарядка коллоидных частиц и золь становится опять Черидоьани, JOH >стой IH [c.331]

Было обнаружено, что коагулирующее действие электролитов прежде всего определяется величиной заряда тех ионов, знак которых противоположен знаку заряда коллоидных частиц, т. е. совпадает со знаком противоиона коагулирующее действие резко возрастает с увеличением заряда коагулирующего иона. По мере увеличения концентрации электролита заметная коагуляция проявляется только выше некоторой критической концентрации Ск, получившей название порога коагуляции. Отношение порогов коагуляции одно-, двух- и трехзарядных противоионов приближенно равно 1 0,016 0,0015 соответственно обратные величины, получившие название коагулирующей способности, образуют ряд чисел 1 60 700, приблизительно пропорциональных шестой степени валентности коагулирующего иона правило Шульце — Гарди). Было замечено, что вблизи порога коагуляции абсолютная величина -(потенциала, независимо от знака заряда коллоидных частиц, оказывается сниженной примерно до 30 мВ (точнее, находится в пределах от 25 до 50 мВ). Тщательные исследования коагулирующего действия разл ичных электролитов одного валентного типа показали, что они образуют лиотропные ряды, близкие к лио-тролпьш рядам, определяемым по участию в ионном обмене и влиянию электролитов на электрокинетический потенциал (см. 6, гл. VII). [c.295]