Конспект подготовлен студентами, не проходил проф. Редактуру и может содержать ошибки. Следите за обновлениями на vk. Com/teachinmsu
жүктеу/скачать 3,75 Mb. Pdf көрінісі
|
colloid-chemistry-M1
- Бұл бет үшін навигация:
- ВОЛЬНОЕ ДЕЛО ФОНД
| 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 Рис. 50. График зависимости расклинивающего давления от расстояния между пла- стинами Наиболее сильным фактором стабилизации, согласно Ребиндеру, является структурно- механический барьер. Он создается при адсорбции молекул ПАВ, как правило, высокомолекулярных, которые способны к образованию структурированного слоя на межфазной границе. Между сближаемыми пластинами действуют силы притяжения, связанные с про- явлением дальнодействующих дисперсионных взаимодействий. Энергия притяже- ния двух незаряженных молекул определяется как 𝑢 11 = − 𝑎 𝐿 ℎ 6 , где 𝑎 𝐿 – постоянная Лондона, зависящая от поляризуемости и энергии взаимного возбуждения молекул. Дисперсионные взаимодействия суммируются по объемам взаимодействующих фаз 𝑈 𝑚𝑜𝑙 = − 𝐴 11 12𝜋ℎ 2 (118) где, 𝐴 11 - константа Гамакера, прямо пропорциональная константе Лондона. При взаимодействии пластин в конденсированной среде 2, вместо константы 𝐴 11 исполь- зуется сложная константа Гамакера 𝐴 * , учитывающая взаимодействие молекул фа- зы 1 и фазы 2. 𝐴 * = (︁√︀ 𝐴 11 − √︀ 𝐴 22 )︁ 2 (119) Соответственно, энергия притяжения двух объемов фазы 1 в среде 2, выразится как 𝑈 𝑚𝑜𝑙 = − 𝐴 * 12𝜋ℎ 2 . Рассмотрим вывод энергии молекулярного притяжения более подробно. 68 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 Энергия молекулярного притяжения Расчет энергии молекулярного (дисперсионного) взаимодействия двух частиц сначала тоже проведем в пренебрежении кривизной поверхности, то есть опять рассмотрим взаимодействие двух полубесконечных пластин 𝑈 = − 𝜋𝐶𝑛 6𝑥 3 (120) 𝑑𝑈 = − 𝜋𝐶𝑛 6𝑠(𝑥 + ℎ) 3 𝑑𝑁 = − 𝜋𝐶𝑛 6𝑠(𝑥 + ℎ) 3 𝑛𝑠𝑑𝑥 = − 𝜋𝐶𝑛 2 6(𝑥 + ℎ) 3 𝑑𝑥 (121) где 𝐶 - константа для данной пары пластин, 𝑆 - площадь поверхности пластины, 𝑛 - число атомов в единице объема пластины. Проинтегрировав, получаем: 𝑈 (ℎ) = − 𝜋𝐶𝑛 2 6 ∞ ∫︁ 0 𝑑𝑥 (ℎ + 𝑥) 3 = − 𝜋𝐶𝑛 2 12ℎ 2 (122) 𝑈 (ℎ) = − 𝐴 1 12ℎ 2 , 𝐴 1 = 𝜋𝐶𝑛 2 (123) где 𝐴 1 - так называемая "простая"константа Гамакера, которая и определяет ве- личину энергия притяжения. Поскольку при выводе уравнения не было учтено наличие прослойки дисперсионной среды в зазоре между поверхностями пластин результат получается приближенным. В общем случае, нужно учесть межмолеку- лярные взаимодействия, как в дисперсионной среде, так и между пластинами и дисперсионной средой. Этот учет приводит к появлению в уравнении сложной константы Гамакера 𝑈 = − 𝐴 * 12𝜋ℎ 2 которую в первом приближении можно представить как комбинацию трех простых констант Гамакера (при взаимодействии двух одинаковых пластин) 𝐴 * = 𝐴 1 + 𝐴 0 − 2𝐴 01 где 𝐴 1 - характеризует молекулярное взаимодействия молекулярное взаимодействие самих пластин, 𝐴 0 - зависит от молекулярного взаимодействия внутри дисперсион- ной среды (при сближении пластин дисперсионная среда вытесняется из прослой- ки), 𝐴 01 - характеризует молекулярное взаимодействие пластины со средой. Чем сильнее молекулярное взаимодействие (адгезия) между дисперсной фазой и дисперсионной средой, тем меньше сложная константа Гамакера. Кроме того, хорошая адгезия между дисперсной фазой и дисперсионной средой ведет к сниже- нию межфазного натяжения. И то, и другое способствует повышению агрегативной устойчивой системы. Уравнение для расчета энергии притяжения двух сферических частиц 𝑈 𝑚 (ℎ) = 2𝜋𝑟 1 𝑟 2 𝑟 1 + 𝑟 2 ∞ ∫︁ ℎ 𝑈 (ℎ) от 𝑑ℎ = − 𝜋𝑟 12𝜋 ∞ ∫︁ ℎ 𝐴 * ℎ 2 𝑑ℎ = (124) 69 жүктеу/скачать 3,75 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|