zaeto.ru

Учебное пособие по коллоидной химии для самоподготовки студентов. Пятигорск 2007 (07) Учебное пособие разработано доцентом, к ф. н. Мыкоц Л. П

Другое
Экономика
Финансы
Маркетинг
Астрономия
География
Туризм
Биология
История
Информатика
Культура
Математика
Физика
Философия
Химия
Банк
Право
Военное дело
Бухгалтерия
Журналистика
Спорт
Психология
Литература
Музыка
Медицина
добавить свой файл
 

 
страница 1 страница 2



Пятигорская государственная фармацевтическая академия .

Кафедра физической и коллоидной химии
Получение, устойчивость и коагуляция коллоидных растворов.

Учебное пособие по коллоидной химии для самоподготовки студентов.

Пятигорск 2007
УДК 541.183(07)
Учебное пособие разработано доцентом, к.ф.н. Мыкоц Л.П.
Рецензенты: доцент кафедры физической и коллоидной химии Распопов Е.И., канд. хим. наук;

профессор Компанцев В.А., док. фарм. наук, зав. кафедрой неорганической химии.


Утверждено на заседании ЦМС ПятГФА

« » 2007г.

Председатель ЦМС проф. В.И Погорелов
Учебное пособие составлено доцентом, зав. кафедрой физической и коллоидной химии Мыкоц Л.П. в соответствии с программой по физической и коллоидной химии для студентов фармацевтических ВУЗов (факультетов) – Москва; ГОУ ВУН МЦ МЗ РФ от 2002г и Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по специальности 040500.
Пособие содержит сведения по основным теоретическим вопросам методов получения и очистки коллоидных систем, строению мицеллы полученного золя, его устойчивости, коагуляции и защиты от нее.

В него включены вопросы для самоконтроля, типовые задачи с решениями и задачи для самостоятельного решения, контроль приобретенных навыков написания формулы мицеллы золя.


Пособие предназначено для помощи студентам ΙΙΙ курса очного отделения при подготовке к сдаче зачета по лабораторному практикуму, к сдаче блоков, семинаров, экзаменов и других видов контроля.

Оно может быть использовано студентами заочного отделения для выполнения контрольной работы, получения зачета по практике, подготовки к э кзамену. .

Пятигорская государственная фармацевтическая академия
Кафедра физической и коллоидной химии
Учебное пособие к лабораторным занятиям по коллоидной химии.

3 курс


семестр 5
Раздел: Получение, устойчивость и коагуляция коллоидных систем.
Объем 12 часов.

Изучению раздела курса коллоидной химии «Получение, устойчивость и коагуляция коллоидных систем» программой отводится 3 часа лекций.


Учебно-целевая программа раздела

Структура дисперсных систем. Классификация. Удельная, суммарная поверхность. Методы получения и очистки коллоидных растворов. Строение мицеллы лиофобных золей.

Устойчивость и коагуляция коллоидных систем. Кинетическая и термодинамическая устойчивость. Факторы устойчивости. Коагуляция – медленная и быстрая. Порог коагуляции, его определение. Правило Шульце-Гарди. Коагуляция смесями электролитов. Взаимная коагуляция. Защита золей высокомолекулярными веществами.

Строение двойного электролитного слоя (ДЭС). Теории строения ДЭС. Явление перезарядки коллоидных частиц.

Знания, умения, навыки, которые должен приобрести студент.
Студент должен знать:

- особенности и свойства дисперсных систем;

- классификацию;

- методы получения и очистки коллоидных растворов;

-факторы устойчивости; причины и виды коагуляции;

-особые явления при электролитной коагуляции;

-правило Шульце-Гарди;

-способы стабилизации и защиты коллоидных систем от коагуляции.
Студент должен уметь:

- получать коллоидные растворы методами диспергирования и конденсации;

-рассчитывать объемы и готовить растворы необходимой концентрации разбавлением расворов более высокой концентрации;

- писать формулу мицеллы, знать ее составные части, рисовать схему строения;

-проводить электролитную коагуляцию золя;

- экспериментально подтверждать правило Шульце-Гарди;

-рассчитывать объемы растворов электролита высокой концентрации для получения разбавленных растворов;

-рассчитывать порог коагуляции и коагулирующую способность;

-стабилизировать коллоидную систему и защищать ее от коагуляции.
Студент должен овладеть:

-методами получения коллоидных систем, электролитной коагуляции и защиты от нее;

-способом написания формул мицелл.
Занятие 1. Получение лиофобных коллоидных растворов.
План-конспект теоретической самоподготовки.
1.1. Дисперсные системы.


  • Гетерогенные системы, состоящие из двух или более фаз с поверхностью раздела между ними называются дисперсными системами.

  • Фаза, в которой находится раздробленное (диспергированное) вещество в виде частиц (твердых, жидких, газообразных) разных размеров называется дисперсной фазой.

  • Среда , в которой находится раздробленное (диспергированное) вещество называется дисперсионной средой.

  • По характеру взаимодействия между частицами дисперсной фазы и дисперсионной среды системы делят на лиофобные коллоиды и лиофильные коллоиды.

  • К лиофобным коллоидам относятся системы:

- со слабым взаимодействием (или его отсутствием) частиц дисперсной фазы с дисперсионной средой;

- с низкой смачиваемостью частиц вещества дисперсионной средой;

- несамопроизвольностью диспергирования;

- устойчивостью лишь в присутствии стабилизатора;

- с особой структурой частиц, составляющих дисперсную фазу - мицеллами.


  • К лиофильным коллоидам относятся системы:

-образующиеся самопроизвольно;

-термодинамически устойчивые;

- характеризующиеся сильным межфазным взаимодействием частиц дисперсной фазы с дисперсионной средой.


  • По размерам частиц дисперсной фазы дисперсные системы делят на:

- грубодисперсные системы (микрогетерогенные) с размером частиц 10-7-10-4м.

- коллоидные системы (ультрамикрогетерогенные) с размерами частиц 10-9-10-7м.



  • По агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды дисперсные системы можно разделить на 8 типов.

Сокращенное обозначение типа записываются в виде дроби: в числителе пишется индекс дисперсной фазы, в знаменателе – индекс дисперсионной среды, например, т/ж (твердые частицы в жидкой среде – суспензия).

  • Ультрамикрогетерегенные системы с жидкой средой - это лиозоли, с твердой – солидозоли, с газовой – аэрозоли.

  • Частицы коллоидных растворов малы, значит суммарная поверхность их большая.

  • Суммарная поверхность частиц рассчитывается по формуле:

Sсум = n  Sч-цы , где n – число частиц,

Sч-цы – площадь частицы, имеющий ту или иную форму частиц.




  • Число частиц можно рассчитать так:

n = , где Vд.ф. – объем дисперсной фазы;

Vч-цы – объем частицы

Vд.ф. = , где m (г) – масса дисперсной фазы;

 - плотность или






  • Если частицы сферической формы, тогда

Sсум = n  Sч-цы = , где r – радиус частицы

  • Если частицы кубической формы, тогда

Sсум = n  Sч-цы = , где – длина ребра куба

  • Если известны размер и форма частиц легко вычислить и удельную поверхность:

- для сферических частиц: Sуд (по объему) =

Sуд (по массе) =

- для кубических частиц: Sуд (по объему) =

Sуд (по массе) =
1.2. Методы получения лиофобных коллоидных растворов.


  • Так как по размерам частиц коллоидные системы занимают промежуточное положение между грубодисперсными и молекулярными системами, поэтому их получают либо дроблением крупных частиц (диспергированием), либо ассоциацией (объединением) молекул или ионов в агрегаты (конденсацией).

  • При получении коллоидных систем необходимо соблюдать условия:

- вещество дисперсной фазы должно быть нерастворимо в дисперсионной

среде;


- малая концентрация частиц дисперсной фазы;

- наличие стабилизатора.



  • К диспергационным методам относят:

- механическое диспергирование (растирание, дробление) при котором используются :

- шаровые мельницы (для измельчения тонкодисперсных порошков) и кол-



лоидные мельницы позволяющие получать наибольшую степень дисперс-

ности твердого вещества (коллоидную степень дисперсности);

- ультразвуковое диспергирование, основанное на прохождении ультразву-

ковой волны (частота 105 – 106 Гц) через грубосперсную систему и приводящие к кавитации.

Кавитация (cavitas – лат. - пустота) – образование в жидкости пузырьков с последующим их захлопыванием, приводящее к разрушению (измельчению) грубодисперсной системы.

Ультрозвуковым диспергированием получают коллоидные растворы смол, красителей, серы, крахмала, лекарственных веществ и др.. Преимущество метода в возможности получения стерильных лекарственных форм.

- самопроизвольное диспергирование происходит при достаточно сильном

взаимодействии между веществом дисперсной фазы и средой, что приво-

дит к образованию лиофильных коллоидных систем (золи парафина в угле-

водородах, водные растворы углеводородов с большим содержанием ПАВ (до 40%).



  • К конденсационным методам относят:

- физическую конденсацию:

а) конденсация из пара (образование облаков, тумана)

б) метод замены растворителя, в котором образование новой фазы происходит в результате замены «хорошего» растворителя на «плохой», в котором вещество не растворимо. Необходимым условием этого метода является полная смешиваемость «плохого» и «хорошего» растворителя.

- химическую конденсацию, основанную на проведении в растворе химических реакций, сопровождающихся образованием нерастворимых или труднорастворимых веществ. При этом стабилизатором обычно служит электролит, взятый в избытке, или образующийся в результате побочной химической реакции.



  • К комбинированным методам, сочетающим в себе и диспергирование и конденсацию относят:

- электрические методы, применяемые для получения золей металлов (золота, серебра, платины и др.):

а) дуговой метод (метод Бредига), основан на испарении металла электрода в электрической дуге (постоянный ток силой 5-10А) в водной среде в присутствии стабилизатора с последующей конденсацией паров в коллоидные частицы;

б) искровой метод (метод Сведберга) основан на использовании переменного тока высокой частоты путем погружения электродов в металлический порошок, лежащий в органической дисперсионной среде. Применяется для получения органозолей металлов.

- пептизация – распад агрегатов частиц в дисперсных системах с образованием коллоидных растворов. Используется в случае перевода свежеприготовленных рыхлых (аморфных) осадков в золь.




  • Различают несколько видов пептизации:

а) адсорбционная пептизация, (непосредственная) происходящая при физической адсорбции электролита, один из ионов которого способен достраивать кристаллическую решетку дисперсной фазы;

б) пептизация под действием ПАВ, способных адсорбироваться на частицах, придавать им заряд или образовывать сольватную оболочку, ослабляющую связь между частицами;

в) пептизация при отмывании осадка происходит при удалении из него электролита, вызывающего коагуляцию (объединение частиц осадка);

г) химическая (диссолюционная, посредственная) пептизация происходит с образованием золя при взаимодействии реагента с осадком и с образованием электролита (стабилизатора, пептизатора) придающего устойчивость золю;

д) пептизация при воздействии ультразвуковой волны, происходящая с высокой скоростью диспергирования.

1.3 Методы очистки коллоидных растворов.
Используются различные методы для удаления примесей (в основном электролитов), способных нарушить устойчивость коллоидных систем.


  • Диализ основан на использовании полупроницаемых мембран, через которые диффундируют молекулы и ионы (примеси электролита) в растворитель (воду). Растворитель (под действием осмотических сил) проникает в диализатор и, разбавляя золь, препятствует диффузии коллоидных частиц.

Диализ проходит медленно. К факторам, его ускоряющим, относят: повышение температуры, перемешивание, уменьшение количества золя, частая смена растворителя, увеличение площади мембраны и др.

  • Ультрафильтрация – диализ через полупроницаемую мембрану под давлением, или при разрежении под ней.

  • Ультрацентрифугирование – разделение (очистка) под действием центробежных сил, когда коллоидные частицы собираются в нижней части центрифужной пробирки, а низкомолекулярные примеси остаются в верхнем слое дисперсионной среды.

  • Электродиализ диализ с наложением на диализируемую жидкость электрического поля, ускоряющего движение ионов.



1.4 Строение мицеллы лиофобных золей.


  • Элементарная коллоидная частица – мицелла – содержит нерастворимое в данной дисперсионной среде ядро, состоящее из диспергированного твердого вещества (агрегата) с адсорбированными ионами (потенциалопределяющими ионами – ПОИ).

  • По правилу Панета – Фаянса «на поверхности твердого вещества адсорбируются ионы, способные достраивать его кристаллическую решетку, т.е. ионы имеющие общую атомную группировку с агрегатом». Эти ионы и придают поверхности ядра электрический заряд.

  • После возникновения заряда ядро притягивает из раствора ионы с противоположным знаком (противоионы), образуется двойной электрический слой.

  • Часть противоионов прочно притягивается к ядру, образуя адсорбционный слой противоионов.

  • Ядро вместе с адсорбционным слоем называется частицей или гранулой.

  • Гранула характеризуется двойным электрическим слоем, который образуется из потенциалопределяющих ионов и противоионов.

  • Противоионы, которые находятся вне гранулы, образуют диффузный слой противоионов.


1.5 Схема строения мицеллы.
Пример: золь иодида серебра, полученного по реакции взаимодействия АgNO3 и KI при избытке KI.

АgNO3 + KI  АgI + К NO3




1 – агрегат; 2 – потенциалопределяющие ионы; 3 – ядро; 4 – противоины адсорбционного слоя; 5 – противоионы диффузного слоя; 6 – гранула.



1.6 Формула мицелла золя.
Состав мицеллы может быть схематически изображен следующим образом.

«Формула мицеллы золя иодида серебра, полученного в избытке иодида калия»

[m АgI] n I- (n – x) K+ }x- x K+

1 2 3 4
1 – агрегат

2 – потенциалопределяющие ионы (ПОИ)

3,4 – противоионы адсорбционного и диффузного слоев

1,2 – ядро

1,2,3 – гранула

1,2,3,4 – мицелла



  • В квадратные скобки заключен агрегат.

  • Коэффициент m – показывает большое число молекул вещества.

  • В фигурные скобки заключена гранула.

  • Коэффициент n – число потенциалопределяющих ионов.

  • Коэффициент х – число противоионов диффузного слоя.

  • Суммарный заряд противоионов по закону электронейтральности должен быть равен заряду потенциалопределяющих ионов. Поэтому для числа противоионов адсорбционного слоя записывается (n – x).

  • Над фигурной скобкой записывается заряд гранулы,одноименный с зарядом потенциалопределяющих ионов (ПОИ). В рассмотренном примере заряд гранулы х- (отрицательный золь иодида серебра, при электрофорезе частица перемещается к аноду).

  • Если при получении золя АgI в избытке будет нитрат серебра, то формула мицеллы будет выглядеть так:

[m АgI] n Аg+ (n – x) NO3- }x+ x NO3-

Образовался «положительный золь иодида серебра». При электрофорезе частица будет перемещаться к катоду.



  • Золь иодида серебра бывший первоначально а) положительным

б) отрицательным

в изоэлектрическом состоянии записывается так:

а) [m АgI] n I- nK+ }0

б) [m АgI] n Аg+ nNO3- }0

Это наиболее неустойчивое состояние коллоидного раствора.



1.1.6. Ивашев, доц. В.И. Шульженко.роф. , проф. . п.створов: Учебное пособие для студентов.

ебуется уже 56 капель ()ше, чем порг Лабораторная работа «Получение лиофобных коллоидных растворов».


  • Методом диспергирования (адсорбционной пептизации) по реакции взаимодействия FeCl3 + NH4OH получается положительный золь гидроксида железа – Fe(ОН)3.

Избыток реагента FeCl3 является пептизатором и стабилизатором. Скорость пептизации пропорциональна его количеству.

  • Отрицательный синий золь берлинской лазури KFe[Fe(CN)6] получается диспергированием (пептизацией) при обработке промытого рыхлого осадка раствором щавелевой кислоты H2C2O4. Ее избыток является ствбилизатором данного золя.

  • Методом конденсации:

а) замены растворителя – получаются гидрозоли серы и канифоли и органозоль – энтерозоль хлорида натрия. Метод основан на смешивании концентрированного раствора вещества с большим объемом жидкости, в которой это вещество плохо растворимо.

б) химической реакции с образованием трудно растворимых соединений. Метод позволяет получать один и тот же золь, но с разным зарядом частицы в зависимости от избытка того или другого реагента.

Типы химических реакций различны:

- реакцией восстановления получают золь серебра, диоксида марганца;

- реакцией обмена образуется золь иодида серебра, берлинской лазури;

- реакцией обмена с последующим окислением образуется золь серы (стабилизатор сернистая кислота);



- реакцией гидролиза получается золь гидроксида железа (стабилизатор оксохлорид железа FeOCl).

Вопросы для самопроверки

  1. Какие системы называются дисперсными?

  2. Что такое дисперсная фаза и дисперсионная среда?

  3. Какие системы относят к лиофильным или лиофобным коллоидам?

  4. Чем характеризуются лиофобные коллоиды?

  5. Чем характеризуются лиофильные коллоиды?

  6. На какие группы делят дисперсные системы по размерам частиц дисперсной фазы?

  7. Перечислите типы дисперсных систем по агрегатному состоянию, приведите примеры.

  8. Как называются ультрамикрогетерогенные системы с жидкой, твердой, газовой средой?

  9. Как рассчитать суммарную поверхность частиц кубической и сферической формы?

  10. Как рассчитать удельную поверхность частиц (по объему и по массе) для частиц сферической и кубической формы?

  11. Перечислите условия получения коллоидных систем.

  12. На чем основана возможность получения коллоидных систем методами диспергирования и конденсации?

  13. Перечислите диспергационные методы получения коллоидных растворов, приведите примеры.

  14. Перечислите конденсационные методы получения коллоидных растворов, приведите примеры.

  15. Почему электрический метод и метод пептизации относятся к комбинированным методам получения золей?

  16. Перечислите различия в электрических методах получения коллоидов - дуговом и искровом.

  17. Дайте определение пептизации.

  18. Перечислите виды пептизации, приведите примеры золей полученных этим методом.

  19. Что такое диализ? Назовите факторы его ускоряющие.

  20. На чем основаны методы очистки: ультрафильтрация, ультрацентрифугирование, электродиализ?

  21. Сформулируйте правило Панета-Фаянса.

  22. Напишите формулу мицеллы сульфата бария в избытке серной кислоты. Перечислите составные части мицеллы.

  23. Изобразите схему строения мицеллы золя иодида серебра при избытке нитрата серебра.

  24. Что такое изоэлектрическое состояние мицеллы? Напишите формулу мицеллы золя (см. пункт 22) в изоэлектрическом состоянии.

  25. Перечислите золи, полученные вами методом конденсации.

  26. Перечислите золи, полученные вами методом пептизации. Напишите формулы мицелл.

  27. К катоду или аноду при электролизе перемещается частица положительно заряженного золя?



Формулы мицелл коллоидного раствора
Для самостоятельного написания.



Дисперсная фаза

Стабилизатор

1.

Хромат бария BaCrO4

Хлорид бария BaCl

2.

Хромат бария BaCrO4

Дихромат калия K2Cr2O7

3.

Берлинская лазурь (осадок) Fe4[Fe(CN)6]3

Желтая кровяная соль K4[Fe(CN)6]

4.

Тетраамин меди Cu[(NH3)]4

Сульфат аммония (NH4)2SO4

5.

Гексацианферрат меди (ΙΙ) Cu2Fe(CN)6

Желтая кровяная соль K4[Fe(CN)6]

6.

Гексацианферрат меди (ΙΙ) Cu2Fe(CN)6

Сульфат меди CuSO4

7.

Бромид серебра AgBr

Нитрат серебра AgNO3

8.

Иодид ртути (ΙΙ) HgI2

Нитрат ртути (ΙΙ) Hg(NO3)2

9.

