Возможны два разных процесса уменьшения поверхностной энергии дисперсной системы:

- Укрупнение дисперсных частиц, приводящее к увеличению их размера (σ = const). Этот процесс называют коалесценцией (слиянием).

Он характерен для систем с жидкими или газообразными частицами.

- Уменьшение удельной поверхностной энергии (поверхностного

натяжения, d = const). Соответствующий процесс называется коагуляцией. Он заключается в образовании агрегатов из многих дисперсных частиц, разделенных тонкими прослойками дисперсионной среды. Коагуляция характерна для систем с твердыми частицами

2) Седиментационная неустойчивость. Вызывается различием

плотностей веществ дисперсной фазы и дисперсионной среды (ρ0). Это различие приводит к постепенному оседанию (седиментации) более крупных частиц (если ρd > ρ0) или их всплыванию (если ρd < ρ0).

Размер дисперсных частиц влияет на агрегативную и седиментационную устойчивости противоположным образом. Чем выше степень дисперсности (меньше размер частиц), тем сильнее проявляется их агрегативная неустойчивость, однако растет их устойчивость по отношению к седиментации.

3) Фазовая неустойчивость. Имеется в виду изменение структуры

частиц при сохранении их размеров. Например, при синтезе коллоидных растворов металлов, оксидов и гидроксидов дисперсные частицы обычно аморфны, а со временем внутри частиц может происходить энергетически выгодный процесс кристаллизации.

4) Поверхностная неустойчивость. Ее причины различны.

Например, ПАВ с большой молекулярной массой (белки) медленно диффундируют из объема дисперсионной среды на поверхность частиц и со временем образуют адсорбционный слой. Другой возможный механизм – растворение вещества дисперсных частиц в

дисперсионной среде. Оно обусловливает несколько процессов:

- изменение химического состава раствора вблизи поверхности частиц и изменение строения ДЭС; - изменение микрорельефа твердой поверхности и, как следствие, изменение краевых углов смачивания.

Воздействия на дисперсные системы,которые могут снизить их агрегативную и едиментационную устойчивости, а также вызвать протекание структурных и химических превращений с участием веществ, образующих дисперсную фазу и дисперсионную среду.

Среди таких воздействий можно выделить:

-изменение состава дисперсной системы (разбавление, концентрирование, введение электролитов и иных веществ).

-механическое воздействие (интенсивное встряхивание, растирание, перемешивание, ультразвуковое воздействие, центрифугирование, действие магнитного поля и др.).

-термическое воздействие (нагревание или охлаждение).

-действие излучений (рентгеновское, видимое, ультрафиолетовое, радиочастотное)

Коагуляция гидрофобных золей электролитами

•Введение электролитов в гидрозоли может приводить к уменьшению или полной нейтрализации заряда коллоидных частиц, что ослабляет их электростатическое отталкивание, способствует сближению и агрегации. Однако механизм электролитной коагуляции может быть

•различен. Было обнаружено, что электролиты существенно различаются по способности вызывать коагуляцию золей. По механизму изменения

•заряда коллоидных частиц электролиты делятся на

индифферентные и неиндифферентные

Индифферентные (от лат. indifferens – безразличный) электролиты не способны прочно адсорбироваться на поверхности агрегата. Они вызывают концентрационную

коагуляцию.

Такая ситуация обычно реализуется, когда коллоидная частица имеет значительный заряд, а ионы, входящие в состав электролита, не являются

идентичными с ионами, образующими адсорбционные слои. В этом случае основное действие вводимого электролита заключается главным образом в увеличении ионной силы дисперсионной среды. Согласно теории Дебая – Хюккеля, это приводит к сжатию ионной атмосферы

коллоидной частицы, что вызывает увеличение вероятности проникновения противоионов из диффузного слоя в адсорбционный. В результате данного процесса заряд коллоидной частицы, и, следовательно, ζ-потенциал уменьшается.

Электролиты называют неиндифферентными по отношению к данному гидрозолю, если они способны прочно адсорбироваться на поверхности агрегата либо за счет достройки

кристаллической решетки либо за счет замещения потенциалопределяющих ионов. Очевидно, что это приведет к изменению как ζ-, так и φ-потенциалов. Данный механизм реализуется лишь тогда, когда заряд коллоидной частицы невелик. При этом может происходить нейтрализация заряда коллоидной частицы, поэтому коагуляцию называют

нейтрализационной или адсорбционной

Какие электролиты (индифферентные или неиндифферентные) в большей степени влияют на устойчивость гидрозолей?

Введение любого электролита приводит к увеличению ионной силы и, следовательно, к сжатию ДЭС. При небольших концентрациях индифферентного электролита его влияние обычно невелико. Иная ситуация типична для неиндифферентных электролитов – уже небольшое его количество способно вызвать существенное изменение строения ДЭС. Коагулирующее действие электролитов определяется прежде всего величиной заряда, электронной структурой и размером тех ионов, знак которых противоположен знаку заряда коллоидных частиц.

Структурированные дисперсные системы

•Коагуляционные структуры обычно возникают в результате потери агрегативной устойчивости дисперсных систем. Например, гелеобразование – это переход коллоидной системы из свободнодисперсного состояния (золя) в связнодисперсное состояние (гель). При этом процессе только часть поверхности частиц теряет стабильность и слипается. В результате частицы образуют пространственную сетку, в петлях которой находится дисперсионная среда. Наличие такой жидкостной прослойки между частицами обуславливают меньшую прочность структуры, но зато придают ей пластичность, а в некоторых случаях и эластичность