39. Кинетическая и агрегативная устойчивость коллоидных систем.

Кинетическая устойчивость связана с тем, что в коллоидных системах явлению седиментации противодействует тепловое движение частиц дисперсной фазы (броуновское движение) обусловленное ударами молекул дисперсионной среды и малым размером самих частиц. Благодаря этому в коллоидных системах частицы сохраняются во взвешенном состоянии даже при значительном различии плотностей дисперсионной среды и частиц дисперсной фазы.

Агрегативная устойчивость выражает собой способность коллоидной системы сохранять свою степень дисперсности. Агрегативная устойчивость (в отношении коагуляции) обусловлена наличием у частиц дисперсной фазы электрического заряда и сольватной (в частном случае — гидратной) оболочки. В сравнительно устойчивых коллоидных системах частицы дисперной фазы, в результате взаимодействия с молекулами или ионами окружающей среды, обычно приобретают электрические заряды, различные по величине, но одинаковые по знаку для всех частиц дисперсной фазы в данной системе. Это легко обнаружить при действии постоянного электрического поля на коллоидную систему, так как все частицы дисперной фазы перемещаются при этом к одному из электродов. Это не означает, что система в целом является заряженной. В целом система нейтральна, так как заряды частиц уравновешиваются зарядом ионов противоположного знака, находящихся в окружающей среде.

Причина приобретения частицами заряда одинакового знака заключается большей частью в преимущественной адсорбции ими ионов одного вида. При изменении средней величины заряда частиц изменяется и степень дисперсности коллоида. Уменьшение величины заряда способствует укрупнению частиц. Чувствительность различных коллоидов к изменению величины заряда различается в широких пределах.

Существование зарядов у частиц сильно влияет на многие свойства коллоидных систем, в частности на их устойчивость. Оно препятствует слипанию их в более крупные агрегаты и делает коллоидную систему более устойчивой. К тому же именно приобретение частицами заряда сильно способствует их сольватации и этим в свою очередь стабилизирует их. Повышение лиофильности приводит к тому, что роль заряда частиц относительно понижается вследствие усиления роли сольватации частиц.

40. Нарушение устойчивости гидрофобных коллоидов. Правила значимости и валентности.

Устойчивость характеризуется длительностью нахождения системы в неизменном состоянии.

Под агрегативной устойчивостью понимают способность частиц дисперсной фазы оказывать сопротивление их слипанию и тем удерживать определенную степень дисперсности.

Под кинетической устойчивостью понимается способность дисперсных частиц удерживаться во взвешенном состоянии под влиянием броуновского движения.

Агрегативная и кинетическая устойчивость взаимосвязаны. Чем больше агрегативная устойчивость системы, тем больше ее кинетическая устойчивость.

Коллоидные растворы представляют собой гетерогенные системы, что и служит одной из причин их неустойчивости. Кол­лоидные растворы обладают большой свободной энергией поверхности и в соответствии со вторым началом термодинамики стремятся к равновесному состоянию, характеризующемуся разделением сис­темы на две фазы, имеющие минимальные межфазовые поверх­ности и, следовательно, минимальную свободную поверхност­ную энергию. Уменьшение свободной поверхностной энергии достигается за счет сокращения удельной поверхности коллоидных частиц, что происходит при их объединении. Процесс объединения коллоидных частиц в более крупные агрегаты, и в конечном итоге выпадение их в осадок, называется коагуляцией.

Коагуляцию вызывают различные факторы: механическое воздействие, изменение температуры, излучение, добавление электролита, время (старение), концентрация дисперсной фазы.

Было установлено, что коагуляцию гидрофобных (лиофобных) коллоидов вызывают ионы, противоположно заряженнные по отношению к заряду коллоидных частиц, и коагулирующая сила ионов тем больше, чем выше валентность этих ионов. Это правило получило название "правило значности и валентности" или правило Шульце-Гарди.

Кроме того коагулирующая сила возрастает по мере уменьшения гидратированности иона-коагулятора.