Фосфат серебра Ag3PO4

Нитрат серебра AgNO3

10.

Иодид ртути (ΙΙ) HgI2

Реактив Несслера K2[HgI4]

11.

Хромат свинца PbCrO4

Хромат калия K2CrO4

12.

Иодид свинца (ΙΙ) PbI2

Иодид калия KI

13.

Хромат серебра Ag2CrO4

Хромат калия K2CrO4

14.

Сульфид кадмия CdS

Сероводород H2S

15.

Тетратиоцианатокобальтат(ΙΙ) аммония (NH4)2[Co(SCN)4]

Хлорид кобальта CoCl2

16.

Гексанитрокобальтит(ΙΙΙ) серебра(1) калия K2Ag[Co(NO2)6]

Хлорид калия KCl

17.

Диоксид марганца MnO2

Тиосульфат натрия Na2S2O3

18.

Гидроксид алюминия Al(OH)3

Хлорид алюминия AlCl3

19.

Гиддроксид хрома Cr(OH)3

Хлорид хрома CrCl3

20.

Фосфат железа FePO4

Хлорид железа FeCl3

21.

Молибдат железа Fe2(MoO4)3

Молибдат аммония (NH4)2MoO4

22.

Молибдат свинца PbMoO4

Нитрат свинца Pb(NO3)2

23.

Берлинская лазурь (опалесцирующий золь) KFe[Fe(CN)6]

Щавелевая кислота H2C2O4

24.

Фосфат алюминия AlPO4

Хлорид алюминия AlCl3



Решение типовой задачи
Протаргол (защищенный золь серебра) содержит сферические частицы серебра с диаметром 3,210-6 см и кубические с длинной ребра 410-5 см. Определить суммарную и удельную поверхность частиц, если масса (m) диспергируемого серебра составила 2г и плотность его 10,5 г /см3.

Решение.

Проведем расчеты для частиц сферической формы.

1. Рассчитаем число частиц
n =
2. Определим суммарную поверхность

Sсум= n  Sч-ц = n 4r2 = 1,1 1018  4  3,14  (1,6  10-6)2=3,54 106см


3. Удельная поверхность:

Sуд=см-1 (по объему)


Sуд= см2/г (по массе)

Проведем расчеты для кубических частиц.

1. Число частиц:
n =

2.Суммарная поверхность:


Sсум= см2

3.Удельная поверхность:



(по оъему) см-1
(по массе) см2

Задачи для самостоятельного решения
Рассчитайте число образующихся частиц (сферической и кубической формы), их суммарную и удельную площадь, если при дроблении вещества с массой (m) и плотностью () образовались частицы с диаметром (d) и длиной (l).




вещество

m, г

l, см

d, см

, г/см3

1.

Бромид натрия

1

210-6

110-5

2,71

2.

Ацетилсалициловая кислота

2,5

1,810-6

1,410-5

1,32

3.

Глюкоза

0,5

1,310-6

210-7

1,56

4.

Иодид калия

2,6

1,710-5

1,210-6

2,75

5.

Камфара

3

0,510-5

1,910-6

0,99

6.

Лимонная кислота

2,4

1,810-6

210-7

1,54

7.

Сера

1,5

410-5

2,710-6

2,01

8.

Серебро

1,6

310-6

1,510-5

10,5

9.

Золото

3,2

1,110-5

0,910-5

19,3

10.

Фенол

2,3

2,410-5

210-5

1,07

11.

Кофеин

1,3

2,010-6

1,810-6

1,23

12.

Фенол

2,8

1,410-6

2,310-7

1,06

13.

Гексаметилентетрамин

3,2

1,710-6

410-5

1,33

1014.

Амидопирин

1,6

0,310-6

310-6

1,13

15.

Новокаин

1,7

10-6

1,110-6

1,18

16.

Тетрациклин

2,3

10-5

1,910-5

1,03


Занятие 2. Определение порогов коагуляции золя гидроксида железа.
План-конспект теоретической самоподготовки.
2.1. Устойчивость и коагуляция дисперсных систем.


