Теория кинетики быстрой коагуляции Смолуховского
Периодическая система / Курс лекций по Коллоидной химии (Часть 2) / Теория кинетики быстрой коагуляции Смолуховского
Страница 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

Страницы: 1 2

Смотрите также

Математическая обработка результатов анализа и оценка их качества
...

Таллий (Thallium), Tl
Знаменитый Крукс, был большим специалистом по спектроскопии. Прекрасно понимая, что спектроскоп - мощный инструмент отыскания новых элементов, Крукс исследовал с его помощью огромное количество различ ...

Методы органического синтеза
Органический синтез - раздел органической химии, в котором рассматриваются пути и методы искусственного создания органических соединений в лаборатории и промышленности. Широко применим в лаб ...