Адсорбционно-сольватный фактор
Cтраница 1
 |
Схема, поясняющая появление расклинивающего давления при сближении пластин или частиц. а - расклинивающее давление отсутствует. б - наличие расклинивающего давления. [1] |
Адсорбционно-сольватный фактор состоит в уменьшении межфазного натяжения при взаимодействии частиц дисперсной фазы со средой в соответствии с уравнением Дюпре для работы адгезии и адсорбционным уравнением Гиббса. [2]
Адсорбционно-сольватный фактор состоит в уменьшении межфазного натяжения при взаимодействии частиц дисперсной фазы со средой ( благодаря адсорбции и сольватации) в соответствии с уравнением Дюпре для работы адгезии и адсорбционным уравнением Гиббса. [3]
Адсорбционно-сольватный фактор агрегативной устойчивости коллоидных систем связан с образованием на межфазной поверхности слоев из молекул или ионов. Адсорбционно-сольватные слои обладают особыми свойствами. Они имеют высокую прочность, молекулы в них взаимодействуют между собой более энергично и поэтому менее подвижны. В их составе могут быть кристаллические образования. Формирование таких слоев происходит в результате - определенного взаимодействия между веществом дисперсной фазы и дисперсионной средой. Определенная ориентация молекул в слоях способствует проявлению особых механических свойств, а именно: повышению вязкости, упругости, сопротивления сдвигу. Образование прочных адсорбционно-сольватных слоев характерно для гидроксидов таких металлов, как алюминий, железо и др. Согласно теории, разработанной П. А. Ребиндером и его школой, адсорбционно-сольватные слои представляют собой двумерные квазикристаллические структуры. Адсорбционно-сольватные слои могут образовываться и крупными молекулами органических веществ. Эти ориентированные слои не разрушаются при сближении коллоидных частиц, они создают структурно-механический барьер, препятствующий их агрегации. Соединения, входящие в состав адсорбционно-сольватных слоев, называются стабилизаторами. [4]
Системы, в которых действует адсорбционно-сольватный фактор, могут быть агрегативно устойчивы даже при практическом отсутствии электрического потенциала на поверхности частиц. Такие системы значительно менее чувствительны к электролитам. [5]
Системы, в которых действует адсорбционно-сольватный фактор, могут быть агрегативно устойчивы даже при практическом отсутствии электрического потенциала на поверхности частиц. Та-кие системы значительно менее чувствительны к добавлению электролитов. Особенно большую роль адсорбционно-сольватный фактор приобретает в системах е неполярными средами, где возможности диссоциации, и соответственно образования двойного электрического слоя проявляются слабо. Для создания количественной адсорбционно-сольватной теории устойчивости напрашивается проведение аналогий с теорией ДЛФО. Однако если энергию притяжения в системах с адсорбци-онно-сольватным фактором устойчивости можно определить исходя из представлений Гамакера и де Бура, то количественная оценка энергии гидратации, выступающая в роли энергии отталкивания частиц, до сих пор не разработана. [6]
Эта теория удовлетворительно описывает закономерности поведения типично лиофобных дисперсных систем, для которых можно пренебречь адсорбционно-сольватным фактором устойчивости. [7]
Как указано выше, электростатический фактор устойчивости вызывает уменьшение поверхностного натяжения вследствие образования двойного электрического слоя на поверхности частшь При действии адсорбционно-сольватного фактора в отсутствие этого слоя поверхностное натяжение уменьшается в результате сольватации поверхности частиц, В соответствии с уравнением Дюпре для работы адгезии взаимодействие дисперсионной среды с поверхностью частиц приводит к уменьшению межфазного натяжения. [8]
На первый взгляд кажется, что для количественной оценки адсорбционно-сольват-ного фактора устойчивости можно провести аналогию с теорией ДЛФО. Однако если энергию притяжения в системах с адсорбционно-сольватным фактором устойчивости можно определить, исходя из представлений Гамакера и де Бура, то количественная оценка энергии гидратации, выступающая в роли энергии отталкивания частиц, до сих пор не разработана. [9]
Необходимо иметь в виду, что каждому фактору устойчивости соответствует специфический метод его нейтрализации. Например, действие электростатического фактора значительно снижается при введении в систему электролитов, которые сжимают двойной электрический слой. Сольватация при адсорбционно-сольватном факторе может быть исключена лиофобизацней частиц дисперсной фазы с помощью адсорбции соответствующих веществ. [10]
