АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Диссолюционная пептизация

Свежий осадок, содержащий ДЭС, просто промывают большим кол-вом воды. При этом проис размывание АСПИ и часть ионов этого слоя переходит в Ср, образуя ДСПИ. Коллоидная ч-ца при этом приобретает заряд и образ-ся в рез-те дис-ой пептизации из свежего осадка золь приобр относит уст-сть: {[Fe(OH)3] m n Fe3+ 3 n Cl–}0 + H2O → {[Fe(OH)3] m n Fe3+ (3 n – x)Cl–} x + x Cl–,

{[Fe(OH)3] m n OH– n K+}0 + H2O → {[Fe(OH)3] m n OH– (n – x)K+} x – x K+.

В данном случае заряд кол-ых ч-ц определяется не приро-

дой пептизатора (в кач к-ого в обоих рассм-ых случаях

выступает обычная вода), а зарядом ПОИ, входивших в состав исходных частиц гидрозоля.

При химической пептизации к ч-цам свежеполученного свежеобразовавшегося) осадка, не содержащего ДЭС, добавляют эл-т, ионы к-ого сами не способны адсорбир-ся на незаряж-ой пов-сти ч-ц осадка; но в рез-те хим взаимод электролита-пептизатора с ч-цами осадка происх раств-ие их тонкого пов-ого слоя, в рез-те чего в среде обр-ся ПОИ, способн стабилизировать ч-цы гидрозоля:

{[Fe(OH)3] m }0 + 3 n HCl → {[Fe(OH)3] m–n }0 + n FeCl3 + 3H2O,

{[Fe(OH)3] m–n }0 + n FeCl3 → {[Fe(OH)3] m–n n Fe3+ (3 n – x)Cl–} x + x Cl–.

Путем диссол пептизации во взвешенное состояние м.б.

переведены свежие осадки, образов-еся в рез-те конц-нной коагуляции (т.к. только в этом случае ч-цы сохраняют ДЭС).Если осадок образ-ся в рез-те нейтрализац коагуляции, то для его перевода во взвешенное состояние необх использовать адсорбц-ую или хим-ую пептизацию.

41. Виды устойчивости дисперсных систем

Уст ДС – пост-во их св-в во времни.Виды уст-ти по отн к укрупн и к осаждению.сущ-ет: седиментац-ая(СУ) и агрегативная (АУ). СУ – спос-сть ДС сохр равномерное и пост во времени распред-е ч-ц ДФ по всему объему ДСр, т.о. СУ – это уст-сть ДС к разделению фаз. Потеря седим-ой уст-сти приводит к оседанию (ρДФ > ρДСр, прямая седиментация) или всплыванию ч-ц ДФ (ρДФ < ρДСр, обр седиментация); индив-сть ч-ц ДФ при седим-ции в общ случае сохр. АУ – спос-сть ДС сохр пост во врем дисп-сть и индив-сть ч-ц ДФ.

От усл обр ДС: лиофильные (интенсивн взаимод ч-ц ДФ и ДСр,обр при самопроизв диспергир одной из фаз, явл ТД и агрегативн уст) и лиофобные (агрег неуст,избыт пов-ной эн, самопроизв укрупн ч-ц ДФ, сниж пов эн за счет уменш площади межфазн пов-ти). Укрупн ч-ц 2споб: 1. изотермич перегонка -перенос в-в от мелких ч-ц к крупн(мелк испар, а крупн-растут) При повыш Т- рекристализаия. Движущ силой обоих – разл хим потенц мелких и крупных. Коагуляция – отд-ые ч-цы ДФ слип-ся(не теряют своей индивид, м-у ч-ками сущ тонкие послойки). Коагул иногда приводит к рассл фаз. Гомо- слипание ч-ц ДФ, имеющ одинак природу(одинак заряд), гетеро- разл природу(противоп заряж) Адагуляция – адгезионное взаимод ч-ц ДФ с макропов-тью (т.е.ч-цы ДФ слипаются не друг с др, а с пов-тью раздела). Коалесценц –(полное) слияния ч-ц ДФ. Структурообр – в конц ДС потеря сист агрегативн уст-ти (ч-цы ДФ, раздел послойками). Флокуляция – потеря уст-сти под действием ВМС.При флок теряется агрегатив,затем седимент уст-ть.образ рыхлые хлопьевидн стр-ры–флокулы(неорг полимеры,орган ВМС)синтетич(неионоген и полиэл-ты(анион и катионные)). Протек по 2 мех-ам:1нейтр-ый:осущ действ макроион полимера, имеющ заряд, против по знаку заряду ч-цы:макроионы катион флоукл адсорбир на отриц заряж участках)2.мостичный – внач происх адсорб макром-л на одной ч-це ДФ.мол флок закрепл частью своих сегментов на пов-ти ч-ц.Не связ с дан ч-ц сегменты макромол-л закрепл на свободн пов-ти близлежащ ч-цобр мостики м-у ч-цами ДФ

