Конспект подготовлен студентами, не проходил проф. Редактуру и может содержать ошибки. Следите за обновлениями на vk. Com/teachinmsu

КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ
МАТВИЕНКО ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ
КОНСПЕКТ ПОДГОТОВЛЕН СТУДЕНТАМИ, НЕ ПРОХОДИЛ
ПРОФ РЕДАКТУРУ И МОЖЕТ СОДЕРЖАТЬ ОШИБКИ
СЛЕДИТЕ ЗА ОБНОВЛЕНИЯМИ НА VK.COM/TEACHINMSU
Лекция 8. Теория ДЛФО
Устойчивость систем.
Размеры частиц, которые могут образовывать кинетически устойчивые дисперс-
ные системы разнятся от 1 нм до нескольких мкм. Если частицы агрегируются, то
возникают агрегаты, если частицы жидкие, то они могут коалесцировать и образо-
вывать микрокапли. Все эти эффекты понижают устойчивость системы. Возникает
вопрос: как устойчивость повысить? Существуют два механизма увеличения устой-
чивости системы: электростатический и стерический. Стерический тип реализуется,
когда частицы создают некоторую оболочку, а электростатические реализуются за
счет отталкивания между частицами. Все эти эффекты хорошо разобраны в теории
ДЛФО ( Дерягин, Ландау,Фервей, Овербег).
Теория устойчивости гидрофобных систем ДЛФО
Согласно теории устойчивости гидрофобных коллоидов ДЛФО, между частица-
ми, имеющими двойной электрический слой действуют силы притяжения и силы
отталкивания. Отметим, что данная теория относится только к гидрофобным си-
стемам.
Потенциал взаимодействия между частицами, будет складываться из потенциала
притяжения (потенциал Ван-дер-Ваальса) и потенциала отталкивания (электроста-
тические силы): 𝑉
𝑇
= 𝑉
𝐴
+ 𝑉
𝑅
. При сложении данных двух потенциалов, получаем
сложный потенциал, с двумя минимумами (рис. 47)
Рис. 47. График зависимости потенциаль-
ной энергии по теории ДЛФО
Устойчивость дисперсных систем можно разделить на седиментационную (кине-
тическую) и агрегативную. Кинетическая устойчивость – способность дисперсных
65
ВОЛЬНОЕ ДЕЛО
ФОНД

КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ
МАТВИЕНКО ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ
КОНСПЕКТ ПОДГОТОВЛЕН СТУДЕНТАМИ, НЕ ПРОХОДИЛ
ПРОФ РЕДАКТУРУ И МОЖЕТ СОДЕРЖАТЬ ОШИБКИ
СЛЕДИТЕ ЗА ОБНОВЛЕНИЯМИ НА VK.COM/TEACHINMSU
частиц удерживаться во взвешенном состоянии под влиянием броуновского движе-
ния и противостоять действию силы тяжести. К факторам кинетической устойчи-
вости относятся: броуновское движение степень дисперсности, вязкость дисперсной
среды, разность плотностей фазы и среды.
Агрегативная устойчивость – это устойчивость системы к укрупнению частиц.
Для лиофобных дисперсных систем характерен большой избыток свободной энер-
гии, связанный с поверхностной энергией 𝐹 = 𝜎𝑆. Чем выше дисперсность (выше
S), тем больше энергия системы и тем больше степени она удалена от состояния
равновесия. Поэтому в дисперсных системах самопроизвольно протекают процес-
сы, приводящие к уменьшению свободной поверхностной энергии, т.е. ∆𝐹
𝑠
< 0
.
Будучи термодинамически неустойчивыми, лиофобные дисперсные системы мо-
гут достаточно долго сохранять без изменения исходную дисперсность, т.е. оста-
ваться агрегативно устойчивыми. К основным факторам стабилизации относятся:
1) электростатическое отталкивание диффузных частей двойных электрических
слоев (ионно-электростатическая составляющая расклинивающего давления);
2) «лиофилизация» поверхности за счет адсорбции ПАВ – образование на по-
верхности гидрофильных частиц структурированных слоев воды с изменен-
ными свойствами по сравнению с объемной жидкостью – повышенной вязко-
стью (структурная составляющая расклинивающего давления);
3) структурно-механический барьер (по Ребиндеру).
К процессам, приводящим к потере агрегативной устойчивости, относятся коагу-
ляция (слипание), коалесценция (сливание), и изотермическая перегонка (крупные
капли поглощают мелкие капли) (рис. 48).
Рис. 48. Процессы, приводящие к потере
агрегативной устойчивости
Расклинивающее давление
В процессе теплового движения коллоидные частицы постоянно сталкиваются
друг с другом. Их дальнейшее состояние – останутся ли они в сцепленном состоя-
66

жүктеу/скачать 3,75 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: