40.Вопрос

Устойчивость и коагуляция лиофобных дисп.систем по теории ДЛФО. Природа сил притяжения и отталкивания м/у частицами. Изменение этих сил с расст-м. потенциальные кривые, энергетич.барьер, ближняя и дальняя агрегация.

В теории ДЛФО рассматривается совместное действие нескольких составляющих поверхностной энергии. Важнейшие составляющие -силы притяжения и электростатические силы отталкивания между частицами. В зависимости от баланса этих сил между частицами возникает либо положительное (препятствующее соединению) либо отрицательное (способствующее утончению прослойки жидкости) расклинивающее давление. Возможность сближения частиц в элементарн.акте опред-ся высотой барьера и глубиной энергетич.ям. Различ-т 3 случая:

1)Высота барьера и глубина минимума невелики→частицы сближ-ся за счет кинетич.энергии дл миним.расст-я, возникает ближнее взаимодействие, система не устойчива, наблюд-ся необратимая коагуляция; 2)Высота барьера велика, глубина минимума маленькая→частицы расход-ся без взаимод-вия, образ-ся агрегативн.устойч.система, коагуляция не происх-т; 3)Глубина минимума велика, то независ-мо от высоты барьера наблюд-ся дальнее взаимод-ие, образ-ся «гибкая» связь, частицы не могут ни разойтись, ни прибли-ся вплотную. Система сохр-т свою дисперсность, золь может превратиться в полную структурн.систему.

41. Вопрос

Зависимость скорости коагуляции от конц-ии электролита, быстрая и медленная коагуляция. Константы скорости быстрой и медленной коагуляции.

Под быстрой коагуляцией понимают такую коагуляцию, при кот. все сближения частиц, находящихся в броуновском движении, кончаются слипанием. При медленной коагуляции вследствие того, что на поверх-ти кол.частиц частично сохранился ДЭС, сольватн.оболочка и т.д, слипание частиц происходит лишь в рез-те особо удачных сближений.

При быстрой коагуляции агрегация идет т.о., что первонач.одинарн.частицы сталкив-ся, образуя 2-ые, 3-ые и т.д частицы.

Обозначая ч/з ₁, ₂, ₃… - числен.конц-ии частиц, состоящих из 1-ой, 2-х, трех и т.д первонач.частиц, можно записать, что в начале, когда время t=0 ₁=₀ и ₂=₃=…=_n=0 по истечении времени t =_t=₁+₂+₃+…, где -конечная числен.конц-я. При этом очевидно будет соблюд-ся неравн-во ₀.

Коагуляция приравнивается к р-м 2-го порядка ; k – конст, харак-т вероятность сближения частиц(k=4Дl;)l-критич.расст-е.(знак минус перед производной стоит, потому что с теч.времени числен.конц-я падает.)

; -время половинной коагуляции, l=2.3·r.

Коагуляция начинается с расст-я, близком к 2r.

; W-коэф.замедления коагуляции(ф-р усточивости)показ-т во скок раз уменьш-ся скорость процесса по сравн-ю с быстр.коагуляцией; a-радиус сферич.частицы; k-параметр Дебая(обр.толщина диф.слоя); U-высота энергетич.барьера.

Коагуляция резко замедл-ся с ростом высоты энергетич.барьера U, а также с увелич-м толщины диф.слоя и с уменьш-м радиуса частицы.

42Вопрос

. Кинетика коагуляции по Смолуховскому. Вывод уравнения для конц-ии частиц

Основные положения, из кот.исходил Смолуховский, сводятся к тому, что м/у частицами золя действуют силы притяжения и отталкивания, последние ослабевают при введении электролита и при конц-ии элек-та, вызывающей быстр.коагуляцию, исчезают вовсе. Дальнейшее прибавление электролита не может ускорить коагуляцию. Частицы такого астабилизированного золя при сближении в процессе броуновского движения на достаточно близкое расст-е слип-ся под давл-м сил молек.притяжения, образуя агрегат, кот.совершает в дальнейшем броун.движение как одно целое.

Смолуховский при создании своей теории принимал, что скорость быстрой коагуляции, т.е измен-е численной конц-ии золя от интен-ти броун.движения, харак-щейся коэф.броун.диффузии частиц и от критич.расст-я, на кот.должны приблиз-ся друг к другу центры двух частиц, чтобы произошло слипание частиц.

При быстрой коагуляции агрегация идет т.о., что первонач.одинарн.частицы сталкив-ся, образуя 2-ые, 3-ые и т.д частицы.

Обозначая ч/з ₁, ₂, ₃… - числен.конц-ии частиц, состоящих из 1-ой, 2-х, трех и т.д первонач.частиц, можно записать, что в начале, когда время t=0 ₁=₀ и ₂=₃=…=_n=0 по истечении времени t =_t=₁+₂+₃+…, где -конечная числен.конц-я. При этом очевидно будет соблюд-ся неравн-во ₀.

Коагуляция приравнивается к р-м 2-го порядка . По Смолуховскому, константу k зависящую от скорости броун.диф-ии и расст-я можно выразить k=4Дl.

Придав ур-ю 2го порядка вид . Проинтегрировав , получим , откуда числен.конц-я . Вводя время половин.коагуляции , можно записать , тогда осн.уравнение выглядит так: .