42. Факторы устойчивости дисперсных систем

ТД и кинетические факторы уст-сти. Уст-сть ДС (при сохранении площади межфазной пов-сти), обесп те, к-ые снижают пов-ное натяжение - ТД, они уменьшают вероятность эффективных столкн ч-ц ДФ(создают потенц барьеры, замедляющие или даже исключающие процесс коагуляции). Кинетические факторы снижают скорость коагул и связаны с гидродинамич св-вами ДСр: с замедл дв-ия ч-ц ДФ, вытекания и разрушения прослоек м-у ними.

К ТД факторам уст-сти относят электростатический, адсорбционно-сольватный и энтропийный факторы, к кинетическим– стр-рно-механич и гидродинамический.

Электростатический фактор - в ум-нии межф пов-ого натяжения за счет возникн ДЭС на границе раздела фаз. Чем больше заряды внутр и внешней частей ДЭС, тем бо-

лее агрегативно уст-вой явл-ся ДС.

Адсорбционно-сольватный фактор заключ в ум-нии межфазного натяжения при взаимод-ии ч-ц ДФ с ДСр (благодаря адсорбции и сольватации) в соотв-ии с ур-ем Дюпре для р-ты адгезии и адсорбц-ым ур-ем Гиббса. Если в ДС вводить ПАВ (низкомолекулярные), то их мол-лы (или ионы), адсорбируясь на пов-сти ч-ц ДФ, снижают пов-ое натяжение на межфазной границе и ув-ют агрег уст-сть ДС.

Энтропийный фактор действует в сист, в к-ых ч-цы

или их поверхностные слои участвуют в тепловом дв-ии. Сущность его состоит в стремлении ДФ к равномерному

распределению по всему объему ДС. Если на пов-сти ч-ц ДФ адсорбируются мол-лы(или ионы) среднецепочечных ПАВ или ВМС, то стремление УВ хвостов этих мол-л (ионов) к наиб свободе (беспорядку) также повышает уст-сть ДС за счет энтропийного фактора.

Действие структурно-механич фактора обусловлено тем,

что образующиеся вследствие адс-ции ионов, м-л ПАВ и ДСр на пов-сти ч-ц ДФ пленки обладают упругостью и механич прочностью; разрушение этих пленок требует затрат эн и времени, что замедл процесс агрегации ч-ц ДФ

Гидродинамический фактор снижает скорость коагуляции благод ув-ию вязкости ДСр и плотностей ДФ и

ДСр.Введение в ДС сахаров (явл-хся пов-но-неактивными, т.е. не способными адсорбироваться на пов-сти раздела фаз) и часто используется для ув-ия агрегативной уст-сти

ДС разл природы. Наиб высокая уст-сть ДС наблюдается при сов-сти действия ТД и кинетических факторов, когда наряду со снижением межфазного натяжения проявл стр-но-механические св-ва межчастичных прослоек.

метод нейтрализации уст: действие электростатического фактора снижается при введении в систему электролитов, вызывающих сжатие ДЭС. Сольватация при адсорбционно-сольватном факторе м.б. исключена лиофобизацией ч-ц ДФ при помощи соотв-щих в-в. Действие стр-но-механич фактора можно уменьшить при помощи в-в, разжижающих и растворяющих упр стр-рирован слои на пов-сти ч-ц ДФ. Разбавление гидрозоля водой будет приводить к размыванию адсорбц-ого слоя ПИ, ув-ию электрокинет-ого потенциала и к стабилизации сист за счет электрост-ого фактора;с др стороны, разб-ие ДС дисперсии-ой средой приведет к ум-ию ее вязкости и к нек-му сниж агрегативной уст-ти за счет гидродин-ого фактора. Опред защитного слоя: Доб к золю р-ра стаб повыш его агрег уст-ть.Коагул действ уменьш. Мин кол-во стаб, предотвр коагул 1 литра С(золя).В присутств порогового кол-ва электрол-коагул

43. Коагуляция.

