
- •Лекция 1 введение. Классификация дисперсных систем
- •§ 1. Предмет коллоидная химия
- •§ 2. Количественные характеристики дисперсных систем
- •§ 3. Классификация дисперсных систем
- •1. Классификация по дисперсности (по размеру частиц):
- •2. Классификация по фракционному составу частиц дисперсной фазы.
- •3. Классификация по концентрации частиц дисперсной фазы.
- •4. По характеру взаимодействия дисперсионной фазы с дисперсионной средой.
- •5. По характеру распределения фаз.
- •§4. История развития коллоидной химии
- •§5. Современное состояние коллоидной химии. Основные направления
- •Лекция 2 Молекулярные взаимодействия и особые свойства поверхностей раздела фаз
- •§ 1. Граница раздела фаз и её силовое поле
- •§2. Поверхностное натяжение
- •§3. Основы термодинамики поверхностных явлений
- •§ 4. Смачивание
- •§ 5. Капиллярность. Капиллярное давление
- •§ 6. Изменение уровня жидкостей в капиллярах.
- •§ 7. Химический потенциал и давление пара у искривленных поверхностей.
- •§ 8. Методы определения поверхностного натяжения
- •Лекция 3, 4 Адсорбционные слои и их влияние на свойства дисперсных систем. Термодинамика молекулярной адсорбции из раствора
- •§ 1. Введение
- •§2. Уравнение адсорбции Гиббса.
- •§3. Поверхностная активность.
- •§ 4. Поверхностно-активные вещества
- •2). Разнообразные по природе вещества, поверхностно-активные на различных границах раздела конденсированных фаз (твердое тело—жидкость, жидкость — жидкость).
- •3).Поверхностно-активные вещества, обладающие способностью к образованию гелеподобных структур, т. Е. В известной мере твердообразных, в адсорбционных слоях и в объемах фаз.
- •§5. Термодинамика молекулярной адсорбции из раствора
- •§6. Правило уравнивания полярности Ребиндера.
- •§7. Уравнение изотермы мономолекулярной адсорбции Ленгмюра.
- •§8. Связь уравнения Ленгмюра с уравнением изотермы Шишковского.
- •Лекция 5 лиофильные дисперсные системы
- •§1. Лиофильные дисперсные системы
- •§2. Солюбилизация
- •§ 3. Микроэмульсии
- •§ 1. Электрокинетические явления в коллоидных системах
- •§ 2. Электрокапиллярные явления
- •§ 3. Строение дэс
- •§ 4. Строение мицелл в гидрофобных коллоидных системах.
- •§ 5. Электрический потенциал в дэс. Электрокинетический потенциал.
- •§ 6. Влияние индифферентных и неиндифферентных электролитов на электрокинетический потенциал и заряд коллоидных частиц. Перезарядка частиц.
- •1. Седиментационная устойчивость дисперсных систем
- •2. Агрегативная устойчивость коллоидных растворов. Коагуляция
- •Правила коагуляции
- •3. Кинетика коагуляции электролитами
- •Быстрая коагуляция
- •Медленная коагуляция
- •Факторы устойчивости лиофобных золей
- •Теория устойчивости лиофобных золей — теория длфо (физическая теория)
- •4. Виды коагуляции электролитами
- •5. Коагуляция смесью электролитов
- •6. Защита коллоидных частиц
- •7. Сенсибилизация
- •8. Гетерокоагуляция и гетероадагуляция
- •9. Устойчивость различных систем
- •Лекция 11, 12 Структурообразование, реологические и структурно-механические свойства дисперсных систем
- •1. Коагуляционные структуры
- •Тиксотропия
- •Синерезис
- •Набухание
- •2. Конденсационно-кристаллизационные структуры
- •3. Структурно-механические свойства дисперсных систем
- •Свободнодисперсные (бесструктурные) системы
- •Жидкообразные структурированные системы
- •Твердообразные структурированные системы
Жидкообразные структурированные системы
При
наличии структуры взаимодействием
между частицами дисперсной фазы
нельзя пренебречь. Прилагаемое
напряжение сдвига не только заставляет
жидкость течь, но и может разрушать
существующую в ней структуру. Это
неизбежно должно приводить к нарушению
пропорциональности между прилагаемым
напряжением Р
и
скоростью деформации ˙γ, вязкость
системы η становится величиной,
зависящей от Р.
Следовательно,
для таких жидкостей законы Ньютона,
Пуазейля и Эйнштейна не выполняются.
Такие жидкости называются неньютоновыми
жидкостями.
Для описания связи между скоростью деформации γ и прилагаемым напряжением сдвига Р обычно используют эмпирическое уравнение Оствальда-Вейля:
P = kγn или η= kγ(n-1) (4)
где k и n— постоянные, характеризующие данную жидкообразную систему.
При n = 1 и k = η уравнение (4) превратится в уравнение Ньютона. Таким образом, отклонение величины п от единицы характеризует степень отклонения свойств неньютоновых жидкостей от ньютоновых. При n < 1 ньютоновская вязкость уменьшается с увеличением напряжения и скорости сдвига. Такие жидкости называются псевдопластическими.
При n > 1 ньютоновская вязкость жидкости увеличивается при увеличении напряжения и скорости сдвига. Такие жидкости называются дилатантными.
На рис. представлена кривая течения псевдопластической жидкости. На кривой имеются три характерных участка. На участке I(ОА) система ведет себя подобно ньютоновой жидкости с большой вязкостью η max = ctg α1 .Такое поведение системы объясняется тем, что при малых скоростях течения структура, разрушаемая приложенной нагрузкой, успевает восстанавливаться. Такое течение называется ползучестью.
Ползучесть — это медленное течение с постоянной вязкостью без прогрессирующего разрушения структуры.
Для слабоструктурированных систем участок I обычно небольшой и его практически невозможно обнаружить. Для сильноструктурированных систем область значений Р, при которых наблюдается ползучесть, может быть весьма значительной. Напряжение Рк соответствует началу разрушения структуры.
На участке II (АВ) зависимость˙γ от Р теряет линейный характер, при этом вязкость уменьшается. Это уменьшение связано с разрушением структуры. В точке В структура практически полностью разрушена. Напряжение, отвечающее этой точке, называется предельным напряжением сдвига Рm . При напряжениях Р > Рm, когда структура системы разрушена, система течет подобно ньютоновой жидкости, имеющей вязкость η max = ctg α2.
Напряжение Рт называется пределом текучести — это минимальное напряжение сдвига, при котором ползучесть системы переходит в течение. Чем прочнее структура, тем выше предел текучести. Расход жидкости в единицу времени Q, протекающей через трубу при Р < Pm можно рассчитать по уравнению Бингама:
Q = (k/η*пл)( Р- Рт) (5)
Где η*пл — пластическая вязкость, она характеризует способность структуры к разрушению при изменении нагрузки, т. е. ηпл = f(P).
Прочность структуры оценивается не только пределом текучести, но и разностью ηmax - ηmin. Чем больше эта разность, тем прочнее структура. Значения и ηmax и ηmin могут различаться на несколько порядков. Так, для суспензии бентонитовой глины ηmax = 106 Па с, a ηmin = 10-2 Па с.