Системы, в которых действует адсорбционно-сольватный фактор, могут быть агрегативно устойчивы даже при практическом отсутствии электрического потенциала на поверхности частиц. Та-кие системы значительно менее чувствительны к добавлению электролитов. Особенно большую роль адсорбционно-сольватный фактор приобретает в системах е неполярными средами, где возможности диссоциации, и соответственно образования двойного электрического слоя проявляются слабо. Для создания количественной адсорбционно-сольватной теории устойчивости напрашивается проведение аналогий с теорией ДЛФО. Однако если энергию притяжения в системах с адсорбци-онно-сольватным фактором устойчивости можно определить исходя из представлений Гамакера и де Бура, то количественная оценка энергии гидратации, выступающая в роли энергии отталкивания частиц, до сих пор не разработана. [11]
В этом пункте проявляется основное качественное отличие проблемы разрушения аэрозолей, так как последние всегда лишены агрегативной устойчивости. Заряд аэрозольных частиц обычно очень мал, что связано с весьма низкой концентрацией ионов в воздухе, по сравнению с водой ( см. раздел XV. Поэтому электростатический фактор устойчивости в аэрозолях обычно отсутствует. Естественно, что отсутствует и адсорбционно-сольватный фактор устойчивости. [12]
Как указано выше, согласно термодинамической теории электростатический фактор устойчивости обеспечивает уменьшение поверхностного натяжения вследствие образования двойного электрического слоя на поверхности частиц. При действии ад-сорбционно-сольватного фактора устойчивости в отсутствие двойного электрического слоя поверхностное натяжение уменьшается в результате сольватации поверхности частиц. В соответствии с уравнением Дюпре для работы адгезии взаимодействие дисперсионной среды с поверхностью частиц приводит к уменьшению межфазного натяжения. Поверхность частиц в системах с адсорбционно-сольватным фактором устойчивости лиофильна по своей природе или лиофилизирована вследствие адсорбции стабилизаторов - неэлектролитов, имеющих сродство к растворителю. В результате взаимодействия частиц со средой на их поверхности формируются сольватные слои. По теории ДЛФО, учитывающей структурную составляющую расклинивающего давления, при сближении частиц сольватные слои перекрываются ( по аналогии с перекрыванием двойных электрических слоев при действии электростатического фактора), возрастает осмотическое давление, а следовательно, и давление отталкивания, что снижает стремление системы к коагуляции. Механизм действия сил отталкивания можно представить и как совершение работы для разрушения сольватных слоев и для частичной десорбции молекул из них при сближении частиц. [13]
Полярные части молекул обращены в водную среду, а неполярные радикалы - в органическую. Из твердых веществ большой гидрофильностью обладают оксиды многих элементов, например кремния, алюминия, железа. Поверхность частиц оксидов в воде обычно покрыта гидроксильными группами ( гид-роксилирована), которые сильно взаимодействуют с водой, образуя гидратные слои. Интересно, что для дисперсных систем оксидов факторы устойчивости могут изменяться в зависимости от рН среды. Особенно сильно эта зависимость выражена для золей диоксида кремния. Например, гидрозоль кремнезема в области рН 7 0 - 8 0 устойчив, главным образом, благодаря адсорбционно-сольватному фактору. С увеличением рН гидроксильные группы диссоциируют, фактор устойчивости меняется на электростатический, и золь становится более чувствительным к электролитам. [14]
Примером термодинамически устойчивых систем с адсорбцион-но-сольватным фактором являются растворы неионогенных ПАВ и ВМС. Ориентирование лиофильных частей молекул к растворителю обеспечивает резкое снижение поверхностного натяжения до значений, меньших критического значения ( VI. Полярные части молекул обращены в водную среду, а неполярные радикалы - в органическую. Из твердых веществ большой гидрофильностью обладают оксиды многих элементов, например, кремния, алюминия, железа. Поверхность частиц оксидов в воде обычно покрыта гидроксильными группами ( гидроксилирована), которые сильно взаимодействуют с водой, образуя гидратные слои. Интересно, что для оксидов факторы устойчивости могут изменяться в зависимости от рН среды. Особенно это сильно выражено для диоксида кремния. Например, гидрозоль кремнезема в области рН 7 0 - 8 0 устойчив, главным образом, благодаря адсорбционно-сольватному фактору. [15]
Страницы: 1