загрузка...
загрузка...
На головну

Теорія коагуляції Дєрягіна-Ландау-фервея-Овербека

  1. A) Природно-правова теорія
  2. Q-теорія інвестування
  3. V. неокласичної ВІДРОДЖЕННЯ. МОНЕТАРИЗМ, ШКОЛА «ЕКОНОМІКИ ПРОПОЗИЦІЇ», ТЕОРІЯ РАЦІОНАЛЬНИХ очікувань
  4. V1: 01 Теорія і методологія історичної науки
  5. VI. ТЕОРІЯ РЕАЛІЗАЦІЇ МАРКСА
  6. XIII. ТЕОРІЯ ПОЛЯ
  7. XIII. ТЕОРІЯ ПОЛЯ

При вивченні коагуляції золів виникло багато теорій, за допомогою яких намагалися на якісному і кількісному рівнях пояснити всі закономірності.

Так, в 1908 р Г. Фрейндліх сформулював основні положення адсорбційної теорії коагуляції, Що спостерігається при внесенні в золь електролітів. Відповідно до цієї теорії, агрегація колоїдних частинок відбувається внаслідок адсорбції протиіонів поверхнею гранули та зменшення величини її дзетта-потенціалу. Однак ця теорія мала обмежене застосування, тому що враховувала лише вплив електролітів і не могла пояснити ті факти, в яких злипання частинок було пов'язано лише з змінами в дифузному шарі міцели, а величина ?-потенціалу гранули залишалася незмінною.

Пізніше Г. Мюллером була розроблена електростатистичне теорія, Яка вже виходила з того, що введення електроліту в золь не змінює загального заряду в подвійному електричному шарі частинки, а викликає стиснення (зменшення розмірів) дифузного шару. Це і призводить до зменшення стійкості системи.

Адсорбційна, електростатична і ряд інших теорій коагуляції не могли пояснити всіх спостережуваних експериментальних фактів, але вони зіграли позитивну роль у розвитку уявлень про стійкість колоїдних систем. Їх найважливіші положення увійшли складовою частиною в сучасну теорію стійкості, яка добре узгоджується з поведінкою типових ліофобних дисперсних систем.

Дана теорія була розроблена в 1937-1943 рр. незалежно один від одного Б. В. Дерягиним і Л. Д. Ландау в СРСР і Е. фервея і Дж. Т. Овербеком в Голландії. Відповідно до першими буквами прізвищ авторів теорія носить назву ДЛФО.

Відповідно до цієї теорії, колоїдні частинки в розчині внаслідок броунівського руху можуть безперешкодно зближуватися один з одним, поки не стикнуться своїми рідкими дифузними оболонками або шарами. При цьому між ними не виникає ніяких сил взаємодії. Для подальшого зближення частинки повинні деформувати свої дифузні оболонки, щоб відбулося їх взаємне перекривання (або проникнення один в одного). Але рідини погано стискаються, і у відповідь на деформацію з їх боку з'являються так звані сили расклинивающего тиску, Що перешкоджають здійсненню даного процесу. Причому чим більше розміри дифузного шару, то більша сили расклинивающего тиску.

Борис Володимирович Дерягин (1902 - 1994) - Російський фізико-хімік, професор (1935), член-кореспондент АН СРСР (1946), академік РАН (1992). Створив вчення про поверхневих силах і їх вплив на розклинюючий тиск і властивості тонких рідких плівок. Премія ім. М. В. Ломоносова АН СРСР (1958), Державна премія СРСР (1991). З 1936 по 1994 рік очолював створені ним лабораторію і Відділ сорбційних процесів Інституту фізичної хімії АН СРСР. Багато років був головним редактором журналу «Поверхневі явища». У 1962 - 1973 рр. припускав існування особливого різновиду води - Поливода. Потім сам себе спростував, виявивши критичний вплив домішок - силікатів.

Якщо зіткнулися частки володіють достатнім запасом кінетичної енергії для подолання дії цих сил, то їх дифузні шари перекриються, але в цей момент між ними і гранулами виникнуть електростатичні сили расталкивания (тому що вони мають заряди однакового знака) (рис. 68).

Мал. 68. Схема взаємодії колоїдних частинок:
а - Агрегативно стійка система; б - Перекривання дифузних шарів; в - коагуляція

Лев Давидович Ландау (1908 - 1968),часто іменований Дау - радянський фізик, академік АН СРСР (обраний в 1946). Лауреат Нобелівської, Ленінської і трьох Сталінських премій, Герой Соціалістичної Праці. Член академій наук Данії, Нідерландів, США, Франції, Лондонського фізичного товариства і Лондонського королівського товариства. Ініціатор створення і співавтор Курсу теоретичної фізики, який витримав багаторазові видання і перекладеного на багато мов. Іменем Ландау названа золота медаль, яка вручається з 1998 р Відділенням ядерної фізики РАН.

Чим більше ?-потенціал гранул, тим сильніше взаємне відштовхування частинок.

У разі подолання цих сил і зближення гранул на відстань ? 10-7 см і менше (тобто на відстань, рівну або меншу розмірами однієї молекули дисперсійного середовища) між ними виникають так звані Ван-дер-ваальсово сили тяжіння, які мають фізичну природу. Вони і викликають зчеплення (з'єднання) колоїдних частинок один з одним.

Зазвичай в стабілізованому гідрофобному золі лише невелика частка так званих активних частинок має достатній запас кінетичної енергії, щоб при зіткненні подолати дію всіх перерахованих вище сил. Тому такі колоїдні системи зберігають свою стійкість більш-менш тривалий час (в залежності від ступеня своєї стабілізації). При підвищенні температури швидкість і інтенсивність броунівського руху зростають. Це призводить до збільшення запасу кінетичної енергії колоїдних частинок. Все більше їх число переходить в розряд активних. В результаті при зіткненні вони частіше почнуть злипатися один з одним, а Агрегативна стійкість золю буде зменшуватися.

Будь-які інші зовнішні впливи, що надаються на золь і призводять до зменшення розмірів дифузних шарів і величини ?-потенціалу, також будуть сприяти протіканню процесів коагуляції.

Найменшою стійкістю володіють колоїдні системи, частинки дисперсної фази в яких не мають подвійного електричного шару і захисної оболонки з молекул розчинника.

В даному випадку електростатичні сили расталкивания і сили расклинивающего тиску між частинками не виникають і тому практично будь-який зіткнення їх один з одним призведе до взаємного зчеплення.

Фізична теорія коагуляції ДЛФО володіє великим математичним апаратом і дозволяє здійснювати різні кількісні розрахунки, які добре узгоджуються з спостерігаються експериментальними фактами.




броунівський рух | дифузія | Седиментація в золях | Осмотичний тиск в золях | У колоїдних розчинах вона проявляється у вигляді матового світіння середовища, найчастіше блакитних відтінків, яке можна спостерігати при бічному освітленні золю на темному тлі. | ультрамікроскоп | Розглянемо спершу механізм утворення ДЕС колоїдної частинки адсорбційним шляхом. | Електрокінетичні властивості золів | Види стійкості золів | Під кінетичної (або седиментаційних) стійкістю розуміють здатність колоїдних частинок рівномірно розподілятися в часі по всьому об'єму розчину. |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати