химический каталог




Курс коллоидной химии

Автор С.С.Воюцкий

ния заряда электрические силы отталкивания между частицами ослабевают, частицы при сближении слипаются и выпадают в осадок.

* Согласно уточненным представлениям область сил отталкивания определяется не потенциалом <р0, а потенциалом (f6, отвечающим границе слоя Штерна. Существенно, что <р0 <. фоТеория, развитая Б. В. Дерягиным, позволяет вычислить, при каком достаточно низком значении фо-потенциала должен исчезнуть энергетический барьер, т. е. когда результирующая потенциальная кривая (рис. IX, 10), характеризующая зависимость энергии взаимодействия частиц от расстояния между ними, должна только в одной точке коснуться оси абсцисс (пунктирная кривая). При достаточно малом ф0-потенциале связь между критическим потенциалом фо, крит, при котором энергетический барьер исчезает, и толщиной 1/и (или h) диффузных слоев, окружающих обе коллоидные частицы, выражается формулой:

где С — константа; Л —постоянная притяжения; е— диэлектрическая проницаемость раствора.

Связь между фо, крит и и, вытекающая из уравнения (IX, 42), была эмпирически установлена Эйлерсом и Корфом еще в 1940 г. Согласно этим исследователям

ф2д ==ф2.1/к = С~ Зёе В (IX,43)

где В — некоторая критическая величина, определяемая из опыта.

Условие q>\h < В представляет собой условие коагуляции, а ф§/г > В является условием устойчивости системы.

Для достаточно разбавленных растворов электролитов, когда толщина диффузного слоя велика, и для малых значений фо-потен-циала можно принять, что этот потенциал довольно близок к ^-потенциалу, измеренному по подвижности частиц в электрическом

Рис. IX, П. Схема, выражающая зависимость ф0 и ^-потенциалов для слабо заряженных частиц в разбавленном растворе электролита (а) и для сильно заряженных частиц в достаточно концентрированном растворе электролита {б).

поле (рис. IX, Па). Надо, однако, подчеркнуть, что отождествление общего скачка потенциала фо или потенциала Штерна фб, отвечающего границе ионный конденсатор — диффузный слой, и ?-по-тенциала, вообще говоря, незаконно и в ряде случаев может приводить к неправильным результатам. В самом деле, определение ^-потенциала связано с гидродинамическими особенностями системы, а именно, с положением границы скольжения у поверхности раздела частица — раствор или вязкостью прилегающих к ней слоев жидкости, тогда как потенциалы <р0 и ф6, очевидно, никакого отношения к этим особенностям не имеют. Использование ?-потен-циала как критерия устойчивости коллоидных систем связано в основном с тем, что ^-потенциал сравнительно легко экспериментально измерить и в определенных условиях его изменение сходно с изменением ф0-потенциала.

Концентрационная коагуляция наблюдается обычно у золей с сильно заряженными частицами при увеличении концентрации индифферентного электролита в системе. Это обстоятельство позволяет в первом приближении вовсе не учитывать возможное изменение фо-потенциала при различного рода адсорбционных или десорбционных явлениях. Единственной причиной коагуляции системы в этом случае является, согласно теории ДЛФО, чисто электростатический эффект сжатия двойного электрического слоя.

В предельном случае потенциал поверхности — фо-потенциал — при коагуляции может сохранять достаточно высокие значения (более 100 мВ). При этом соответствие между ^-потенциалом, который при увеличении концентрации раствора электролита может значительно падать, и фо-потенциалом теряется. Это легко понять из схемы, представленнной на рис. IX, 116. Теряется также связь между устойчивостью системы и фо- и ^-потенциалами. Таким образом, становится понятным, почему ^-потенциал далеко не всегда может являться критерием устойчивости золя.

Для того чтобы понять механизм концентрационной коагуляции, необходимо остановиться на весьма важной особенности — зависимости сил электростатического взаимодействия от фо-потенциала, рассмотренного ранее на примере двух пластинок. Теория * показывает, что по мере безграничного возрастания фо-потенциала обеих поверхностей сила электростатического отталкивания F3 между коллоидными частицами любой формы не возрастает безгранично, а стремится конечному пределу, подходя к нему уже при значениях потенциала поверхности, превышающих 100 мВ (рис. IX, 12). Вследствие этого свойства, как бы насыщения сил, можно говорить о силе взаимодействия предельно заряженных поверхностей как о величине, не зависящей от точных значений потенциала поверхности.

Этот на первый взгляд трудно понятный вывод объясняется, как мы видели, тем, что по мере роста фо-потенциала увеличивается притяжение противоионов *к поверхности частицы. Таким образом, тграллельно с ростом заряда внутренней обкладки двойного электрического слоя и потенциала поверхности усиливается и экранирование внешнего поля этой обкладки противоионами. Поэтому дальнейший рост напряженности электрического поля в периферийных частях ионных атмосфер и сил взаимодействия обеих частиц прекращается. Таким образом, если коллоидные частицы заряжены достаточно сильно, то их взаимодействие зависит только от заряда противоионов, экранирующих действие внутренней обкладки двойного слоя и обусловливающих его толщину,

При прибавлении к системе индифферентного электролита происходит сжатие диффузной части двойного электрического слоя и толщина ионных атмосфер уменьшается. Одновременно также в результате сжатия ионного слоя увеличивается глубина вторичного потенциального минимума, что приводит к возрастанию вероятности дальней агрегации. Изменение формы потенциальных кривых парного взаимодействия частиц при увеличении содержания индифферентных электролитов в системе показано на рис. IX, 13.

Теоретические расчеты позволили Б. В. Дерягину и Л. Д. Ландау установить, что энергетический барьер на диаграмме энергия

взаимодействия — расстояние между коллоидными частицами исчезает, когда достигнут nojpr^L коагуляции у, определяемый по формуле:

< B(kT)* ч

У = С дгеъ2ъ (IX, 44)

где С — коистаита, слабо зависящая от асимметрии электролита, т. е. от отношения числа зарядов катиона и аииоиа; е — заряд электрона; z — валентность про-тивоиоиа.

Порог концентрационной коагуляции, как и следовало ожидать, не зависит от фо-потенциала, но зависит от значения постоянной/!, диэлектрической проницаемости е раствора, температуры Т ъ валентности z ттротивоиона. Ион, заряженный одноименно с коллоидной частицей, на коагуляцию оказывает малое влияние, несколько изменяя лишь значение коэффициента С.

Из уравнения (IX, 44) следует также, что значения порога коагуляции для одно-, двух-, трех- и четырехвалентных ионов должны относиться, как

I:(1/2)e:(I/a)E:(1/4>E или как 1:0,016:0,0013:0,00024

В некоторых случаях этот ряд в первом приближении согла* суется с опытными данными, получившими свое выражение в пра-виле Шульце — Гарди, и как будто дает его теоретическое обоснование.

Ниже приведены собранные Овербеком средние значения порогов коагуляции- (в ммоль/л) некоторых золей, заимствованные из ряда исследований Как можно видеть, отношения экспериментально определенных порогов коагуляции иона

страница 101
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189

Скачать книгу "Курс коллоидной химии" (4.52Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
сайдинг виниловый размеры и цены
Установка автосигнализации Pandora DXL 3945
вешалка на колесах икеа
купить шатёр для отдыха на природе

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(05.12.2016)