химический каталог




Курс коллоидной химии

Автор С.С.Воюцкий

х явлений и получила развитие в двадцатых годах нашего столетия (школа Фольмера) в экспериментальных и теоретических исследованиях конденсации пересыщенного пара. Взгляды Фольмера на образование зародышей в пересыщенном паре детально рассмотрены в гл. XI, посвященной аэрозолям. Здесь же лишь укажем, что растворимость или давление насыщенного пара малых частиц любой фазы, как это следует из термодинамики, больше, чем у крупных частиц (закон В. Томсона). Иначе говоря, увеличение дисперсности фазы повышает ее растворимость в окружающей среде, или способность вещества к выходу из данной фазы. Поэтому раствор, насыщенный относительно крупных кристаллов, является еще ненасыщенным относительно мелких кристаллов того же вещества. В таких условиях самопроизвольное образование достаточно крупных кристаллических зародышей мало вероятно, а очень мелкие зародыши, возникающие в результате флуктуации, не могут вызвать кристаллизацию, так как по отношению к ним раствор не является пересыщенным. Очевидно, зародыши новой фазы могут образовываться лишь при очень высоких степенях пересыщения, когда возникновение сравнительно больших зародышей статистически более вероятно.

Все только что изложенное можно объяснить и несколько иначе. Процесс образования микрокристаллических коллоидных частиц представляет собой не что иное, как переход метастабильной фазы в стабильную, сопровождающийся уменьшением свободной энергии системы. Этот процесс самопроизвольный, за исключением стадии образования зародышей. Для того чтобы метаста-бильная фаза перешла в стабильную, необходимо образование достаточного числа зародышей. Однако для возникновения большего числа зародышей затрачивается энергия на создание новой поверхности раздела фаз — стабильной и метастабильной *. Поскольку процесс перехода метастабильной фазы в стабильную на первой зародышевой стадии всегда сопровождается не уменьшением, а увеличением свободной энергии вследствие образования новой поверхности, он не может происходить самопроизвольно до тех пор, пока зародыши, образующиеся в системе, не достигнут определенного размера. После этого переход совершается самопроизвольно.

* Метастабильным состоянием в термодинамике называют такое состояние системы, которое не отвечает устойчивому равновесию в данных условиях, но сохраняется во времени. Таково, например, состояние пересыщенного пара или раствора, переохлажденной или перегретой жидкости, малоустойчивой кристаллической модификации. Метастабиль'иое состояние способно переходить под влиянием сравнительно слабых внешних воздействий или при внесений в систему зародышей более устойчивой фазы в устойчивое, стабильное состояние.

Совершенно иначе обстоит дело, если в системе присутствуют чужеродные зародыши или в нее вбедены кристаллики стабильной

8 Зак, 664

225

фазы, полученные отдельно. При этом образование новой фазы облегчено наличием в системе межфазной поверхности, на которой процессы конденсации протекают особенно легко.

Следует отметить, что введение чужеродных зародышей лежит в основе получения золей с заранее заданной дисперсностью, так как в пересыщенный раствор можно вводить любое число посторонних зародышей, между которыми и распределяется вещество, выделяющееся в виде кристаллической фазы. Более подробно об этом сказано далее, при описании методов синтеза отдельных коллоидных систем.

Из изложенного следует, что ценность формулы (VIII, 1) весьма ограниченна. Тем не менее она указывает путь регулирования дисперсности при образовании коллоидной системы. Для повышения степени дисперсности, согласно этой формуле, необходимо увеличить относительное пересыщение, т, е. увеличить значение ся или уменьшить сн, или, наконец, одновременно увеличить ся и понизить св.

Рассмотрим вторую стадию образования коллоидной системы —• рост зародышей кристаллизации в результате отложения на них вещества из пересыщенного раствора. Для объяснения роста кристаллов в разное время было предложено много теорий.

Гиббс, Кюри, а впоследствии русский ученый Г. В. Вульф при интерпретации явлений, связанных с ростом кристаллов, исходили из связи между формой кристалла и поверхностной энергией всех его граней. Согласно диффузионным теориям процесс образования кристаллической грани протекает с бесконечно большой скоростью и поэтому зависит только от скорости подвода вещества к кристаллу из раствора, т. е. от скорости диффузии. В двадцатых годах нынешнего столетия для объяснения роста кристаллов Фоль-мер предложил адсорбционную теорию, согласно которой частицы кристаллизующегося вещества при достижении поверхности образуют своеобразный адсорбционный слой — двумерное кристаллическое образование, присоединяющееся затем к грани кристалла. Странский считает вероятным возможность образования на растущем кристалле ионных рядов или слоев, сходных с двумерными кристаллическими образованиями Фольмера.

Если принять диффузионный механизм роста кристаллов, то скорость их роста и2 можно представить уравнением:

и2 - ^ (са ~ Сн) (VIII, 2)'

где D — коэффициент диффузии; 5 — поверхность кристалла; б — толщина слоя раствора, через который происходит диффузия (в этом слое концентрация вещества растет от сн на поверхности до сп в объеме пересыщенного раствора).

В результате роста зародыша степень пересыщения раствора уменьшается за счет перехода растворенного вещества в кристал-, лическую фазу и одновременно снижается растворимость частиц из-за увеличения их размеров. Уравнение (VIII, только в лер^

вом приближении описывает рост кристалликов и далеко не для всех условий. Часто связь между скоростью роста и степенью пересыщения весьма сложна, многие детали процесса еще не ясны. Есть основания полагать, например, что в некоторых случаях скорость роста кристалликов все же определяется не диффузией, а скоростью отложения молекул вещества на гранях кристалла. Помимо этого надо помнить, что процесс роста относительно хорошо изучен только для крупных кристаллов с хорошо сформированными гранями. В процессе же образования мельчайших коллоидных частиц существенны только начальные стадии роста.

При получении коллоидной системы скорость образования зародышей «i должна быть велика, а скорость роста кристаллика и% мала, так как лишь в этом случае образуется множество кристалликов, каждый из которых соответствует коллоидным размерам. Наоборот, если скорость и\ мала, а скорость ич велика, то все выделившееся вещество отложится на небольшом числе зародышей и в результате образуется сравнительно небольшое количество крупных кристаллов.

Важно отметить, что в первом случае будут образовываться сравнительно монодисперсные золи, а во втором — полидисперсные. Действительно, при малой скорости образования зародышей и большой скорости их роста в начале процесса образования золей возникает небольшое число зародышей, которые -к концу процесса вырастут до кристалликов больших размеров, в то время как кристаллики, образующиеся на зародышах, возникших в конце процесса, останутся маленькими.

Очень существенное значение для получения ко

страница 77
< 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
http://dveripandora.ru/catalog/furniture/dvernye-ruchki/dvernye-ruchki-bussare/ruchka-na-rozetke-bussare-pratico-a-09-10-graphite-ant-bronze/
диагностика чиллера airwell
комоды икеа каталог фото и цены 2015
http://www.kinash.ru/etrade/detail/4219/90283.html

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
(27.06.2017)