ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Устойчивость дисперсных систем в неравновесных условиях из "Курс коллоидной химии" Наблюдаемые на практике случаи пептизации весьма плотных коагулятов показывают, что глубина не только второй, но и первой потенциальной ямы может быть значительно меньше, чем это следует из теоретического рассмотрения, учитывающего непосредственный контакт частиц. Учет лиофильной прослойки (см. раздел XIII. 6) сильно снижает расчетную ее глубину и позволяет, в принципе, при построении теории, решать обратную задачу — оценить толщину сольватной оболочки на основе исследования пепти-зационно-коагуляционного равновесия и скоростей прямого и обратного процессов. [c.252] Принятый, HO не вполне удачный термин, основанный на внешнем сходстве этого процесса с переводом бедаа в раствор, в результате расщепления ero на пептоны под действием фермента — пепсина. Поэтому в современной литературе чаще применяют термин дезагрегация. [c.252] Пептизация тем более вероятна, чем более лиофилизирован исходный золь и чем меньше времени прошло с момента коагуляции, ибо с течением времени при ближнем взаимодействии происходит постепенно срастание частиц с уменьшением дисперсности и поверхностной энергии. В этом случае коагуляция принимает необратимый характер и пептизация исключается. [c.253] Практически пептизацию проводят в зависимости от причин, вызывающих коагуляцию. В случае концентрационной коагуляции, наступающей при с Ск следует, очевидно, отмыть коагулят от электролита водой (используя декантацию, фильтрацию или диализ). Действительно, при длительном промывании осадков водой на фильтре (например, AI2S3, А1(0Н)з часто наблюдается помутнение фильтрата, связанное с переходом части осадка в виде золя в раствор. Отмывание приводит к уменьшению и, увеличению Urep и, как следствие, к дезагрегации коагулянта. [c.253] Таким образом, коагуляция представляет собой процесс, характеризующийся относительной обратимостью. Как всякий обратимый процесс, коагуляция в определенных условиях может идти не до конца, но с установлением динамического равновесия золь — агрегаты, отвечающего, как обычно, условно взаимной компенсации тенденций порядка (AL/ U) и беспорядка (броуновское движение). [c.253] Такое равновесие в принципе существует всегда (как и химическое гетерогенное равновесие твердая фаза — раствор) и сдвигается тем сильнее влево, чем меньше глубина потенциальной ямы образования агрегата. [c.253] Определяя Па, можно вычислить скорость коагуляции, а также, пользуясь уравнением Ван-дер-Ваальса, оценить границы области, в которой частицы золя находятся в равновесии с агрегатами даже в отсутствие сил отталкивания — дезагрегация идет за счет энтропии смешения. Такие системы оказываются агре-гативно-равновесными даже в присутствии большого избытка электролита. В этом случае потенциальный барьер исчезает и два минимума сливаются в один, причем глубина его в реальных условиях (с учетом того, что 2/г = 0) может быть небольшой. Согласно расчетам Мартынова и Муллера, область нечувствительности гидрофобных коллоидов достаточно широка, увеличиваясь с уменьшением константы Гамакера А, концентрации частиц V, их радиуса, а также с увеличением толщины прослойки Н. [c.254] Следует отметить, что экспериментальные данные подтвержу дают существование агрегативно-равновесных систем даже для таких типично гидрофобных золей, как золя Аи. Так, в работе Чернобережского показано, что суспензия кварца, скоагулированная в растворе НС1(с -Ск), дезагрегируется при добавлении ЫаОН. [c.254] Представления об обратимости коагуляции имеют принципиальное значение для развития коллоидно-химических идей. Так, в течение десятилетий (конец XIX — начало XX вв.) шла борьба между двумя основными направлениями в коллоидной химии — суспен-зионной теорией, опирающейся на поверхностные свойства, и растворной, трактующей коллоидные процессы на основе общей физико-химической теории растворов. Несмотря на ряд отдельных успехов растворной теории пришлось отступить причиной недостаточной ее прогрессивности было игнорирование специфики коллоидного состояния. [c.254] Дисперсии сами по себе — это неравновесные системы, так что необходимо пояснить, что понимается под неравновесными условиями. [c.255] Во-первых,— это различного рода внешние воздействия, например, внешнее электрическое или диффузионное пол е, влияющее на коагуляционные процессы. Рассмотрение этого вопроса особенно важно в практическом отношении, так как оказывается возможным теоретически оценить эффективность различных способов разрушения дисперсных систем (гл. XVIII). Во-вторых, даже отдельная дисперсная частица может находиться в неравновесном состоянии. Применение теории ДЛФО, предполагающей равновесное состояние ДС в любой момент взаимодействия, может в этом случае оказаться необоснованным. [c.255] Коагуляция под действием внешнего поля (электрокоагу-л я ц и я) может быть как обратимой, так и необратимой. Оба типа электрокоагуляции обусловлены поляризацией ДЭС. Если поляризация столь значительна, что исчезает барьер электростатических сил отталкивания, осуществляется ближняя коагуляция, которая может оказаться практически необратимой. Если же поляризация слабая, так что барьер электростатических сил отталкивания сохраняется, можно ожидать роста глубины дальней потенциальной ямы, поскольку дополнительное взаимодействие между частицами под влиянием электрического поля носит характер сил притяжения. [c.255] Действительно, под влиянием внешнего поля обе частицы (для простоты допустим, что линия их центров совпадает с направлением внешнего поля), приобретают параллельно ориентированные индуцированные дипольные моменты (ИДМ), В этом случае, как известно из электростатики, ИДМ, соответственно, частицы — притягиваются. Энергия диполь-дипольного притяжения пропорциональна квадрату дипольного момента и обратно пропорциональна третьей степени расстояния между центрами частиц. Это выражение для энергии вводится как дополнительное слагаемое в формулы теории ДЛФО . [c.255] В общем случае осаждение дисперсной частицы на поверхность фазового превращения может контролироваться не только поверхностными силами, учтенными в теории ДЛФО, но и направлением движения частицы в диффузионноэлектрическом поле, сопутствующем фазовому переходу. [c.256] Для получения пленок из латекса на поверхность подложки предварительно наносят слой соли. Растворение соли и диффузии ионов соли в латекс вызывает диффузиофоретический транспорт (см, раздел ХП. 7) латексных частиц к подложке, где они концентрируются, коагулируют и формируют латексную пленку. [c.256] В многочисленных процессах химической технологии протекают гетерогенные реакции, которым всегда сопутствует формирование диффузионно-электрического поля. При этом может интенсифицироваться отложение дисперсных загрязнений на реакционной поверхности за счет диффузиофореза. В зависимости от конкретных условий этот механизм может и предохранять реакционную поверхность от загрязнения. [c.256] Вернуться к основной статье