  • Устойчивость дисперсной системы характеризуется неизменностью во времени ее основных параметров – степени дисперсности и равномерности распределения частиц дисперсной фазы в дисперсионной среде.

Различают два вида устойчивости (1920г. Н.П.Песков).

  • Седиментационная устойчивость (sedimentatio (лат.) - осаждение) – устойчивость к осаждению дисперсной фазы в осадок, если плотность частиц больше плотности дисперсионной среды или всплытию, если плотность их меньше.

  • Объясняется этот вид устойчивости:

а) наличием броуновского движения и диффузией, благодаря чему частицы противостоят действию сил тяжести;

б) центробежных сил, способных вызвать выделение мицелл из золя.

  • Седиментационно (кинетически) устойчивыми называют системы, в которых скорость осаждения взвешенных частиц под влиянием силы тяжести настолько мала, что ею можно пренебречь.

  • Агрегативная устойчивость – способность системы сохранять степень дисперсности образующих ее мицелл. Объясняется этот вид устойчивости:

а) наличием у коллоидных частиц одноименных зарядов, что мешает им соединяться в агрегаты;

б) способностью образовываться вокруг коллоидных частиц сольватационных оболочек из молекул растворителя.




  • Факторы, способствующие атрегативной устойчивости.

1.Термодинамические

а) электростатический фактор обусловлен существованием на поверхности частиц дисперсной фазы двойного электрического слоя. Если значение электрокинетического потенциала 70-80 мВ и более, то сталкивающиеся частицы не могут преодолеть электростатический барьер и, столкнувшись, расходятся. Агрегация не происходит;

б) адсорбционно-сольватный фактор обусловлен наличием сольватных оболочек дисперсионной среды на частицах дисперсной фазы, удерживаемых силами адгезии;

в) энтропийный фактор обусловлен диффузией и броуновским движением, в результате которых частицы дисперсной фазы стремятся равномерно распределиться по объему системы.

2. Кинетические факторы

а) структурно-механический фактор обусловлен свойством сольватных оболочек обладать упругостью и повышенной вязкостью, что создает дополнительное отталкивание – расклинивающее давление (1935г. Б.В.Дерягин).

б) гидродинамический фактор обусловлен вязкостью дисперсионной среды, которая способствует замедленному движению частиц.


Агрегация может происходить в виде коагуляции флокуляции.

  • Флокуляция – образование рыхлых хлопьевидных агрегатов под влиянием флокулянтов (пектины, крахмал, кремниевая кислота и др.).

  • Коагуляция – слипание (агрегация) частиц дисперсной фазы в результате уменьшения связи частиц с окружающей их дисперсионной средой.

  • Факторы, вызывающие коагуляцию:

-механическое воздействие (встряхивание, интенсивное перемешивание)

-добавление электролитов, неэлектролитов

- сильное охлаждение или нагревание

-пропускание электрического тока

-длительный диализ

-действие лучистой энергии

-химические изменения («старение»), протекающие в золе в процессе хранения.

Стадии коагуляции различают по виду и скорости:



  • скрытая коагуляция, когда внешние изменения в золе не наблюдаются невооруженным глазом. Величина электрокинетического потенциала при этом находится в пределах 70 ÷ 25 мВ.

  • явная коагуляция, когда процесс агрегации приводит к видимым изменениям цвета, помутнению, выпадению рыхлого осадка (коагулята). Величина электрокинетического потенциала при этом 25 ÷ 0 мВ.

  • медленная коагуляция, когда не каждое столкновение мицелл заканчивается агрегированием. Для него требуется время. При этом электрокинетический потенциал 70 ÷ 0мВ.

  • быстрая коагуляция, когда каждое столкновение частиц приводит к их агрегации (объединению). Быстрая коагуляция наблюдается при электрокинетическом потенциале равном 0 мВ.

  • Процесс обратный коагуляции называется пептизацией (происходящей из рыхлых осадков).



страница 1 страница 2


Смотрите также:





      следующая страница >>

скачать файл




 



 

 
 

 

 
   E-mail:
   © zaeto.ru, 2019