Методические указания (с программой) и контрольные задания по коллоидной химии. Часть 1. Цыренова С.Б - 23 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

или иных сил по мере сближения. При сближении частиц
между ними действуют силы электростатического отталки-
вания и силы притяжения Ван-дер-Ваальса. Первые с рас-
стоянием убывают по экспоненциальному закону, вторые -
по степенному. При h→0 силы отталкивания стремятся к
постоянному значению, тогда как силы притяжения возрас-
тают безгранично (без учета сил отталкивания электронных
оболочек).
Следовательно, на малых расстояниях (h= 1,0 нм) пре-
обладает притяжение и на кривых U=f(h) образуется первый
минимум {первая потенциальная яма). Глубина первого ми-
нимума может достигать 20-25 kT. На больших расстояниях
(h = 10,0÷100,0 нм) также преобладает притяжение, по-
скольку степенная функция убывает значительно медлен-
нее, чем экспоненциальная. На потенциальной кривой появ-
ляется второй минимум (вторая потенциальная яма), глуби-
на которого невелика и может изменяться от 0 до 5 - 10kT
На средних расстояниях (h= l,0÷10,0 нм) преобладает
отталкивание и на потенциальной кривой возникает макси-
мум - потенциальный барьер отталкивания. Высота барьера
изменяется от О до 100 kT в зависимости от концентрации
электролитов и наличия в системе других стабилизаторов.
Высота потенциального барьера отталкивания и глу-
бина ям определяет возможность агрегации частиц при их
сближении. Возможны следующие случаи:
1. Высота барьера и глубина второго (дальнего) ми-
нимума невелики (<<kT). В этом случае частицы сближа-
ются за счет броуновского движения до наименьшего воз-
можного расстояния (~0,2÷1,0 нм) с уменьшением энергии
системы на глубину первого минимума. Такие системы не-
устойчивы. Агрегация происходит в результате ближнего
взаимодействия частиц и необратима, так как глубина пер-
вого минимума намного больше kT.
2. Высота потенциального барьера велика. (>>kT), а
глубина второго минимума мала (<<kT); в этом случае час-
тицы не могут преодолеть барьер и расходятся без агрега-
ции. Такие системы агрегативно устойчивы.
3. Глубина второго минимума велика (~5÷10kT). Не-
зависимо от высоты барьера происходит так называемое
дальнее взаимодействие частиц на расстояниях между ними
порядка 10÷100нм. Частицы в этом случае соединяются
друг с другом через прослойки жидкости и не изменяют
свою индивидуальность и дисперсность. Фиксация частиц
во втором минимуме при больших концентрациях дисперс-
ной фазы приводит к образованию коагуляционных струк-
тур. Они легко разрушаются при увеличении температуры
или механическом воздействии. В системах, у которых по-
тенциал поверхности снижения вследствие недостатка по-
тенциалобразующих ионов или вследствие адсорбции про-
тивоположно заряженных ионов, наступает нейтрализаци-
онная коагуляция.
Следует обратить внимание на критерий устойчивости
слабозаряженных золей:
где х - величина, обратная толщине ионных атмосфер, ок-
ружающих частицы; А - константа; ε - диэлектрическая
проницаемость;
2
c
ϕ
- критическое значение потенциала по-
верхности, при котором исчезает энергетический барьер.
Концентрационная коагуляция характерна для сильно-
заряженных золей и суспензий. Она связана с сжатием
диффузной части двойного слоя при увеличении ионной си-
лы раствора. Критерий устойчивости сильнозаряженных
золей при концентрационной коагуляции подчеркивает
важное значение заряда коагулирующего иона: 
или иных сил по мере сближения. При сближении частиц         глубина второго минимума мала (<>kT), а

Страницы