Величина - дзета-потенциал
Cтраница 3
Суспензии, как и коллоидные растворы, рассеивают и поглощают свет, но в отличие от коллоидных растворов они мутны и в проходящем свете. Электрокинетические свойства суспензий подобны коллоидным растворам. Величина дзета-потенциала частиц суспензий приблизительно такая же, как у золей. Введение электролитов вызывает коагуляцию частичек суспензии. [31]
Следует заметить, что прямая связь между величиной дзета-потенциала и коагуляцией наблюдается во многих случаях. Так, существует симбатность в изменении дзета-потенциала и устойчивости коллоидов. Однако величина дзета-потенциала не всегда определяет устойчивость коллоидного раствора. Иногда коагуляция начинается при незначительном уменьшении дзета-потенциала и даже при некотором его увеличении. [32]
Чем больше к данному коллоидному раствору прибавлено электролита, тем больше скорость коагуляции. При некоторой концентрации электролита величина дзета-потенциала падает до нуля. При этом все столкновения частиц приводят к коагуляции, скорость коагуляции достигает максимума. [33]
LM изменение - потенциала и е-потенциала с концентрацией должно быть одинаковым и должно подчиняться одному и тому же закону. Измельчив какое-либо нерастворимое твердое тело и измерив скорость электрофореза полученных частиц в растворе с переменной концентрацией электролита, определить величину дзета-потенциала как функцию концентрации. Затем в тех же растворах применить выбранное твердое тело как электрод и измерить его s - потенциал в водородной шкале. Подобные опыты были проведены многими исследователями, неполученные результаты во всех случаях указывают на ошибочность отожествления t - и е ( Ьм) - потенциалов. Так, например, Фрейндлих ( 1925) проводил опыты со стеклом, применяя его сначала как стеклянный электрод для определения е-потенциала, а затем - в виде тонких капилляров - для проведения электроосмоса и расчета - потенциала. При этом оказывается, что - потенциал изменяется с концентрацией не монотонно, а проходит, в отличие от е-потенциала, через минимум или максимум, - потенциал по своей абсолютной величине обычно меньше, чем е-потенциал и стремится к нулю при повышении концентрации. В то время как знак е-потенциала сохраняется неизменным в широком интервале концентраций, знак - потенциала может меняться на обратный. [34]
 |
Изменение J-потенциала. [35] |
Поскольку gL, м является единственной составной частью - потенциала, зависящей от концентрации электролита, то при соблюдении равенства Z, gL yi изменение - потенциала и - потенциала с концентрацией должно быть одинаковым н подчиняться одному и тому же закону. Сначала, измельчив какое-либо нерастворимое твердое тело и измерив скорость электрофореза полученных частиц в растворе с переменной концентрацией электролита, определить величину дзета-потенциала как функцию концентрации. [36]
Из всего вышесказанного не следует делать вывод о том, что основная причина коагуляции заключается в достижении некоторого постоянного для всех случаев критического дзета-потенциала. Исследования последних лет, проведенные советскими учеными В. В. Дерягиным и его сотрудниками, показали, что коагулирующее действие электролитов заключается не столько в непосредственном уменьшении сил отталкивания между коллоидными частицами через понижение дзета-потенциала, сколько в том, что изменение строения двойного электрического слоя и сжатие диффузной его части, обусловленное прибавлением электролита-коагулянта, влечет за собой понижение расклинивающего действия гидратных ( сольват-ных) оболочек диффузных ионов, разъединяющих коллоидные частицы. Иными словами, необходимое для коагуляции данного золя понижение расклинивающего действия ( или давления) сольватных оболочек достигается уменьшением диффузного слоя противоионов, что ведет к соответствующему понижению величины дзета-потенциала. [37]
На основании опытов установлено, что при разделении суспензии с постепенным образованием - слоя осадка и фильтровании растворов электролита через слой заранее полученного и предварительно взмученного осадка скорость фильтрования при изменении концентрации электролита изменяется во много раз. Аналогичная закономерность наблюдалась при фильтровании растворов электролита, концентрация которых уменьшается от опыта к опыту, через слой заранее полученного осадка без его предварительного взмучивания. Однако при фильтровании растворов электролита, концентрация которых увеличивается от опыта к опыту, через слон предварительно полученного осадка без его взмучивания найдено, что скорость фильтрования не изменяется при изменении величины дзета-потенциала от - 4 0 до - 24 8 мв. Этим закономерностям дано такое объяснение. [38]
