Теория кинетики быстрой коагуляции СмолуховскогоПериодическая система / Курс лекций по Коллоидной химии (Часть 2) / Теория кинетики быстрой коагуляции СмолуховскогоСтраница 1
Исследования зависимости скорости коагуляции Vот концентрации электролита С показывают, что при малых С V=0. Далее в узком интервале концентраций наблюдается быстрый рост Vдо некоторого значения, не изменяющегося с дальнейшим увеличением С. Можно выделить три зоны: устойчивости; медленной коагуляции с порогом См; быстрой коагуляции с порогом Сб.
Процесс диффузии слагается из случайных блужданий частиц, обладающих энергией, статистически близкой kT. Для некоторых наиболее «горячих» частиц случайные блуждания приведут к слипанию, если их кинетическая энергия окажется больше, чем высота энергетического барьера, препятствующего сближению частиц. Высота барьера снижается с ростом концентрации электролита. При С³Сбвероятность слипания при столкновении становится равной единице.
Различают быструю и медленную коагуляцию. При быстрой - все столкновения частиц в процессе броуновского движения заканчиваются их слипанием. При медленной вследствие наличия ДЭС или сольватной оболочки на поверхности частиц слипание частиц происходит в результате особо удачных сближений.
Т. Смолуховского. Скорость коагуляции является функцией счетной концентрации частиц nи интенсивности броуновского движения, характеризуемого коэффициентом диффузии. Агрегация согласно Смолуховскому: сначала одинарные первоначальные частицы сталкиваются и образуют двойные частицы; затем двойные сталкиваются с одинарными и образуют тройные и т.д. Вероятность столкновения более 3 частиц и более простых и сложных частиц мала, поэтому Смолуховский не принимал в расчет подобные столкновения. Формально, процесс можно рассматривать как реакцию второго порядка |
(1), где k– константа, характеризующая вероятность сближения. Знак – означает, что с течением времени численная концентрация падает. kзависит от коэффициента диффузии |
, где r- расстояние между частицами. Если принять, что силы притяжения действуют при сближении на весьма малые расстояния (r=2r), rрадиус частицы; и подставить D= |
, тогда |
. Т.о. константа скорости коагуляции не зависит от природы частиц, их радиуса, а определяется только температурой и вязкостью дис среды. Это универсальная константа.
Если проинтегрировать уравнение (1) |
, получим |
или |
. Можно определить время, за которое концентрация частиц уменьшается в два раза (время половинной коагуляции Q) nо/n=2 q=1/knо. Тогда можно записать |
Смотрите также
Иод (Iodum), I
Иод - химический элемент VII группы периодической системы Менделеева, относится к галогенам (в литературе встречается также символ J); атомный номер 53, атомная масса 126,9045; кристаллы черно-серого ...