химический каталог




Курс коллоидной химии

Автор С.С.Воюцкий

растворения, в котором после достижения насьтщенця содержание растворенного вещества перестает зависеть от количества вещества, взятого для растворения. Такое различие объясняется, конечно, тем, что для коллоидного растворения требуется пептизатор, в то время как для истинного растворения никакой третий компонент не нужен.

Если брать для растворения одинаковые количества осадка и пептнзировать их различными, все увеличивающимися количествами пептизатора, то начнется пептизация, которая быстро возрастает с увеличением количества вводимого пептизатора, и, наконец, наступит полная пептизация осадка (рис. VIII, 5). Подобную зависимость также легко объяснить тем, что для коллоидного растворения осадка необходимо определенное количество пептизатора.

Явление пептизации имеет большое значение в технике при переведении различных осадков в коллоидные растворы, а также в препаративной коллоидной химии при получении золей. Однако часто пептизация может играть и отрицательную роль. Например, при извлечении сахара из свеклы диффузией возможна пептизация пектина и других веществ, содержащихся в растительных тканях.

Самопроизвольное диспергирование. Весьма интересно явление самопроизвольного образования равновесных и устойчивых кол-* лоидных систем. Опыт показывает, что в отдельных случаях твердое тело или жидкость могут самопроизвольно диспергироваться в жидкой среде с образованием двухфазной, но термодинамически устойчивой коллоидной или микрогетерогенной системы. Такие системы, полученные в результате самопроизвольного диспергирования, П. А. Ребиндер, как уже мы указывали в гл. I, предлагает называть лиофильными коллоидными системами, поскольку при этом достаточно сильно выражено взаимодействие между веществом дисперсной фазы и средой.

К таким системам относятся критические эмульсии, возникающие спонтанно при температурах, близких к критическим; высокодисперсные золи парафина в углеводородах; водные растворы эмульсолов — углеводородов с большим содержанием (10—40%);; мыл или мылоподобных поверхностно-активных веществ (эмуль-солы врименяют в качестве смазочнорежущих жидкостей при хо-*, лодной обработке металлов) и т. д. Эти системы могут существо*; вать длительное время без заметных изменений.

О причинах возникновения и существования подобных систем в последние годы велась оживленная дискуссия (П. А. Ребиндер, Г. И. Фукс, Е. Д Щукин и др), которая до настоящего времени не привела к окончательному решении* вопроса Однако учитывая большое принципиальное значение самопроизвольного возникновения термодинамически равновесных двухфазных систем, этот процесс следует рассмотреть более подробно, исходя из представлений, развиваемы^ П. А. Ребиндером.

Как для классических лиофобиых, так и для лиофильных систем в новом смысле этого слова характерно существование межфазной груницы, разделяющей фазы 1 и 2 (рис VIII, 6а). Однако фактически межфазиая граница не является геометрической плоскостью, а имеет некоторую толщину Ai,2, хотя и* весьма малую вследствие резкого снижения действия молекулярных сил с расстоянием (см. рис. VIII, 66) В этом случае правильнее говорить о пограничном межфазиом слое.

г

1^,2

Свободная энергия системы F, включая и межфазный слой, может быть выражена уравнением:

\F — FL + F2 + Flt 2 —

~fiVt+f2V2 + oll2slt2 (VIII,3)

Рис. VIII, 6. Межфазная граница:

а—идеальной системы; б —реальной системы. slt 2 — поверхность границы

раздела; й1>2 —общая толщина пограничного слоя, равная сумме толщин h\ и ht приповерхностных слоев первой и второй фазы.

где F\ и F2 — свободные энергии первой и второй фаз, fi и f2 — плотности свободной энергии этих фаз; V\ и V2— объемы фаз; Fi,2 — свободная энергия пограничного слоя; ot,2 — сгущение свободной энергии в погра-нячном слое с площадью Si,2.

В объеме фаз плотности энергий fi и fz постоянны. Однако вблизи поверхности раздела фаз плотность энергии возрастает с приближением к поверхности раздела под действием энергии взаимодействия фаз или некомпенсированное™ межмолекулириых сил в поверхностном слое. Таким образом, переход о г энергетического уровня первой фазы f\ к энергетическому уровню второй фазы f2 совершается через энергетический барьер, отвечающий сгущению свободной энергии в поверхностном слое. Это слой иа рис. VIII, 7 показан в виде заштрихованного «языка». Площадь «языка» соответствует сгущению свободной энергии в поверхностном слое или для слоя площадью в 1 см2 — межфазному поверхностному иатяжеияю OI,2В типичных лиофобных коллоидных системах межфазный слой характеризуется большим увеличением плотности свободной энергии и четкой границей

2

\

/

Рис. VIII, 7. Изменение плотности свободной энергии f у межфазной границы лиофобных коллоидных систем.

Ряс. VIII, 8. Изменение плотности свободной энергии f у межфазной границы лиофильиых коллоидных систем.

раздела фаз. В этом случае 0*1,2 ^ о*ир, где о*Нр — критическое значение межфазного поверхностного натяжения, при котором возможно образование термо- * динамически равновесной коллоидной системы, т. е имеет место самопроизвольное диспергирование в результате теплового движения вещества. Поэтому в лиофобных системах (при аи 2 ^ о*нр) самопроизвольно могут идти только процессы коагуляции, структурообразоваиия, рекристаллизации и т. д.

В лиофильных коллоидных системах межфазный слой характеризуется малым увеличением плотности свободной энергии и ие имеет-четкой границы. На рис. VIII, 8 даиа схема, характеризующая сгущение энергии в поверхностном слое частиц лиофнльного эоля.

Разность (fi — /2), как можно видеть из этого рисунка, очень мала и энергетический барьер в этом случае практически отсутствует. Поэтому лиофильиые системы (в иоиом смысле этого слова) способны к самопроизвольному диспергированию под влиянием теплового движения.

Изменение свободной энергии AF при самопроизвольном диспергировании можно представить уравнением:

Д77 = Д?/+Д5Ь2о-1,2 — TAS (VIII, 4)

где U — внутренняя энергия; S — энтропия.

В данном случае Д?/ близко к нулю. Тогда условие самопроизвольного диспергирования очевидно будет выражаться неравенством:

Asi,2*i,2 -Т AS <О (VIII,5)

Первый член левой части этого неравенства представляет собой возрастание свободной энергии при , диспергировании, а второй член левой части характеризует убыль свободной энергии вследствие равномерного распределения дисперсной фазы в объеме. При достаточно малой величине оц, 2 энтропийный член может превалировать, в результате чего и происходит самодиспергирование. Из уравнения (VIII, 5) можно получить следующее:

na*cll2^nykT (VIII, 6)

где л— число частиц; а — размер частиц; k — постоянная Больцмаиа; у — безразмерный коэффициент.

Величина па2 пропорциональна изменению поверхности, а величина nyk— изменению энтропии системы при диспергировании. Константа у при диспергировании до частиц коллоидных размеров имеет значение около 10.

Из уравнения (VIII, 6) можно получить критическое значение поверхностного натяжения:

*кр = ^ (VIII. 7)

Для частиц кол

страница 81
< 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
бухгалтерский шкаф кб 02
сигнализация на автомобиль цена
Настенные часы Rhythm купить
lb 40-20/63

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
(20.02.2017)