Теория Дерягина-Ландау-Фервея-Овербека ДЛФОПериодическая система / Курс лекций по Коллоидной химии (Часть 2) / Теория Дерягина-Ландау-Фервея-Овербека ДЛФО
В классическом варианте ДЛФО рассматривает процесс коагуляции как результат совместного действия в-д-в сил притяжения и электростатических сил отталкивания между частицами. В зависимости от баланса этих сил в тонкой прослойке жидкости между частицами возникает либо положительное (препятствующее соединению) либо отрицательное (способствующее утончению прослойки жидкости) расклинивающее давление.
Полная энергия взаимодействия частиц
|
U=Uотт+Uпр= |
|
, где С-концентрация электролита; cобратная толщина ионной атмосферы; g- параметр Дебая, который меняется от 0 до 1 с ростом межфазного потенциала; А – константа молекулярных сил; h– половина расстояния между двумя твердыми стенками. Uотт>0; Uпр<0. Uпрcтепенная функция, при h |
Uпр®¥Uoтт=const. На больших расстояниях также преобладает притяжение, поскольку степенная функция убывает медленнее, чем экспоненциальная. На средних расстояниях в разбавленных растворах (при малых c) на кривой U=f(h) появляется потенциальный барьер и два минимума (ямы). Возможность сближения частиц определяется высотой барьера и глубиной ям. Рассмотрим типичные случаи.
1.Пусть высота барьера и глубина ям невелика £kT. Частицы сближаются на расстояние соответствующее 1 минимуму (ближнее взаимодействие). Такие системы агрегативно неустойчивы, в них имеет место необратимая коагуляция.
2. Если высота барьера ³kT, а глубина второго минимума мала, тогда частицы не могут преодолеть барьера и расходятся без взаимодействия. Это агрегативноустойчивые системы.
3. Если глубина второго минимума велика ³kT, то независимо от высоты барьера происходит дальнее взаимодействие частиц во втором минимуме. Частицы не могут ни разойтись, ни сблизиться, они в виде пары совершают броуновское движение. К ним могут присоединиться и другие частицы. Система в целом сохраняет свою дисперсность и устойчивость.
Если глубина второго минимума невелика, тогда возможна дезагрегация.
|
При введении в систему индифферентного электролита, когда достигнут порог коагуляции, энергетический барьер исчезает (рис). Порог коагуляции можно рассчитать по формуле Спор=С |
, где С - константа, зависящая от отношения зарядов катиона и аниона электролита. Это уравнение подтверждает правило Шульце-Гарди.
Смотрите также
Электрохимическая коррозия.
Электрохимическая коррозия является наиболее
распространенным типом коррозии металлов. По электрохимическому механизму
коррозируют металлы в контакте с растворами ...
Статистическая термодинамика
Термодинамическая система, коллектив и его
состояния. Метод ансамблей. Энтропия и вероятность. Канонический ансамбль
Гиббса. Каноническое распределение. Фактор Гиббса. Вероятности, свободная ...