Факторы устойчивости коллоидных систем
Периодическая система / Курс лекций по Коллоидной химии (Часть 2) / Факторы устойчивости коллоидных систем
Страница 1

Устойчивость характеризуется неизменностью во времени дисперсности и равновесного распределения дис фазы в дис среде. Существует резкое различие устойчивости лиофильных и лиофобных коллоидов.

Лиофильные коллоиды диспергируются самопроизвольно (в воде – глины и мыла), образуют термодинамически устойчивые системы:

F=DU-TDS<0. Увеличение энтропии смешения при диспергировании уменьшает свободную энергию системы. Баланс DUскладывается из затраты энергии на разрыв молекулярных связей с образованием новой поверхности (работы против сил когезии) и выигрыша в результате межфазного сольватационного взаимодействия (работы адгезии). Даже если DUбольше 0, то TDS>DU.

Системы, для которых DF>называют лиофобными. Они самопроизвольно не диспергируются.

Устойчивость в кол химии – это устойчивость против объединения частиц под действием межмолекулярных сил, приводящего к коагуляции.

Коагуляция – процесс слипания частиц, образования агрегатов с потерей седиментационной устойчивости и последующим разделением фаз – разрушением дис системы.

Факторы, вызывающие коагуляцию. Едва ли существуют какие-либо внешние воздействия, которые при достаточной интенсивности не вызвали бы коагуляцию. Это действие теплоты, холода, эл-маг полей, жестких излучений, механические и ультразвуковые воздействия, химические агенты. Все эти факторы разрушают энергетический барьер, препятствующий слипанию частиц. В результате метастабильная система переходит в более устойчивое состояние.

Лекция.

КОАГУЛЯЦИЯ ЭЛЕКТРОЛИТАМИ. Все без исключения сильные электролиты вызывают коагуляцию при увеличении их концентрации в растворе до некоторого критического значения, называемого порогом коагуляции. Спор=

. В случае лиофильных золей Спорвелика (моль/л), в случае лиофобных золей Спор»ммоль/л. Решающую роль при коагуляции играет внешняя обкладка ДЭС. По правилу Шульце-Гарди: коагулирующее действие оказывает противоион, и коагулирующая способность возрастает пропорционально некоторой высокой степени его заряда. Коагулирующая способность противоиона V=1/Cпор.

При сближении двух дис частиц одной природы, т.е. одноименно заряженных частиц, происходит перекрывание диффузных частей ДЭС. Т.е. взаимодействие двух одноименных полей сопровождается взаимным отталкиванием частиц. С ростом концентрации электролита уменьшается толщина ДЭС d. Причем в случае многовалентных противоионов dуменьшается быстрее, чем для одноваленных. Тогда частицы могут сблизиться на расстояние, где межмолекулярные силы притяжения достаточны для слипания частиц.

В основе современной теории устойчивости лежит понятие расклинивающего давления (Дерягин). При перекрывании диффузных частей ДЭС дис частиц в жидкой прослойке, разделяющей частицы, возникает расклинивающее давление. Расклинивающее давление включает четыре составляющих:

1. электростатическая составляющая, обусловленная перекрыванием ДЭС двух частиц. Она дает положительный вклад в расклинивающее давление.

2. межмолекулярное притяжение (отрицательный вклад). Если взаимодействуют частицы разной природы, эта составляющая может менять знак.

3. адсорбционная составляющая, возникающая при перекрывании молекулярных (не ионных) адсорбционных слоев. При перекрывании происходит увеличение концентрации адсорбата. В случае длинноцепочечных ПАВ уменьшается свобода конформаций и уменьшается энтропия, увеличивается свободная энергия системы, что приводит к отталкиванию.

Страницы: 1 2

Смотрите также

Производство бета-каротина
...

Минеральный состав организма
...

Получение гидроксида натрия
...