химический каталог




Курс коллоидной химии

Автор С.С.Воюцкий

уктурообразование имеет существенное значение для твердения минеральных вяжущих средств в строительных материалах на основе цементов, гипса или извести.

На образование связей, а следовательно, и на свойствах этих структур может сильно сказываться присутствие в системе модифицирующих добавок поверхностно-активных веществ, изменяющих форму и размеры образующихся кристаллов, а также условия их срастания.

Необходимо хотя бы кратко, остановиться на дисперсных системах, в которых структура в обычном смысле этого слова отсутствует, но у которых наблюдаются некоторые общие свойства с настоящими структурированными системами. К таким системам относятся, например, высркоконцентрированные стабилизованные суспензии (пасты), а также осадки, образующиеся в результате седиментации.

В агрегативно устойчивых суспензиях, частицы которых достаточно сольва-тированы, при предельно высокой концентрации дисперсной фазы (когда частицы разделены весьма тонкой ^пленкой жидкости) почти вся дисперсионная среда может быть сольватно связана с дисперсной фазой. В результате этого вязкость систем обычно весьма высока

Механическая прочность подобных систем может резко возрастать при введении в них поверхностно-активных веществ,, молекулы которых, адсорби-руясь и ориентируясь на поверхности частнц, способствуют, согласно Б В. Де-рягину, развитию и взаимодействию граничных сольватных слоев Механические свойства концентрированной суспензии можно повысить также введением в нее высокомолекулярных веществ, обычно адсорбирующихся на поверхности частиц и вызывающих застудневание жидкой среды При этом застудеванию способствуют частицы дисперсной фазы, играющие роль «активного наполнителя».

Механические свойства концентрированных систем, в которых частицы дисперсной фазы имеют сольватные оболочки, все же обычно значительно ниже механических свойств систем с коагуляционными и конденсационно-кристаллиза-ционными структурами. Кроме того, благодаря образованию сольватных оболочек у частиц система пластифицируется, понижается ее прочность и у нее появляются пластично-вязкие свойства, тогда как при возникновении пространственных структур повышаются упруго-хрупкие свойства системы.

Рассмотрим два возможных случая образования осадков в результате оседания частиц седиментационно неустойчивых суспензий.

1. Оседание агрегативно неустойчивых суспензий происходит быстро из-за образования агрегатов; осевший осадок занимает большой объеме так как частицы сохраняют то случайное -взаимное расположение, в котором они оказались при соприкосновении. Совершенно очевидно, что подобные системы, образующиеся при оседании суспензий, довольно близки по строению и свойствам к рассмотренным выше коагуляционным структурам.

2. Оседание агрегат и.в но устойчивых суспензий, если частицы достаточно малы, происходит медленно и частицы, осевшие на дно сосуда, остаются разделенными друг от друга под влиянием тех же сил, которые препятствуют их агрегации. Вследствие этого частицы, скользя друг по другу, занимают положение, отвечающее минимальной потенциальной энергии и характеризующееся максимальной компактностью укладки. Полученный таким образоЦ осадок, если он достаточно плотен, может обладать всеми механическими свой* ствами, присущими концентрированным суспензиям.

Из сказанного следует, что объем осадка может служить показателем сте* пени агрегативной устойчивости еедиментнрующей суспензии. Это можно видет^

из следующего примера. Если 40 г порошка кварца с диаметром частиц от 1 до

5 мкм размешать в 25 мл воды, то образуется агрегативно устойчивая суспензия, устойчивость которой обусловлена возникновением вокруг частиц гндратных оболочек илн двойных электрических слоев за счет нонизацнн кремневой кислоты, образовавшейся при взаимодействии Si02 и НгО. В этой суспензии за

6 ч оседания образуется всего 8,5 мм осадка, содержащего, однако, 54 объемн % кварца.

Если то же количество порошка кварца распределить в том же объеме четыреххлорнстого углерода, не способного образовывать на частицах сольват-ные оболочки и исключающего возможность возникновения двойного электрического слоя, то получается агрегативно, неустойчивая суспензия В этой суспензии уже за 15 мнн оседання слой осадка достигает предельной толщины в 53 мм, причем он состоит всего нз 7 объемн. % кварца.

Наконец, если 40 г кварцевого порошка поместить в 25 мл четыреххлорнстого углерода, в который предварительно было введено небольшое количество олеиновой кислоты, то при оседаннн суспензии снова образуется малое количество осадка большой плотности. Это следует объяснить тем, что молекулы олеиновой кислоты, адсорбнруясь на кварце полярными группами, гндрофобизуют поверхность частиц, делают их агрегативно устойчивыми в четыреххлористом углероде и тем самым способствуют компактной укладке частиц в осадке.

2. вязкость ИСТИННЫХ И КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ

Рнс. X, 3. Распределение скоростей движения жидкости между двумя параллельно движущимися слоями (/ и 2), находящимися на расстоянии х.

Для того чтобы лучше понять особенности вязкости коллоидных систем, напомним основные понятия о вязкости и механизме течения обычных ннзкомоле-кулярных жидкостей, таких, как вода, спирт, бензол и т. д Представим себе, как это показано на рнс. X. 3, что с помощью приложенной внешней силы мы привели в не слишком быстрое движение тонкий слой жидкости в направлении, параллельном плоскости поверхности жидкости, со скоростью U\. Опыт показывает, что нижележащие слон ие останутся в покое, а тоже придут в движение. Верхний слой благодаря внутреннему трению, возникающему между слоями и являющемуся следствием хаотического теплового движения молекул и межмолекулярных снл притяжения, увлекает нижележащие слон, причем скорость движения этих слоев уменьшается от верхнего к нижнему, так как нижние слон тормозят движение вышележащих. Уменьшение этой скорости прямо пропорционально расстоянию х

от верхнего слоя до нижнего. Существенно, что такое движение слоев жидкости, называемое ламинарным течением, может быть вызвано сколь угодно малой силой, но действующей достаточно длительное время. Внутреннее трение, как и внешнее, является, конечно, причиной днсснпацни (рассеяния) энергии, т. е. необратимого превращения ее в тепло.

По определению вязкости, данному Ньютоном, сила внутреннего трения Ft равная по значению, но обратная по направлению приложенной извне силе, пропорциональна площади слоя s, к которому приложена эта сила, и градиенту скорости движения du/dx между слоями.

F = r\s (du/dx) (Х,1)

где т| — коэффициент пропорциональности, называемый коэффициентом вязкости (илн вязкостью), зависящей от природы жидкости.

Относя силу F к площади сдвига, уравнение (X. 1) можно переписать в виде:

Р = F/s = г, (du/dx) (X, 2)

где Р — напряжение сдвига, поддерживающее течение жидкости.

11*

323

Из уравнения (X, 1) можно видеть, что единицами измерения вязкости являются г/(см*с),

В честь французского ученого Пуазейля, впервые изучившего движение жидкостей в капиллярах, единица вязкости названа п

страница 113
< 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
курсы по графическому дизайну в москве топ
сколько стоит реле для холодильника ока
Двухтопливные котлы Viessmann Vitoplex 200 440
хор пятницкого уфа 2016

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
(03.12.2016)