Коагуляция коллоидов в большинстве случаев начинается тогда, когда электрокинетический потенциал снизится до некоторой критической величины. Однако измеренная величина электрокинетического потенциала является усредненной. Поэтому при некоторой средней величине дзета-потенциала, при которой начинается коагуляция, определенное количество частиц еще имеет достаточно высокое значение дзета-потенциала, препятствующее коагуляции. Чем меньше величина дзета-потенциала, тем меньшая доля частиц обладает дзета-потенциалом, препятствующим коагуляции, тем больше количество столкновений частиц, завершающееся агрегацией. [39]
Процессы агрегации обусловлены, в основном, процессами адсорбции ионов, полярных молекул и коллоидных частиц. Однако до настоящего времени отсутствует точная количественная оценка влияния отмеченных факторов на удельное сопротивление образующихся осадков. Найдено, что количество добавляемого агрегирующего вещества значительно повышает пористость осадка при небольших разностях давлений. При фильтровании тонкодисперсных суспензий правильный выбор поверхностно-активных веществ и электролитов, снижающих величину дзета-потенциала, приводит к существенному снижению удельного сопротивления осадка. Наилучшие результаты достигаются при доведении величины дзета-потенциала до изоэлектрической точки, в районе которой происходит интенсивное агрегирование частиц. Так в водной суспензии пигмента желтого 2К, с размерами частиц до 2 мкм, после добавления нитрата алюминия и доведения дзета-потенциала до величины, близкой к 0, образуются довольно прочные агрегаты размером 7 - 10 мкм. [40]
Под агрегативной устойчивостью понимают способность частиц дисперсной фазы оказывать сопротивление их слипанию и тем удерживать определенную степень дисперсности. Потеря агрегативной устойчивости приводит к взаимному слипанию коллоидных частиц с образованием более крупных агрегатов. Агрегативная устойчивость объясняется наличием у коллоидных частиц одноименных зарядов, которые мешают им соединяться в более крупные частицы, а также наличием вокруг ядра коллоидных мицелл сольватных оболочек, состоящих из прочно связанных молекул растворителя. В настоящее время установлена прямая зависимость между толщиной ( плотностью) сольватных ( гидрат-ных) оболочек и величиной дзета-потенциала и агрегативной устойчивостью данной коллоидной системы. [41]
 |
Схема уменьшения удельной. [42] |
Под агрегативной устойчивостью понимают способность частиц дисперсной фазы оказывать сопротивление их слипанию и тем удерживать определенную степень дисперсности. Потеря агрегативной устойчивости приводит к взаимному слипанию коллоидных частиц с образованием более крупных агрегатов. Агрегативная устойчивость объясняется наличием у коллоидных частиц одноименных зарядов, которые мешают им соединяться в более крупные частицы, а также наличием вокруг ядра коллоидных мицелл сольватных оболочек, состоящих из прочно связанных молекул растворителя. В настоящее время установлена прямая зависимость между толщиной ( плотностью) сольватных ( гидратных) оболочек, величиной дзета-потенциала и агрегативной устойчивостью данной коллоидной системы. [43]
Величина - потенциала существенно зависит от концентрации ионов в растворе. Чем больше концентрация ионов, тем большее количество противоионов накапливается в слое Гельм-гольца и тем меньше их оказывается в диффузном слое. На распределение противоионов в двойном и диффузном слоях оказывает влияние валентность ( точнее, заряд) противоинов. Чем больше заряд противоионов, тем сильнее они притягиваются к заряженной поверхности твердого тела, тем тоньше диффузный слой и соответственно меньше величина дзета-потенциала. Существенным также является поляризуемость и гидратация противоионов. Чем больше поляризуемость противоионов, тем больше дополнительные силы притяжения к заряженной поверхности, тем тоньше становится слой Гельмгольца. Поскольку радиусы анионов, как правило, значительно превышают радиусы катионов, то это облегчает их деформацию и способность поляризоваться. Если расположить близкие по своей природе ионы галогенов по возрастанию их радиуса ( от F - до 1 -), то в том же порядке возрастут способности этих инов снижать толщину слоя Гельмгольца и соответственно уменьшать дзета-потенциал. [44]
Процессы агрегации обусловлены, в основном, процессами адсорбции ионов, полярных молекул и коллоидных частиц. Однако до настоящего времени отсутствует точная количественная оценка влияния отмеченных факторов на удельное сопротивление образующихся осадков. Найдено, что количество добавляемого агрегирующего вещества значительно повышает пористость осадка при небольших разностях давлений. При фильтровании тонкодисперсных суспензий правильный выбор поверхностно-активных веществ и электролитов, снижающих величину дзета-потенциала, приводит к существенному снижению удельного сопротивления осадка. Наилучшие результаты достигаются при доведении величины дзета-потенциала до изоэлектрической точки, в районе которой происходит интенсивное агрегирование частиц. Так в водной суспензии пигмента желтого 2К, с размерами частиц до 2 мкм, после добавления нитрата алюминия и доведения дзета-потенциала до величины, близкой к 0, образуются довольно прочные агрегаты размером 7 - 10 мкм. [45]
Страницы: 1 2 3