Коагуляцией - процесс слипания -и добавлении к гидрозолю эл-та-коагулятора может происх:− сжатия диф-ого слоя ПИ (λ), что приводит к ум-ию потенциала на гран раздела адсорбц-го и диф-ого слоев ПИ (ϕδ) и электрокин-ого потенциала (ζ); − уменьш потенциала пов-сти (ϕ0), что приводит к ум-ию ϕδ и электрокин-кого потенциала (ζ)

Основными закономерностями: 1) коагулирующее действие оказывает тот ион электролита-коагулятора, знак заряда к-ого противоп знаку заряда коллоидной ч-цы;этот ион наз ионом-коагулятором (1-ое пр-ло Шульце–Гарди);

2) коагуляция гидрозолей начинается тогда, когда величина электрокинетического потенциала достигает критического значения (–30 мВ < ζ< 30 мВ (при T = 300 К));

3) величина порога коагуляции уменьшается при увеличении заряда иона-коагулятора, при этом пороги коагуляции гидрозоля под действием одно-, двух- и трехзарядных ионов-коагуляторов относятся как сотни, десятки и единицы (второе правило Шульце–Гарди):Na: Ca2: Al3 = 100:10:1 γ Cl:γSO4:γ PO₄^3- = 100:10:1

4) коагул-щее действие ионов-коагуляторов одинакового заряда возрастает при ув-ии их ионного радиуса (т. е., в лиотропном ряду):γLi+ >γK+ >γCs+ происх это потому, что большие ионы гидратируются слабее маленьких, и их эф-ый заряд в ДСр (с учетомионной атмосферы) оказыв выше;

5) коагулирующая способность орг-ких ионов-коагуляторов выше, чем неорг-ских с таким же зарядом; причина этого заключ в том, что незаряженная часть орг-ских ионов явл гидрофобной,вследствие чего они интенсивнее адсорб-ся на пов-сти компактного агрегата и с большей легкостью нейтрализуют заряд ядра коллоидной частицы.

порог коагуляции в соответствии с теорией ДЛФО, понимают миним конц-ию электролита-коагулятора в ДС, при к-ой начинается коагуляция (медленная) гидрозоля (c м) Для осущ-ния быстрой коагуляции необх достичь в ДС такого значения конц-ции электролита-коагулятора, при к-ом (c б) скорость коагуляции достигает макс-ого значения и при дальнейшем ув-ии конц-ции электролита уже не изменяется. Величина порога коагуляции существенно зависит от момента его фиксирования, метода наблюдения за коагуляцией, а также от конц-ции гидрозоля.

На практике под порогом (медленной) коагуляции обычно понимают миним кол-во электролита, к-ое необходимо добавить к одному литру ДС (гидрозоля), чтобы за определ-ый промежуток врем можно было наблюдать видимый эффект коагуляции этого гидрозоля (помутнение, выпадение осадка, изменение окраски): γ= Сэл Vм/Vзоля

Под порогом быстрой коагуляции (γб) понимают миним кол-во электролита, после добавления к-ого к одному литру ДС скорость коагул достигает макс-ого значения и после добавл к ДС дополн порций эл-та уже не изм-ся.

Согласно второму пр-лу Шульце–Гарди, величина порога коагуляции при концентрац-ой коагуляции зависит от заряда иона-коагулятора несколько слабее, чем это предсказывает теория ДЛФО. Согласно теории ДЛФО, величина порога быстрой коагуляции гидрозоля в обл высоких потенциалов обратно пропорци-на заряду иона-коагулятора (z) в шестой, а в обл низких потенциалов – второй степени: γ= const/Z⁶

44. Теория ДЛФО (рассматрив процесс взаимод частиц ДФ по отдельн стадиям:перекрыв их пов-ных слоев и возникнов расклинив давления,исп понят потенц барьер, аналог энерг актив в химич кинетике.) – соотнош м-у силами притяж и отталк-ия ч-ц ДФ. Общая эн взаимод м-у ч-цами (U) в теории ДЛФО рассм-ся как сумма эн электростатич отталк (U отт) и мол-ного притяжения (U пр)

U = U отт + U пр. Для сферич ч-ц ДФ эн отталк: Uотт=const ϕ_δ²exp(-h/λ) ϕ_δ – потенц на границе адсорб и диф слоев ПИ.

