химический каталог




Курс коллоидной химии

Автор С.С.Воюцкий

ивает процесс слипания одиночных частиц, вследствие чего численная концентрация золя становится постоянной. В некоторый момент к одной из двойных частиц прилипает третья частица, образуя тройную* частицу. Энергия связи каждой из трех частиц образовавшегося агрегата в два раза больше, чем у частицы, входящей в двойную частицу. Поэтому такая тройная частица имеет мало шансов распасться. Одновременно происходит дальнейший рост агрегатов за счет присоединения новых частиц. И действительно, визуальные наблюдения под микроскопом показали, что в некоторый1 момент среди сравнительно слабо видимых частиц (по «вспышкам» в поле зрения поточного ультрамикроскопа) появляются все более яркие и коагуляция все более ускоряется. Этим объясняется форма кривых с перегибом. При более высоких концентрациях электролита вследствие снижения энергетического барьера и углубления потенциальной ямы горизонтальные участки графика укорачиваются и, наконец, исчезают, ио S-образная форма кривых сохраняетсяГТаким образом, при изучении коагуляции необходимо учитывать не только процессы агрегации, но и распада агрегатов.

Дальнейшее развитие этих положений принадлежит Г. А. Мартынову и В. М. Муллеру. В определенных условиях может устанавливаться агрегативное; равновесие между одинарными и агрегированными частицами. Хотя вероятность распада крупных агрегатов меньше, чем парных, все же уменьшение числа одинарных частиц в конечной стадии коагуляции может настолько понизить скорость образования новых агрегатов, что коагуляция будет уравновешена скоростью распада агрегатов. Следовательно, возможно равновесие между коагулятом и оставшимся разбавленным золем. Это явление, однако, не носит общего характера, так как существуют золи, коагулирующие необратимо, и обнаруженное поведение золей золота в работе Н. М Кудрявцевой, по-видимому, связано с частичной гидрофилизацией поверхности его частиц за счет адсорбции органических компонентов, остающихся в золе после его приготовления.

Следует отметить, что учет образования и распада агрегатов и его ускорения в градиентном потоке, как было показано уже давно Гудивом, Жнллепси и др., позволяет объяснить реологическое поведение тиксотропных суспензий, о чем будет сказано в гл. X.

От распада агрегатов в процессе коагуляции следует отличать явление пептизации — распада агрегатов в результате изменения ионного состава дисперсионной среды, о чем уже говорилось в гл. VIII. В этом случае пептизация происходит благодаря усилению электрической слагающей расклинивающего давления и уменьшению глубины потенциальной ямы.

2. УСТОЙЧИВОСТЬ тонких СЛОЕВ жидкости И ЭНЕРГИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МЕЖДУ ПОВЕРХНОСТЬЮ ДВУХ ТЕЛ

Силы взаимодействия между коллоидными частицами, проявляющиеся при утоньшении разделяющих их прослоек жидкости, могут как ускорять коагуляцию, так и сильно ее тормозить. Чтобы выяснить1 роль таких прослоек и механизм их стабилизующего действия, рассмотрим их поведение на примере простой схемы, когда прослойка жидкости разделяет параллельные поверхности двух пластинок. В этом случае разделяющая прослойка всюду имеет одинаковую толщину и по краям граничит с дисперсионной средой, в которую погружены обе пластинки.

При достаточно малой толщине прослойки (практически меньше 1 мкм) гидростатическое давление в ней отличается от давления в окружающей жидкости на величину расклинивающего давления, являющегося функцией толщины прослойки. Поэтому для сохранения равновесия, при котором толщина прослойки остается постоянной, к пластинкам необходимо приложить силу, уравновешивающую расклинивающее давление прослойки. Определив значение уравновешивающего давления, можно тем самым найти и расклинивающее давление П. Если гидростатическое давление в прослойке понижено или пластинки притягиваются друг к другу, то расклинивающее давление имеет отрицательное значение.

Рассмотрим природу сил, определяющих расклинивающее давление и его зависимость от толщины зазора между пластинками.

Молекулярные силы притяжения. Прежде всего следует рассмотреть силы молекулярного притяжения, действующие между поверхностями любых тел, как одинаковой, так и различной природы.

Закон молекулярного притяжения всего проще проявляется при взаимодействии пары молекул в отсутствие других молекул, которые могут изменять силу молекулярного притяжения. Как было показано впервые с помощью квантовой механики Лондоном, сила притяжения FM меняется обратно пропорционально седьмой степени расстояния г между молекулами, а молекулярная энергия Uu притяжения — обратно пропорционально шестой степени расстояния:

?/м = -а/ге (IX, 21)

FM « - dUM/dr « - 6a/r7 (IX, 22)

Знак минус в уравнении (IX, 21) указывает на убывание энергии при сближении молекул; знак минус в уравнении (IX, 22) показывает, что сила притяжения увеличивается при уменьшении

расстояния г. Константа а изменяется в довольно широких пределах в зависимости от природы обеих молекул. Чтобы оценить, насколько велико влияние потенциальной энергии на движение частиц, следует разделить величину Uu на энергию теплового движения молекул kT:

kT r<*

где b = a/kT.

Существенно, что отношение UMfkT становится весьма малым уже при расстояниях в несколько молекулярных радиусов.

Формулы (IX, 21) и (IX, 22) применимы и тогда, когда молекул много, но средние расстояния^между ними велики по сравнению с их радиусами, как это, например, имеет место в газах. В таком случае полную энергию всех молекул можно найти, суммируя выражения (IX, 21) для всех пар молекул. Кроме того, зная поправку в уравнении Ван-дер-Ваальса, учитывающую вза-> имное притяжение молекул, можно найти и значение константы а.

Подобное суммирование молекулярных взаимодействий з качестве первого приближения можно применить и для вычисления равнодействующей силы, с которой притягиваются друг к другу две пластинки, разделенные плоскопараллельным зазором шириной h *.

Определим сначала энергию взаимодействия и'и одной молекулы со всеми

молекулами пластинки, расположенной на расстояний**г0 от нее (рис. IX, 4). Предполагается, что толщина пластинки много больше не только ft, но и радиуса молекулярного действия г. В этом случае суммирование по всем парам молекул без заметной ошибки можно заменить интегрированием в пределах от Го до оо:

U'u = - J qsa dr/r*

(IX, 23)

где q — число молекул в единице объема; s — площадь сегмента шара радиуса г, заключенного внутри объема пластинки, а — константа. Как известно, поверхность шарового сегмента равна:

s ?-= 2кг (г — г0)

Подставляя значение 5 в уравнение (IX, 23) и интегрируя, получим

U' = - 2яда

Го

(г - г0)

dr =

1/5*

(IX, 24)

Для перехода от одной молекулы к единице площади слоя толщиной dr0 следует умножить значение ?/м на q drQ. Полная энергия притяжения обеих пластинок будет равна:

оо

= ^>0^~^^~- (IX, 25)

h

Отсюда сила притяжения, приходящаяся на единицу площади, определится уравнением:

/м ал"-""a*""""" eSF (IX'ib>

где А — константа Гамакера.

Измерив силу притяжения пластинок для мал

страница 93
< 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
продажа земли в коттеджных поселках на новой риге
печать на сетке свао
выпрямление крыла автомобиля
jah khalib 2017 концерт москва

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
(22.09.2017)