31. Лиофобты жүйелер коагуляциясының Дерягин –Ландау-Фервей-Овербек (длфо) теория негіздері.

ДЛФО) теорияң артықшылығы қандай?

Тұрақтылықтың қазіргі теориясын ресейлік ғалымдар Б.В.Дерягин және Л.Д.Ландау, сәл кейінірек голландиялық ғалымдар Фервей мен Овербек жасаған. Сондықтан тұрақтылықтың қазіргі теориясын осы ғалымдардың фамилияларының бас әріптерімен атап ДЛФО теориясы деп атайды.

Дисперстеуші ортадағы екі коллоидтық бөлшек бір біріне жақындағанда алғашқы кезде оларды сұйықтықтың қалың қабаты бөліп тұрады; ол қабат біртіндеп жұқара береді де, нәтижесінде өте жұқа қабатқа айналады.

Зерттеулер бөлшектердің өзара жақындағанда жұқа қабаттың жұқаруы одан сұйықтықтың шығып кетуінен болады. Сұйық қабат айтарлықтай жұқа болғанда (оның қалыңдығы 100-200 нм-ден аз болғанда), ондағы сұйықтықтың қасиеттері қоршаған көллемдегі сұйықтық қасиеттерінен өте күшті өзгере бастайды. Осы кезде қабатта қосымша қысым пайда болады, оны Б.В.Дерягин «сыналық қысым» деп атады.

Дисперстік жүйелердің тұрақтылық теориясының негізгі мәселесі дисперстік бөлшектердің бірігуінің себептері мен механизмін анықтауда және агрегацияға кедергі жасайтын факторларды анықтауда.Мұндай теорияны гидрофобты кірнелер үшін 1940 ж. Б.В.Дерягин мен Л.Д.Ландау, кейінірек 1946 ж.Э.Фервей мен Т.Овербек ұсынды.Әдебиетте бұл теория ДЛФО (DLVO)теориясы деп аталады.

Күштердің қатынасына байланысты коллоидтық ерітіндінің тәртібі екі түрлі болуы мүмкін.

1.Егер тартылу күші басым болса,дисперстік бөлшектер бір біріне жақындайды,олардың арасында контакт пайда болып,бөлшектер ірі агрегатқа бірігеді,яғни мұндай жағдайда коагуляция процесінің элементтік акті орындалады.

2.Егер электрстатикалық күш басым болса,бөлшектер бірігетіндей қашықтыққа жақындай алмайды да коагуляция жүрмейді.

Яғни ДЛФО теориясында дисперсті жүйенің тұрақтылығын қамтамасыз ететін негізгі фактор болып дисперстік бөлшектердің электрстатикалық тебілуі болып табылады.

Коагуляция жағдайын есептеу үшін қосымша шарттар қабылданады. Бірінші- бөлшектердің формасы призмалық және олар қалыңдығы болатын жазық параллель қабыршықпен бөлінеді.Екіншісі –бөлшектер қабыршыққа қатысты перпендикуляр бағытта қозғалады және бөлшектерге жоғарыдағы екі күш ғана әсер етеді.Яғни броундық қозғалыс ескерілмейді. Тұрақтылық шарттарын есептеу үшін тартылу және тебісу күштерінің орнына олардың энергияларын алған қолайлы.

Дисперсиялық әрекеттесу энергиясы (U_d ,Дж/м² ) Гамакер теңдеулерімен анықталады:

мұндағы Гамакердің күрделі константасы, - бөлшектердің арақашықтығы;«минус» белгісі дисперсиялық күштердің әсерінен бөлшектердің тартылуын көрсетеді.

Электрстатикалық әрекеттесу энергиясы жұқа қабыршықтағы қарсы иондар диффузиялық қабаттарының айқасу нәтижесінде пайда болады. Бұл энергияның шамасы

теңдеуімен анықталады.

Дисперстік бөлшектердің толық әрекеттесу энергиясы келесі теңдеумен анықталады:

Тебілу мен тартылу күштерінің белгілері және олардың сұйық қабыршық қалыңдығына тәуелділіктері әртүрлі.Тебілу күші экспоненциалды заңға, ал тартылу күші – дәрежелік заңға сәйкес өзгереді. Сондықтан аз қашықтықта тартыл басым жүреді .Үлкен қа шықтықтарда да тартылу басым болады, себебі дәрежелік функциясы экспонентаға қарағанда баяу кемиді.Орташа қа шықтықтарда қисығында максимум (M нүктесі) пайда болады.Ол бөлшектердің жақындауы мен бірігуіне кедергі жасайтын энергиялық (потенциалды) тосқауылды құрайды.Бұл тосқауылдың биіктігі неғұрлым үлкен болса,соғұрлым коллоидтық ерітіндінің агрегаттық тұрақтылығы жоғары болады.

Дерягиннің анықтамасы бойынша қабаттағы қысым төмендесе оң таңбалы болады, ол қабаттан сұйықтықтың шығып кетуіне кері әсер етеді, яғни коллоидтық бөлшектердің бірігуіне кедергі жасайды. Сол себептен «сыналық қысым» деп атаған, яғни бөлшектерді біріктірмей қозғалтады, сыналайды. Сыналық қысымның таңбасы теріс болуы мүмкін, яғни қабатта қысым көбейеді, ол қабаттан сұйықтықтың шығып кетуін жылдамдатады және бөлшектердің бірігуін де жылдамдатады.

Осы жұқа қабатта сыналық қысымның пайда болуына негізінен екі фактор әсер етеді:

1. Қабаттағы электростатикалық әрекеттесу – ол энергиясы U_тб>0 тебілу күштері

2. Энергиясы U_тр˂0 ван-дер-ваальстік тартылу күштері

Бөлшекаралық әрекеттесудің шешуші энергиясы U деп екі құрамдастың сомасы (қосындысы) ретінде анықталады.