și grafic în Figura 6.3 este transmis curba.
După cum se observă în figura 6.3, la mare (h> 1 micron), distanțe foarte mici (h 0). Bariera maximă de energie potențială care corespunde electrostatice particulelor de repulsie U care împiedică agregarea particulelor.
Figura 6.3. Energia potențială a interacțiunii dintre cele două particule, cum ar fi încărcat în funcție de distanța dintre ele
Analiza curbei relevă următoarele porțiuni caracteristice pe acestea:
1 - potențial minim primar apare la distanțe scurte, datorită creșterii forțelor de atracție care determina sistemul de coagulare
2 - potențial maxim în modul de abordare a particulelor, care împiedică convergența particulelor și agregarea acestora. Prezența sa spune despre stabilitatea dispersiei la agregare.
3 - minimul secundar este asociat cu procesul de floculare.
Sistemele lyophobic de stabilitate stabilizat electroliți aceasta depinde de relația magnitudine a barierei electrostatice, iar energia cinetică a particulelor CE. implicat în mișcarea browniană.
Starea sistemului coloidal depinde de echilibrul energetic de atracție și repulsie. Eott predominanța conduce la stabilitatea sistemului. predominanță Eprit cauze de coagulare.
la mici h (h → 0; Eott → const; Ebr → -∞)
timp de mare h. deoarece Funcția exponențială scade mai repede între particulele domină Ebr
la distanțe medii - Eott.
Particulele fazei dispersate au o anumită Tkin energie cinetică = kT. din cauza la care se pot converg. În funcție de raportul valorilor AU (max) și adâncimea potențialelor puțuri (Emin), următoarea condiție sisteme disperse:
AU (min2) ≤ kT sistem de agregare rezistent
și superficial secundar
Staying instabil termodinamic, sistemul este stabil cinetic. Stabilitatea cinetic poate fi de asemenea îmbunătățită prin diluarea unei soluții coloidale, adică, reducerea numărului de coliziuni de particule din sistem.
AU (max) ≈ AU (min2) ≤ kT - mișcarea browniană poate reuni particulele la astfel de distanțe că acestea se încadrează în primul potențial bine, este posibil de coagulare.
Un astfel de sistem și cinetic și instabil termodinamic.
la minim secundar moderat profund
și barieră apreciabilă AU (max) = 5-10 kT
interacțiunea CSI are loc - se formează flocoane. posibila formarea structurii
Este geluri astfel formate având r. N. coagulare structura (a se vedea. Secțiunea 6). vâscozității lor este semnificativ mai mare decât viscozitatea formei sistemelor svobodnodispersnom. Între particulele faza de dispersie sunt reținute mediu strat intermediar.
Aceste modele sunt în concordanță cu comportamentul hidrofobe coloizi.
6.4. Coagularea sisteme disperse lyophobic
În procesul de lucru cu sisteme coloidale este adesea o problemă inversă - distrugerea sistemelor coloidale. Pentru a face acest lucru, să identifice factorii care asigură stabilitatea sistemului și de a le elimina. De exemplu,
factor ion - excesul de electrolit
structurală și mecanică - adăugarea de agenți activi de suprafață cu catenă scurtă.
Aceasta poate provoca adesea o schimbare a temperaturii de coagulare.
semne externe de coagulare:
creștere a viscozității, etc.
Coagularea - proces spontan (Gs ↓).
Distinge coagulare etapa 2:
coagulare latentă (particulele devin mai mari, dar nu își pierd stabilitatea lor de sedimentare)
coagulare explicită - sistemul devine instabil, și se formează un precipitat.
Motivele sunt de coagulare diverse: o schimbare de T, impactul câmpurilor electrice și magnetice, efecte mecanice ușoare, adăugarea de electroliți, etc.
Vom examina cauzele și unele dintre caracteristicile coagulării electrolit.
6.4.1. Legile de bază ale coagulării electrolitice
Există 3 tipuri ale curbei de potențial cel mai caracteristic pentru sisteme disperse cu rezistență diferită
Fig. 6.4. Curbele potențiale pentru sisteme disperse cu diferite grade de stabilitate agregare
Curba 1 → pe orice h Eprit> Eott; Aceasta nu schimbă acest raport și mișcarea termică. Pentru rapid sistem de coagulare caracteristic pentru a forma agregate (în sistem cu mediul lichid și gazos - coalescenta).
