химический каталог




Курс коллоидной химии

Автор С.С.Воюцкий

обенно концентрированных дисперсных систем (например, технических пен, эмульсий и суспензий).

Однако о структурно-механических свойствах адсорбционного слоя можно, очевидно, говорить лишь тогда, когда молекулы стабилизатора типа мылообразных веществ или адсорбирующихся полимеров присутствуют в системе и могут образовывать двухмерный гель или студень.

Исходя из этого, можно полагать, что эмульсии могут быть устойчивыми за счет структурно-механического фактора лишь при достаточно больших концентрациях стабилизатора, когда на межфазной поверхности образуются компактные, хорошо сольватиро-ванные гелеобразные слои, обладающие высокой прочностью.

Г. А. Мартынов представляет себе действие адсорбционных полислоев поверхностно-активных веществ следующим образом. Молекулярные силы притяжения универсальны, т. е. действуют между любыми телами. Представим теперь себе две одинаковые частицы, дисперсную фазу которых обозначим через 1, а полимолекулярно адсорбционный слой через 2 (рис, IX, 8), Очевидно, энергия взаимодействия самих частиц будет равна:

Ј/i » Ki-i/ff* (IX, 39)

где /с,-,— константа, характеризующая взаимодействие обеих частиц: И — расстояние между частицами,

Энергия взаимодействия адсорбционных слоев (пленок) очевидно составит:

U2 ~ к2_2/(//-2А)2 (IX, 40)

где /С2-2 — константа, характеризующая взаимодействие адсорбционных слоев; h—толщина адсорбционного слоя. Как можно видеть, закономерности взаимодействия в обоих случаях качественно одинаковы, меняются лишь константы взаимодействия и знаменатели уравнений.

На малых расстояниях нельзя пренебречь вкладом пленки в энергию взаимодействия частиц, и тогда энергия притяжения частиц будет равна:

U =*к,_,/Я%- к2-2/{Н -2/г)2 (IX, 41)

г г

Таким образом, адсорбционный слой, представляющий нечто иное, как структурно-механический барьер, влияет на взаимодействие частиц, не устраняя их притяжения. Следовательно, адсорбционные пленки не должны были бы привести к повышению устойчивости системы. Однако если К2-2 = 0, то молекулярным притяжением между пленками можно пренебречь. В то же время стабилизующие пленки могут являться препятствием, мешающим тесному сближению частиц. Если частицы не могут приблизиться друг к другу, то молекулярные силы притяжения между ними будут малы, поскольку расстояние велико. Это и приводит к повышению устойчивости.

В отсутствие двойного электрического слоя эффективность адсорбционных стабилизующих пленок определяется следующими условиями. Во-первых, стабилизующая пленка должна быть достаточно лиофильной, т. е. к2-2 — 0; во-вторых, чем длиннее молекулы вещества, образующего защитную пленку, тем больше то расстояние, на которое могут приблизиться частицы, и тем меньше значение молекулярных сил притяжении между ними (т. е. тем выше устойчивость системы).

В заключение рассмотрим представления о так называемом энтропийном факторе устойчивости.

В работах Симха, Эйриха, Фриша и многих других исследователей было показано, что достаточно длинные и гибкие молекулы поверхностно-активных веществ и полимеров способны адсорбироваться на поверхности твердого тела своими отдельными звеньями. При этом большая часть концов цепей или петель, образуемых адсорбированными молекулами, находится в дисперсионной среде и может совершать микроброуновское движение (рис. IX, 9а), что обусловливает стабилизацию системы. Согласно Овербеку, стабилизация коллоидных частиц в этом случае происходит в результате «отталкивания» друг от друга гибких участков цепных молекул, «торчащих» в среду.

Согласно другому мнению при сближении частиц, на поверхности которых адсорбированы отдельные звенья макромолекул, уменьшается число конформаций, осуществляемых гибкими цепями стабилизатора (рис. IX, 96). Такое уменьшение конформаций вследствие «стесненности» макромолекул между сблизившимися частицами приводит к снижению энтропии, а следовательно, и к увеличению свободной энергии системы. Конечно, это будет способствовать раздельному существованию коллоидных частиц, т. е. будет являться фактором, обусловливающим агрегативную устойчивость-системы.

Третье объяснение стабилизующего действия частично адсорбированных макромолекул предложено А. В. Бромбергом еще в 1946 г. Согласно А. В. Бромбергу, стабилизация в этом случае определяется осмотическими силами, действующими в адсорбционных слоях. Неппер также отметил, что перекрытие слоев частично свободных макромолекул должно приводить к возникновению осмотических снл. Таким образом, изменение энтропии полимерных

а 6

Рис. IX, 9. Схематическое изображение коллоидных частиц, адсорбировавших отдельные звенья цепных макромолекул, совершающих

микроброуновское движение: а—отдельная частица; б—две сблизившиеся частицы.

молекул, находящихся в зазоре между сближаемыми поверхностями, должно обусловливать приток жидкости из объема раствора в зазор и возникновение расклинивающего давления, стабилизующего систему.

5. ПРАВИЛА КОАГУЛЯЦИИ ЭЛЕКТРОЛИТАМИ

Коагуляция коллоидных систем может происходить под влиянием ряда факторов — старения системы, изменения концентрации дисперсной фазы, изменения температуры, механических воздействий, света и т. д. Однако наиболее важное теоретическое и практическое значение имеет коагуляция при добавлении электролитов. В нашем курсе мы подробно остановимся только на коагуляции электролитами и лишь вкратце коснемся других причин коагуляции.

Способность ионностабилизованных коллоидных растворов коагулировать под влиянием электролитов была отмечена еще первыми исследователями коллоидных систем — Сельми, Грэмом, И. Г. Борщовым. Они обратили внимание на то важное обстоятельство, что коагуляцию способны вызывать все электролиты. Как показали последующие исследования, в этом отношении не представляют исключения и электролиты, являющиеся стабилизаторами. Существенно лишь, чтобы концентрация таких электролитов в системе была достаточно велика для того, чтобы сжать двойной электрический слой и этим понизить э^е^етиче^кий^ б_арьер, пре-пятствующий'слипанию частиц приНх^столкновении.

Гарди в 1900 г. установил, что коагулирующим действием в электролите обладают не все его ионы, а только те, которые несут здгжд, одноименный с зарядом противоиона мицеллы (или, что то же, заряд, противоположный по знаку заряду кШгяоидной частицы). Таким образом, для золей с отрицательно заряженными частицами коагулирующими ионами являются катионы, а для золей с положительными частицами — анионы.

Было также установлено, что для начала коагуляции необходимо превысить некоторую минимальную концентрацию электролита в золе. Эта величина (у)» получившая название порога коа^ гуляции и обычно выражаемая в ммоль/л или" мг-экв/л, очевидно, отвечает сжатию двойного электрического слоя до той степени, когда он перестает служить энергетическим барьером, предохраняющим частицы от слипания под действием молекулярных сил притяжения. Ниже в качестве примера приведены пороги коагуляции некоторыми электролитами золя сульфида мышьяка с отрицательно заряженными частицами (по Фрейндлиху):

Электролит

страница 99
< 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
планшеты напрокат
Фирма Ренессанс: винтовая лестница из металла цена - качественно, оперативно, надежно!
кресло soft
Самое выгодное предложение в KNSneva.ru: CF214A - быстро, качественно и надежно! г. Санкт-Петербург, ул. Рузовская, д.11.

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
(11.12.2016)