Теории устойчивости и коагуляции

Факторы устойчивости дисперсных систем

1. термодинамические – способствуют снижению поверхностного натяжения.

а) электростатический – способствует созданию электростатических сил отталкивания, возрастающих при увеличении потенциала поверхности частиц;

б) адсорбционно-сольватный – приводит к уменьшению межфазного натяжения и снижении энергии Гиббса поверхности раздела.

в) энтропийный – является дополнительным к двум первым факторам и действует в высокодисперсных системах, частицы дисперсной фазы которых участвуют в броуновском движении. Он способствует равномерному распределению частиц по объему системы.

 

2. кинетические – снижают скорость коагуляции.

а) структурно-механический – связан с образованием на поверхности частиц защитных пленок, обладающих упругостью и механической прочностью, стойких к разрушению.

б) гидродинамический – снижает скорость агрегации при изменении вязкости среды, плотности дисперсной фазы и дисперсионной среды.

 

1. адсорбционная теория коагуляции Фрейндлиха

Предполагал, что при коагуляции золей ионы-коагуляторы адсорбируются коллоидными частицами в соответствии с изотермой адсорбции по форме подобной параболе. Коагуляция наступает при одинаковом понижении электрокинетического потенциала (ξ-потенциала), которое достигается при адсорбции эквивалентных количеств различных ионов.

2. электростатическая теория коагуляции Мюллера

Введение электролита в золь не изменяет общего заряда в двойном слое частицы, а вызывает сжатие диффузного слоя. Уменьшение толщины ионной атмосферы приводит к снижению ξ-потенциала что и уменьшает стабильность золя.

3. теория устойчивости гидрофобных дисперсных систем ДЛФО (Дерягин, Ландау, Фервей, Овербек)

Между любыми частицами при их сближении возникает расклинивающее давление разделяющей жидкой прослойки в результате действия сил притяжения и отталкивания. Состояние системы зависит от баланса энергии притяжения и отталкивания. Преобладание энергии отталкивания приводит к устойчивости системы. Наблюдается положительное расклинивающее давление. Преобладание энергии притяжения вызывает нарушение агрегативной устойчивости, т.е. коагуляцию за счет создания отрицательного расклинивающего давления.

Составляющие расклинивающего давления имеют различную природу:

- электростатическую, обусловленную взаимным перекрыванием ДЭС (двойного электрического слоя);

- адсорбционную, связанную с адсорбцией молекул стабилизатора;

- структурную, возникающую при образовании граничных слоев растворителя и обусловливающую создание адсорбционно-сольватного барьера в лиофильных системах;

- молекулярную, обусловленную ван-дер-ваальсовыми силами притяжения.

Первые три составляющие вносят положительный вклад в расклинивающее давление, молекулярная составляющая – отрицательное.