ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физическая теория коагуляции из "Очистка воды коагулянтами" В нашу задачу пе входит обсуждение многочисленных теорий коагуляции, развитых различными исследователями в конце прошлого века — начале нынешнего. Они представляют лишь- исторический интерес. В настоящее время общепринята физическая теория коагуляции лиофобных золей Дерягина — Ландау — Фервея — Овербека [18—22], в которой степень устойчивости системы определяется из баланса молекулярных и электростатических сил (см. гл. I). Хотя детальная разработка этой теории еще не завершена, она, благодаря принципиально верной трактовке роли поверхностных сил разной природы, позволила объяснить целый ряд коллоидно-химических явлений. [c.110] Концентрационная коагуляция характерна для сильно заряженных частиц и высоких концентраций электролита. Чтобы объяснить механизм концентрационной коагуляции, нужно помнить, что чем выше потенциал фх, тем сильнее противоионы притягиваются к поверхности частиц и своим присутствием экранируют рост электрического поля. Поэтому при высоких значениях ф1 силы электростатического отталкивания мея ду частицами не возрастают безгранично, а стремятся к некоторому конечному пределу. Этот предел достигается при ф1 более 250 мв. Отсюда следует, что взаимодействие частиц с высоким ф1-потенциалом не зависит от величины этого потенциала, а определяется только концентрацией и зарядом противоионов. [c.110] По мере увеличения концентрации электролита величина ДП снижается, а ф1 практически сохраняет свое значение (рис. IV.1). Соответствие между степенью устойчивости и ДП отсутствует. Если концентрация электролита мала, на результирующей кривой энергии взаимодействия частиц (см. рис. 1.11) имеется высокий энергетический барьер. По мере повышения концентрации электролита происходит сжатие двойного слоя и радиус действия сил электростатического отталкивания постепенно уменьшается до области, где уже достаточно велики силы ирнтяжения и может произойти коагуляция частиц. [c.110] Указанное соотношение теоретически обосновывает и подтверждает правило Шульце—Гарди. Найденная количественная пропорция между пороговыми концентрациями коагулирующих ионов разной валентности совпадает со многими экспериментальными данными [23, 24]. Нужно, однако, иметь в виду, что связь между 7 и 2 , выраженная уравнением (IV.1), представляет предельный случай. Теория показывает, что при относительно низких значениях ДП показатель степени у 2 может снизиться до двух. [c.111] Нейтрализацнонная коагуляция характерна для слабо заряженных частиц. Потеря агрегативной устойчивости обусловлена ростом адсорбции противоионов и снижением потенциала диффузного слоя ф]. [c.111] При невысоких концентрациях электролита, когда толщина диффузного слоя велика, значения ф1 и ДП близки (рис. IV.2). Поэтому значение ДП при нейтрализационной коагуляции достаточно надеяшо характеризует степень устойчивости золя. [c.111] Для решения задачи водоочистки важно иметь ответ на вопрос в каких случаях преобладает концентрационная и в каких — ней-трализационная коагуляция Мы уже отмечали, что одновалентные коагулирующие ионы производят относительно слабое снижение заряда частиц, в то время как двух- и трехвалентные способны снизить его в несколько раз. Поэтому коагуляция многовалентными ионами проходит, как правило, по пейтрализацион-ному механизму, а одновалентными — по концентрационному [17, 25 (стр. 122)]. [c.112] Результаты исследований последних лет приводят, однако, к выводу, что даже в случае многовалентных коагулирующих ионов нарушение агрегативной устойчивости гидрофобных золей никогда не протекает чисто пейтрализационно. Хотя адсорбционные явления, приводящие к нейтрализации заряда частиц, во всех исследованных случаях имели весьма существенное значение, важная роль принадлежала и сжатию двойного слоя [26— 29]. [c.112] Вернуться к основной статье