27. Разрушение дисперсных систем

Для коллоидных систем введены понятия о кинетиче­ской и агрегативной устойчивости.

Под кинетической устойчивостью понимают способ­ность частиц коллоидного раствора находиться во взвешен­ном состоянии даже при существенном различии в плот­ностях дисперсионной среды и дисперсной фазы. Кинетиче­ская устойчивость свойственна сильно разбавленным раст­ворам и очень высокодисперсным золям.

Агрегативная устойчивость — способность системы сохранять свою степень дисперсности. Устойчивость кол­лоидных растворов связана с наличием одноименного заряда у коллоидных частиц. Двигаясь, частицы сближаются, при этом проявляются действие отталкивания одноименных ядер частиц и действие притяжения за счет межмолеку­лярных сил. В зависимости от того, какие силы преобла­дают, система либо устойчива, либо частицы дисперсной фазы слипаются и укрупняются.

Устойчивость коллоидных растворов можно повысить введением стабилизаторов. В качестве стабилизаторов используют высокомолекулярные соединения, такие, как белки, поверхностно-активные вещества и т.д. Стабилиза­торы адсорбируются в поверхностном слое частиц и как бы придают золю свойства раствора использованного стабилизатора.

Под воздействием различных факторов коллоидные рас­творы способны разрушаться. Разрушение может сопровож­даться слипанием отдельных частиц с образованием круп­ных агрегатов. Такой процесс разрушения коллоидного рас­твора называется коагуляцией. Коагуляция нарушает агрегативную устойчивость коллоидного раствора, крупные агрегаты частиц легко седиментируют под действием гравитационных сил.

Причиной коагуляции могут быть самые разнообразные факторы: изменение температуры и концентрации кол­лоидного раствора, его старение, механические воздействия, введение в раствор золей с противоположным знаком за­ряда, добавление электролитов. Наибольшее практическое значение имеет последний фактор.

При введении в золь электролита (коагулянта) коа­гулирующее действие оказывает ион, имеющий противо­положный заряд: для отрицательно заряженных золей — катион, для золей с положительным зарядом частицы — анион. Наименьшая концентрация электролита, вызываю­щая коагуляцию, называется порогом коагуляции. Чем вы­ше заряд коагулирующего иона, тем ниже его пороговая концентрация. Коагуляция золя происходит при достижении в растворе критической величины ξ - потенциала, т.е. еще до достижения системой изоэлектрического состояния.

При определенных условиях процесс коагуляции может оказаться обратимым, и образовавшийся коагулят вновь может перейти в золь. Этот процесс называет пептизацией. Пептизация тем вероятнее, чем выше гидрофильность осаж­денного золя, и легче происходит в свежеосажденной систе­ме с рыхлой структурой осадка. Причиной пептизации мо­жет быть введение в систему электролита с потенциалообразующими ионами, которые, адсорбируясь на частицах осадка, сообщают им заряд. В такой системе возрастает ξ -потенциал, одноименно заряженные частицы отталкива­ются друг от друга и начинают переходить в раствор.