Факторы устойчивости коллоидных систем. Коагуляция гидрофобных золей под действием электролитов. Определение зависимости энергии отталкивания от расстояния между частицами в соответствии с теорией Дерягина. Определения коагуляции золя электролитами.
Аннотация к работе
Под устойчивостью дисперсной системы понимают постоянство их свойств во времени и в первую очередь дисперсности, распределения по объему частиц дисперсной фазы и межфазного взаимодействия.Под молекулярно-кинетической или седиментационной устойчивостью понимают свойства дисперсных частиц удерживаться во взвешенном состоянии не седиментируясь, а распределяться по высоте в соответствии с гипсометрической формулой Лапласа - Перрена: - гипсометрическая формула Лапласа - Перрена где - отношение изменения числа частиц в единице объема в двух слоях жидкости, отстоящих а расстоянии h (слой 2 выше слоя 1); Na - число Авогадро; V - объем отдельной частицы; d - плотность частиц; ? - плотность среды. Коагуляция приводит к уменьшению энтропии, что приводит к уменьшению свободной энергии системе, поэтому частицы системы стремятся равномерно распределиться по объему. Дерягин вычислил зависимость энергии отталкивания от расстояния между частицами, взяв за основу систему расчетов для двух пластин: , где l - расстояние между частицами; С - концентрация электролита; ? - толщина диффузного слоя; R - универсальная газовая постоянная; ? - параметр, зависящий от потенциала частиц, рассчитывается по формуле: Энергия электростатического отталкивания может быть также рассчитана по следующей формуле: , где ?-обратная величина толщины диффузного ДЭС; h - расстояние между частицами, h=2l; Возникновение таких сил обусловлено: а) взаимодействием диполей - эффект Кеезома - если молекулы полярны, их дипольный момент описывается по формуле ?=ql, где q - величина эффективного заряда, l - расстояние между центрами тяжести положительного и отрицательного заряда в молекуле, то энергия взаимодействия между диполями - энергия ориентационного взаимодействия - описывается формулой: , где х - расстояние между диполями. б) поляризацией одной молекулы другой - эффект Дебая - наблюдается при взаимодействии между диполем и индуцированным диполем - возникает под действием стабильного диполя, называется энергией индукционного взаимодействия: , где х - расстояние между диполями; ? - поляризуемость частицы. в) взаимодействием мгновенных и индуцированных моментов - эффект Лондона - обусловлено электронными переходами, называется энергией дисперсионного взаимодействия: , где h - постоянная Планка; ? - волновое число; х - расстояние между диполями; ? - поляризуемость частицы. При сближении частиц ионно-стабилизированных золей баланс возникающих сил отталкивания и Ван-дер-ваальсовых (межмолекулярных) сил притяжения определяет суммарную потенциальную энергию взаимодействия частиц.