Молекулярно-кинетические I свойства дисперсных систем
жүктеу/скачать 1,63 Mb.
|
Stability of dispersed systems
- Бұл бет үшін навигация:
- ДВА ВИДА УСТОЙЧИВОСТИ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ Под устойчивостью
|
УСТОЙЧИВОСТЬ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ Основные факторы устойчивости НДС В отличие от молекулярных систем, не имеющих поверхности раздела, большинство дисперсных систем, как известно, являются термодинамически неустойчивыми. Это связано с тем, что они обладают развитой поверхностью раздела и, следовательно, имеют большой избыток свободной поверхностной энергии. Поэтому они стремятся самопроизвольно уменьшить поверхностную энергию путем снижения, например, дисперсности или поверхности раздела при слипании частиц. Устойчивость одна из важнейших характеристик НДС и химических реагентов, которая определяет эффективность проведения многих нефтетехнологических процессов, а также качество различных нефтепродуктов, склонных к расслоению в процессе хранения и применения. Следуя классическим представлениям коллоидной химии, устойчивость дисперсных систем можно рассматривать с позиций термодинамики и кинетики. В общем случае НДС являются термодинамически неустойчивыми в силу того, что их образование сопровождается возрастанием энергии Гиббса из-за увеличения межфазной поверхности. Можно считать, что устойчивость является проблемой "жизни и смерти" дисперсной системы, и она должна быть управляемой. Для выяснения причин устойчивости необходимо ввести понятие о двух видах устойчивости, характерных для дисперсных систем. ДВА ВИДА УСТОЙЧИВОСТИ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ Под устойчивостью вообще понимается постоянство во времени свойств системы, которые обеспечиваются степенью дисперсности системы и распределением в ней частиц по размерам. Для дисперсных систем характерно проявление двух видов устойчивости - седиментационной и агрегативной. Седиментационная (кинетическая) устойчивость - это способность системы противостоять осаждению частиц дисперсной фазы под действием силы тяжести (седиментации). Она находится в зависимости от размеров частиц в системе, осаждению которых противодействуют силы диффузии, а устойчивость к осаждению определяется соотношением сил диффузии и сил тяжести в системе. Грубодисперсные системы являются седиментационно неустойчивыми, так как в них силы тяжести велики по сравнению с силами диффузии. Для высокодисперсных систем характерно равномерное распределение частиц по всему объему длительное время, т. е. они устойчивы к седиментации. В них соотношение сил тяжести и сил диффузии противоположное. Скорость седиментации сферических частиц SiО2 в воде Агрегативная устойчивость - это способность системы противодействовать укрупнению частиц дисперсной фазы. Агрегативная устойчивость обусловлена термодинамическими и кинетическими факторами. Термодинамические факторы связаны с величиной удельной поверхностной энергии σ и энтропией в системе, а кинетические влияют на скорость столкновения частиц и зависят от вязкости и плотности дисперсионной среды. Оба вида устойчивости (агрегативная и седиментационная) определяют срок хранения и качество многих веществ и материалов. Эти процессы характерны для свободнодисперсных систем, хотя укрупнение частиц в определенных условиях возможно и в связнодисперсных системах. Большинство как грубо, так и высокодисперсных систем являются агрегативно неустойчивыми. Они не могут существовать без наличия в системе стабилизатора. Однако это относится лишь к лиофобным системам, которые характеризуются слабым взаимодействием дисперсной фазы с дисперсионной средой и, следовательно, большими значениями межфазного поверхностного натяжения. Термодинамически устойчивыми к агрегации могут быть лиофильные системы. Они обладают малым значением межфазной поверхностной энергии, и для них характерно самопроизвольное образование.
жүктеу/скачать 1,63 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|