Curba 2 - bariera de potențial ridicat și disponibilitatea minim secundar. Această stare corespunde reversibilitatea de coagulare.
Curba 3 - potențial obstacol ridicat în absența minimul secundar. Probabilitatea formarea agregatelor este mică. Sistemul are o stabilitate mare agregat.
Reguli electrolit de coagulare
1. Coagularea este orice electrolit. în cazul în care concentrația sa depășește anumite critice - prag de coagulare.
Pragul de coagulare - este valoarea minimă a electrolitului care cauzează coagulare 1 l sol.
Inversul pragului de coagulare este numit capacitatea coagulant: numărul de volum sol coagulante sub 1 mol (1 mmol) de ion-coagulator.
Amploarea pragului de coagulare depinde de mai multe condiții:
1. punctul de fixare
2. Metoda de observare
3. Concentrația soluției și altele.
Cele mai frecvente metode de determinare a pragului de coagulare - măsurarea difuziei luminii sau soluție de electrolit de titrare sol de coagulare evidentă anterior.
Ionii de coagulare cauza ca semn opus sarcina miezului miceliu.
La introducerea dispersiei electrolitice străine în grosime scade stratul de difuzie (stratul de difuzie a ionilor transferați într-o adsorbție). redusă repulsie a particulelor de energie și, prin urmare, U. Curbele 1, 2 și 3 din figura 6.5 prezintă variația formei totale a curbei și amplitudinea U U cu creșterea concentrației de electrolit în afara sistemului. La o concentrație de electrolit grosime suficient de mare strat de difuzie este redus la aproape zero (starea izoelectric), bariera de potențial dispare (curba 3), particulele se lipesc între ele în timpul orice coliziune unul cu celălalt (așa-numita coagulare rapidă are loc).
Astfel, concentrații mici de electroliți stabilizate dispersii sunt termodinamic și cinetic, formând pe suprafața stratului dublu electric. Educația DEL reduce energia de suprafață în exces și se creează un potențial de repulsie particule barieră. Concentrațiile crescute de electroliți reduce bariera de potențial repulsiv (în limita zero), determinând astfel agregarea particulelor atunci când acestea se ciocnesc.
Odată cu creșterea concentrațiilor de contraioni strat difuz DES doukomplektovyvaetsya adsorbție grosimea stratului δ scade și ↓ ζ la 0. In starea izoelectric în coagula sistem.
Figura 6.5. Efectul concentrației de electrolit asupra mărimii bariera de potențial respingătoare și potențială în DEL
Capacitatea coagulante a ionilor depinde de raza de ioni R
Cat mai mare raza de ioni R, starea mai puțin hidratată, cu atât mai mare capacitatea de adsorbție ioni (la stratul de adsorbție concentrații mai scăzute și mans induce coagulare).
Capacitatea coagulante a acelorași creșteri de sarcină ionice ca creșterea razei de ioni în seria liotropic:
Li + + + + + Mg + 2 + 2 + 2 + 2
Anionii poate fi, de asemenea, extins într-o serie, dar diferența în capacitatea lor de coagulare nu este atât de semnificativă.
In seria omoloagă de electroliți cu ioni organici coagulante crește capacitatea uniform cu introducerea grupărilor -CH2 - potrivit regulii Traube.
Capacitatea de coagulare a ionilor depinde de sarcina lor (regula Schulze-Hardy (**)).
Valorile de prag de coagulare Comparison determinat prin calcul de teoria DLVO și obținute experimental prezintă similitudine bună în valorile lor.
γ 20 ianuarie 500 (Experiment)
Atunci când coagularea electrolitică a soluției se disting:
concentrare de coagulare - sub acțiunea electrolit suport: Co ↑ → δ ↓ → ζ ↓ datorită stratului de difuzie de compresie și de a reduce-ζ potențial la 0;
neutralizare coagulare: adăugarea de determinare a potențialelor ioni electrolitice neindifferentnogo sunt legați în compusul slab solubil, în care Co φo ↑ → ↓ → ζ ↓.