ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Исследование зависимости числа прилипания частиц кварца (стекла) от природы и концентрации электролита из "Руководство к практическим работам по коллоидной химии Издание 2" В основе процессов коагуляции лежат силы адгезии (прилипания), возникающие при сближении частиц дисперсной фазы. Поэтому исследования сил прилипания представляют большой теоретический и практический интерес. Рядом советских и иностранных ученых были разработаны различные методы, позволяющие изучать слипание частиц, наблюдая непосредственно за взаимодействием частиц с поверхностью. [c.248] В лаборатории коллоидной химии ЛГУ используется метод, предложенный Бузагом. Бузаг принимает прилипание частиц суспензии к твердой пластинке из того же материала, что и частицы, за модель коагуляции, считая, что между взаимным прилипанием частиц и их прилипанием к твердой стенке имеется полный параллелизм. [c.248] Принцип метода заключается в том, что частицы приводятся в соприкосновение с пластинкой и что силе тяжести противодействует сила взаимодействия между частицей и стенкой. [c.248] Исследуемую монодисперсную суспензию кварца или стекла помещают в закрытую микрокамеру (рис. 102). Микрокамера представляет собой стеклянную трубку длиной приблизительно 20 см, с внутренним диаметром 5—5,5 мм, снабженную по краям двумя кранами. В середине камеры имеется шарообразное вздутие I, обрезанное с нижней и верхней сторон, с параллельно отшлифованными краями, к которым с помощью канадского бальзама приклеены стеклянные пластинки (например, микроскопические покровные стекла). [c.249] Микрокамеру заполняют исследуемой суспензией засасыванием. Опыты проводятся с разбавленными суспензиями (по возможности монодисперсными), имеющими концентрацию частиц 0,02—0,05%. Микрокамера ус-танабливается на столике микроскопа. После оседания всех частиц на определенной площади поверхности дна камеры с помощью окулярной сетки определяется среднее число осевщих частиц. Для удобства наведения на фокус и облегчения подсчета частиц на поверхности пластинки, прикрывающей камеру, делают тонкую отметку тушью. Через определенный отрезок времени после осаждения частиц (5—10 мин) камеру осторожным движением (без сотрясения) переворачивают вверх дном, так что нижняя пластинка оказывается сверху, затем (через определенное время) подсчитывают число прилипших к поверхности частиц на той же площади поверхности, на которой подсчитывалось число осевших частиц. Число прилипших частиц, выраженное в процентах к общему числу осевших частиц, называется числом прилипания и принимается за количественную меру коагуляции. [c.249] Наличие дисперсной фазы (часто в относительно малом количестве) может существенно изменить структурно-механические свойства системы по сравнению с чистой дисперсионной средой. Возможность изменения механических свойств жидкой дисперсионной среды зависит от химической природы веществ, образующих дисперсную систему, и определяется молекулярными силами сцепления между частицами дисперсной фазы и взаимодействием их с дисперсионной средой. [c.251] В тех случаях, когда такое взаимодействие между частицами дисперсной фазы и дисперсионной средой слабо выражено, механические свойства подобных систем являются качественно теми же, что и чистой дисперсионной среды. [c.251] Поэтому все дисперсные системы могут быть разделены на две группы 1) бесструктурные системы и 2) структурированные системы, обладающие структурой, охватывающей весь занимаемый ими объем. [c.251] Из уравнения следует, что вязкость дисперсной системы должна быть линейной функцией концентрации дисперсной фазы, что было подтверждено для суспензоидов многочисленными экспериментальными данными. [c.252] Для второй группы, т. е. структурированных дисперсных систем, характерным является развитие в той или иной степени упруго-пластических свойств, связанных с образованием структуры и возможностью изменения агрегатного состояния системы, с переходом в твердое тело. Частицы дисперсной фазы в таких системах связаны межмолекулярными силами в одну общую структуру, распространяющуюся на весь объем, занимаемый дисперсной системой. [c.252] Возможность проявления сил молекулярного сцепления между частицами, необходимых для образования сплошной пространственной сетки, значительно повышается при условии достаточно высокой дисперсности и при частицах анизодиаметри-ческой формы, т. е. с резко различными размерами по отдельным направлениям (пластинчатых или палочкообразных, вытянутых частицах). Предполагая для анизодиаметрических частиц различную толщину адсорбционного сольватного слоя и возможность его утоньшения и прорыва в местах наибольшей кривизны — углах и ребрах, можно прийти к заключению о наличии условий, благоприятствующих сцеплению и агрегированию частиц. В этих случаях достаточно весьма малоё объемное содержание дисперсной фазы- для того, чтобы частицы могли войти в соприкосновение друг с другом концами или ребрами и образовать сплошную- пространственную сетку, обладающую известной механической прочностью. Такой процесс часто называется лиофильной коагуляцией, чем подчеркивается коагуляционный механизм образования таких рыхлых скелетов струк--тур, в отличие от компактных структур, образующихся при лиофобной коагуляции, а также при осаждении первичных, не агрегированных частиц. [c.252] Дисйерсные системы, принадлежащие к этой группе, не подчиняются уравнению Эйнштейна, и вязкость их возрастает с концентрацией больше, чем это следует по линейному закону. [c.252] Процесс структурообразования может привести к тому, что все частицы дисперсной фазы окажутся более или менее прочно связанными между собой, полностью утратив свою подвижность, и вся дисперсионная среда окажется заключенной в промежутках между частицами. Такая система, утратившая основное свойство жидкости — текучесть, носит название гель. [c.252] Таким образом, гель состоит из двух фаз первая составляет его скелет, образованный частицами дисперсной фазы, обладающий механической прочностью и придающий всей системе свойства твердого тела, и вторая—-жидкость, заполняющая все промежутки этого скелета. [c.253] В зависимости от свойств структурных элементов, образующих гель, и прочности их сцепления могут быть получены твердые системы с жестким сцеплением частиц, обладающие часто значительной твердостью и хрупкостью, как, например, твердые гели кремневой кислоты или алюмогели. [c.253] Особенно благоприятные условия для процесса структурообразования имеют растворы высокомолекулярных и высокополимерных органических соединений (гл VI). [c.253] Сильно выраженное взаимодействие между макромблекула-ми этих соединений и дисперсионной средой в специфических растворителях, а также особенности строения макромолекул образующих нитеобразные и разветвленные. формы — все это создает условия, способствующие образованию сплощной пространственной сетки по объему и цереходу в твердое тело. [c.253] Получающиеся при этом процессе системы, в отличие от гелей (являющихся гетерогенными образованиями), оказываются гомогенными, однофазными и носят название — сту дни, сам процесс — застудневания. Студни, в противоположность хрупким гелям, обладают хорошо выраженными упруго эластическими свойствами, что дало основание употреблять для их описания термйн эластические гели, имевший некоторое распространение. [c.253] Вернуться к основной статье