Физическая и коллоидная химия. Балдынова Ф.П. - 56 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

113 114
т.е. порог коагуляции обратно пропорционален заряду про-
тивоионов в шестой степени.
Теорию быстрой коагуляции разработал Смолухов-
ский, им было выведено уравнение для расчета константы
скорости коагуляции (k):
k =
−
0
111
nn
τ
, (II–50)
где n
0
и n - число частиц в единице объема системы до на-
чала коагуляции и к моменту времени τ, соответственно.
Константа скорости коагуляции зависит от коэффици-
ента диффузии (D) и радиуса частиц (r):
k = 8πD r (II–51)
По формуле Стокса–Эйнштейна коэффициент диффу-
зии сферических частиц зависит от их размера:
D =
r
kT
πη
6
(II–52)
С учетом формул (II–51) и (II–52) уравнение коагуля-
ции примет вид:
k =
ηη
3
4
3
4 Τ
=
k
N
RT
A
, (м
3
/ сек) (II-53)
где η–вязкость среды, Па·с; N
A
- число Авогадро.
Смолуховский ввел также понятие о времени поло-
винной коагуляции, согласно которому время, необходимое
для уменьшения первоначального числа частиц в два раза,
связано с их исходным:
n =
θ
τ
+1
0
n
, (II-54)
где θ – время половинной коагуляции, с; τ – время от начала
коагуляции, с.
Если преобразовать уравнение к виду:
θ
τ
+= 1
0
n
n
, (II-54а)
то получим линейную зависимость в координатах n
0
/n = f(τ).
Явление обратное коагуляции, т. е. разрушение агре-
гатов частиц под действием чистой дисперсионной среды
или растворенных веществ, называется пептизацией.
Тема 5. Структурированные дисперсные системы
Программа
Структурированные системы и их типы взаимодейст-
вия: коагуляционные и конденсационно-
кристаллизационные структуры. Свойства структур: тиксо-
тропия, синерезис, набухание, ползучесть. Структурно-
механические свойства дисперсных систем.
Методические указания
В процессе коагуляции в коллоидном растворе про-
исходит образование пространственной сетки из частиц
дисперсной фазы – образуется структура.
Структурообра-
зование в дисперсных системах является самопроизвольным
(термодинамически выгодным) процессом сцепления час-
тиц, приводящим к уменьшению свободной энергии.
В зависимости от характера сцепления частиц П.А.
Ребиндер предложил подразделить структурированные сис-
темы на два класса:
коагуляционные структуры (тиксотропно-обратимые
гели);
конденсационно-кристаллизационные структуры (не-
обратимо разрушающиеся).
Коагуляционная структура образуется за счет сцепле-
ния частиц Ван-дер-ваальсовыми силами через равновесные
прослойки дисперсионной среды в рыхлые каркасы-гели. 
т.е. порог коагуляции обратно пропорционален заряду про-                                n0     τ
тивоионов в шестой степени.                                                                = 1+ ,                   (II-54а)
                                                                                        n      θ
      Теорию быстрой коагуляции разработал Смолухов-                то получим линейную зависимость в координатах n0/n = f(τ).
ский, им было выведено уравнение для расчета константы                   Явление обратное коагуляции, т. е. разрушение агре-
скорости коагуляции (k):                                            гатов частиц под действием чистой дисперсионной среды
                             11 1                                 или растворенных веществ, называется пептизацией.
                         k =  −  ,             (II–50)
                             τ  n n0 
                                                                        Тема 5. Структурированные дисперсные системы
где n0 и n - число частиц в единице объема системы до на-
                                                                                           Программа
чала коагуляции и к моменту времени τ, соответственно.
                                                                         Структурированные системы и их типы взаимодейст-
      Константа скорости коагуляции зависит от коэффици-
                                                                    вия:       коагуляционные      и       конденсационно-
ента диффузии (D) и радиуса частиц (r):
                                                                    кристаллизационные структуры. Свойства структур: тиксо-
                           k = 8πD r              (II–51)
                                                                    тропия, синерезис, набухание, ползучесть. Структурно-
      По формуле Стокса–Эйнштейна коэффициент диффу-
                                                                    механические свойства дисперсных систем.
зии сферических частиц зависит от их размера:
                                  kT
                           D=                      (II–52)                           Методические указания
                                6πηr                                       В процессе коагуляции в коллоидном растворе про-
      С учетом формул (II–51) и (II–52) уравнение коагуля-          исходит образование пространственной сетки из частиц
ции примет вид:                                                     дисперсной фазы – образуется структура. Структурообра-
                       4 RT     4kΤ                                 зование в дисперсных системах является самопроизвольным
                  k=         =       , (м3/ сек)   (II-53)
                      3ηN A     3η                                  (термодинамически выгодным) процессом сцепления час-
где η–вязкость среды, Па·с; NA - число Авогадро.                    тиц, приводящим к уменьшению свободной энергии.
      Смолуховский ввел также понятие о времени поло-                     В зависимости от характера сцепления частиц П.А.
винной коагуляции, согласно которому время, необходимое             Ребиндер предложил подразделить структурированные сис-
для уменьшения первоначального числа частиц в два раза,             темы на два класса:
связано с их исходным:                                                    коагуляционные структуры (тиксотропно-обратимые
                                 n0                                 гели);
                          n=         ,               (II-54)              конденсационно-кристаллизационные структуры (не-
                                   τ
                               1+                                   обратимо разрушающиеся).
                                θ                                         Коагуляционная структура образуется за счет сцепле-
где θ – время половинной коагуляции, с; τ – время от начала         ния частиц Ван-дер-ваальсовыми силами через равновесные
коагуляции, с.                                                      прослойки дисперсионной среды в рыхлые каркасы-гели.
      Если преобразовать уравнение к виду:


                                                              113   114

Страницы