химический каталог




Курс коллоидной химии

Автор С.С.Воюцкий

е между плоскими частицами той же природы, разделенными прослойкой той же жидкости толщиной К.

Применяя эту формулу и формулы для вычисления Пм и Пэ, для энергии взаимодействия лиофобных сферических частиц в растворах электролитов можно построить потенциальные кривые, аналогичные тем, которые изображены на рис. IX, 5.

Аналогично меняется характер кривых с изменением концентрации электролита. Таким образом, применяя указанные выше диаграммы, исследование агрегативной устойчивости коллоидных систем сводят к рассмотрению баланса сил молекулярного притяжения и электростатического отталкивания.

Выше мы рассматривали взаимодействие между двумя поверхностями, исходя из представлений о расклинивающем давлении. Однако эти взаимодействия можно интерпретировать, исходя из энергий (нли сил), действующих между двумя заряженными плоскопараллельными поверхностями, разделенными весьма малым зазором.

Рассмотрим кратко, не прибегая к использованию довольно сложного математического аппарата *, окончательные выводы, к которым можно прийти, учитывая энергию взаимодействия Ua между двумя гладкими одноименно заряженными пластинками, находящимися друг от друга на весьма малом рассстоянии.

+

Рис. IX, 5. Зависимость энергии взаимодействия пластинок Uu -f- U9 от половинной толщины жидкой прослойки х0.

J4=»10~!2 эрг; Фо=100мВ; значения параметра х

/— 10s; 2— 106; 3 — Ю7; 4— Ю7.5.

Энергию электростатического взаимодействия Ua между этими пластинками, отнесенную к поверхности в 1 см2, можно выразить следующим уравнением:

УС

> Величина у в этом уравнении имеет следующее значение:

ехр {zFy0f2RT) — 1 yi= ехр (zFfp0f2RT) -f- I

Энергия притяжения С/м, обусловленная действием молекулярных сил м^яслу пластинками, отнесенная также к поверхности в 1 см2, выражается следуюыим уравнением:

тт А

и" 12л (2*0)2

где А — константа Гамакера; 2хо — расстояние между пластинками. Энергии U9 и UM противоположны по знакам, так как в первом случае имеет место отталкивание, а во втором случае — притяжение. Таким образом, общая энергия взаимодействия двух пластинок, отиесеииая к 1 см2 поверхности,, в этом случае будет равна:

64CRT „2_-4кхв А

* Соответствующий математический аппарат дан в книге Шелудко, Коллоидная химия. Пер. с болг., под ред. Б. В. Дерягина и С. С. Воюцкого, М., Издатннлит, 1960. См. с. 109.

% 48jtXo

В этом уравнении не учитывается компонента, отвечающая структурной слетающей расклинивающего давления слоев жидкости, свойства которых изменены под влиянием поверхностей.

3. ИЗМЕНЕНИЕ ЭНЕРГИИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МЕЖДУ МИЦЕЛЛАМИ

ПРИ ИХ СБЛИЖЕНИИ

На основании материала, изложенного в предыдущем разделе, можно представить себе, как при сближении двух одноименно заряженных коллоидных частиц будет изменяться энергия их взаимодействия, являющаяся результатом сложения молекулярных -сил притяжения и электростатических сил отталкивания. Для этого рассмотрим потенциальные кривые (рис. IX, б и IX, 7), характеризующие зависимость энергии взаимодействия двух сближающихся частиц (энергия Отталкивания отложена вверх, а энергия лритяжения — вниз от нуля) от расстояния и между частицами.

/—изменение энергии молекулярного' притяжения; 2—изменение энергии элек-' тростатического отталкивания; 3— результирующая потенциальная кривая.

На рис. IX, 6 изображена потенциальная кривая для частиц, находящихся в вакууме, газе или жидкости, не содержащей стабилизующих ионов и не образующей сольватного слоя. Левая часть кривой показывает, что при малых значениях Я энергия молекулярного взаимодействия изменяется обратно пропорционально второй степени расстояния. В правой части кривой при сравнительно -больших значениях и энергия молекулярного притяжения из-за электромагнитного запаздывания изменяется обратно пропорционально третьей степени расстояния. Расположение всей кривой ниже оси абсцисс свидетельствует о том, что при отсутствии стабилизующего фактора сблизившиеся частицы неизбежно должны слипнуться. В реальных условиях это отвечает двум частицам аэрозоля или двум полностью стабилизованным частицам лиозоля. Скорость коагуляции таких систем определяется только временем, необходимым для сближения частиц друг с другом в результате броуновского движения.

На рис. IX, 7 изображены кривые, соответствующие сближению мицелл обычного ионностабилизованного лиозоля, у которого частицы несут двойной электрический слой. Как можно видеть, картина здесь гораздо более сложная. Кривая / характеризует изменение энергии молекулярного притяжения между частицами, причем она сходна с кривой, изображенной на рис. IX, 6. Кривая 2 характеризует изменение энергии электрического отталкивания между двойными электрическими слоями частиц и поэтому она расположена над осью абсцисс.

Кривая 3 является результирующей потенциальной кривой, построенной на основании первых двух путем геометрического сложения их ординат. При больших расстояниях между частицами результирующая кривая лежит под осью абсцисс (вторичная неглу* бокая потенциальная яма или дальний потенциальный минимум *). Между частицами наблюдается некоторый перевес сил молекулярного притяжения, обусловленный тем, что эти силы убывают по» степенному закону, а силы электростатического отталкивания — по экспоненциальному. При средних расстояниях, отвечающих толщине эффективных ионных оболочек (порядка 100 нм), кривая: лежит над осью абсцисс, образуя энергетический барьер. Это значит, что на этом расстоянии превалируют силы электростатического отталкивания. Наконец, при более близких расстояниях: опять начинают преобладать силы притяжения, и этот участок кривой снова лежит под осью абсцисс (первичная потенциальная яма или ближний потенциальный минимум). Для частиц, не обладающих способностью к коалесценции, первичный минимум обусловлен компенсацией молекулярных сил притяжения борцовскими силами отталкивания.

Форма результирующей потенциальной кривой может объяснить-ряд явлений, наблюдающихся при астабилизации и коагуляции коллоидных систем.

* Следует заметить, что взаимодействие частиц на больших расстояниях, характеризуемое наличием на потенциальной кривой неглубокого отрицательного» минимума, до сих пор не имеет специального названия. Ученые называют это взаимодействие по разному: дальней коагуляцией, коагуляцией во вторичном? минимуме, дальней агрегацией, флокуляцией. В дальнейшем мы будем пользоваться всеми этими терминами за исключением флокуляции, поскольку термин-«флокуляция» имеет чисто описательный характер (образование хлопьев, фло-кул) и не зависит от того, происходит ли она в результате истинной коагуляции или дальней агрегации. Термином коагуляция будем обозначать все виды агрегации частиц, начиная от коалесценции и непосредственного слипания частиц и кончая дальней агрегацией. Наконец, под истинной коагуляцией будем понимать непосредственный физический контакт между частицами.

Отрицательным минимумом,энергии, отвечающим сравнительно большйм^а!:с"тШн11^м1^жду частицами и представляющим весьма неглубокую потенциальную яму, об

страница 96
< 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
учеба на холодильные установки
поисковый gsm модуль
вешалка для одежды мт-а2501
курсы по изучению программа autocad

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
(08.12.2016)