Эн притяж двух сферич ч-ц зависит от расстоян м-у ними и м.б. рассчит: Uпр = -A r/12h² А – константа мол-ных сил Гамакера. Чем сильнее взаимод-ют ДФ и ДСр, тем меньше величина A * и тем слабее силы притяжения м-у ч-цами ДФ.В соотв с теорией ДЛФО соотношения определяют поведение ДС, уст-сть (или скорость коагуляции) к-ых определяются знаком и величиной общей потенц эн взаимод ч-ц ДФ. Положит эн отталк U отт с ув-ем расст h уменьш по экспоненциальному з-ну, а отрицат эн притяж U пр обратно пропорц-на квадрату расстояния. В рез-те на малых расстояниях (при h → 0, U отт →const, U пр → –∞) и больших расстояниях (экспонента убывает значит-но быстрее, чем степенная ф-ция) м-у ч-цами преобладает эн притяжения, а на ср расстояниях – эн. электростат-ого отталк. Первичный минимум I отвечает непосредств-ому слипанию ч-ц ДФ, а вторичный минимум II – их притяжению через прослойки среды(формир-е соотв-но конденсац-но- кристалл-ных и коагуляционных стр-р). Отвечающий средн расстояниям максимум U * характеризует потенц барьер, препятствующий слипанию ч-ц. Ув-ию потенц-ого барьера способствует рост потенциала на пов-сти кол-ых ч-ц ϕδ в обл его малых значений. Эксперимент показывает, что уже при ⎟ϕδ⎟ ≈ 30 мВ возникает потенц барьер, обеспечивающий агрегативную уст-сть ДС. Следует отметить, что потенц барьер возрастает и при ув-ии константы Гамакера. Кривая а отвечает состоянию ДС с высоким потенц-ым барьером (U * >> kT) и неглубоким вторичным минимумом (U II < kT); в этом случае вероятность агрегирования ч-ц исчезающе мала и система явл-ся агрегативно уст-ой (нет коаг).Кривая б соотв-ет такому состоянию сист, при к-ом на любых расстояниях м-у ч-цами разность м-у эн притяж и отталк м-у ч-цами меньше тепловой эн (U * < kT, а также (U * + U II < kT)), вследствие чего сист явл-ся агрегативно неуст-ой и в ней происходит быстрая коагуляция с обр-ем плотных уст-ых агрегатов; в системах с жидкой или газообр ДФ наблюд коалесценция. Кривая в характеризуется наличием достаточно глубокого вторичного минимума (U II > kT или, хотя бы, U * + U II > kT); в такой сист наблюд интенсивное взаимод-ие ч-ц ДФ, к-ые, однако, не могут сблизиться на расстояния, отвечающие собств-о коагуляции, – рез-том такого взаимод явл структурирование сист, при к-ом все ч-цы ДФ находятся на определенном расстоянии друг от друга, взаим-уя Ч-з прослойки ДС (образуется гель).

Конденсац-о-кристаллизац-е структурообрз-ие, отвеч-ее

коагуляции в первичном (I) потенц-ом минимуме осущ-ся путем непосредств-ого хим-ого взаимод-ия м-у ч-цами ДФ и их срастания с обр-ем жесткой объемной стр-ры. Если ч-цы ДФ аморфны, то образующиеся стр-ры принято называть конденсационными, если кристаллич– то кристаллизац-ыми. ККС типичны для связнодисп-ых систем, т.е. систем с тв ДСр; эти стр-ры придают телам прочность, хрупкость и не восстанавливаются после разрушения. Под коагуляц-ми стр-ами понимают стр-ры, образующиеся при коагул во вторичном (II) минимум на потенц-ой кривой взаимод-ия ч-ц ДФ (хотя ККС также формируются в результате коагуляции). В этом случае взаимод-ие ч-ц ДФ осущ-ся ч-з прослойки ДСр, явл ван-дер-ваальс, поэтому простр-ые каркасы КС обычно непрочны. Механические св-ва таких стр-р определяются не столько св-вами ч-ц ДФ, сколько характером и особенн межчастичных взаимод и прослоек среды. КС обычно имеют жидкую ДСр, для них характерна способность восстанавливать стр-уру после ее разрушения; последнее явление носит назв тиксотропии.

Тиксотропия предст собой обратимое разрушение и послед восст-ие стр-ры ДС вследствие подвижности среды и броуновского дв-ия ч0ц ДФ. Восст-ие стр-ры приводит к ув-нию вязкости сист, поэтому Т -это уменьш вязкости сист во времени при приложении нагрузки и постепенный рост вязкости после снятия нагрузки. Чем медленнее восстанавливается структура после снятия нагрузки или чем медленнее она разрушается при определенном напряжении сдвига, тем сильнее для данной системы выражено явлении тиксотропии

Дата добавления: 2015-10-11 | Просмотры: 852 | Нарушение авторских прав