Устойчивость и Коагуляция коллоидных растворов

Под устойчивостью дисперсной системы понимают постоянство во времени ее состояния и основных свойств: дисперсности, равномерного распределения частиц дисперсной фазы в объеме дисперсионной среды и характера взаимодействия между частицами.

Виды устойчивости

1. Фазовая – сохранение структуры и прочности частиц дисперсной фазы во времени.

2. Седиментационная – устойчивость по отношению к силе тяжести. Она позволяет системе сохранять равномерное распределение частиц в объеме, т.е. противостоять действию силы тяжести и процессам оседания или всплывания частиц.

Нарушение седиментационной устойчивости может быть вызвано:

А) седиментацией или всплыванием грубодисперсных частиц. Если плотность дисперсионной среды превышает плотность дисперсной фазы, то наблюдается всплывание частиц, в противном случае идет оседание частиц. Высокая дисперсность и участие частиц дисперсной фазы в броуновском движении являются основными условиями сохранения этого вида устойчивости.

Скорость оседания частиц рассчитывается по формуле

где r – радиус частиц дисперсной фазы; ρ – плотность материала частиц; ρ₀ – плотность дисперсионной среды; g – гравитационная постоянная (9,8 м/с²); η – вязкость дисперсионной среды.

Б) оствальдовским созреванием – «поеданием» мелких частиц крупными. Основано на эффекте Томсона – давление насыщенного пара над мелкими частицами больше, чем над крупными.

В) потерей агрегативной устойчивости в результате объединения частиц.

Повышению седиментационной устойчивости способствуют увеличение вязкости среды и температуры.

3. Агрегативная – способность противостоять агрегации частиц. При потере агрегативной устойчивости может наблюдаться коагуляция или коалесценция.

Коагуляция– процесс слипания частиц, образование более крупных агрегатов с потерей седиментационной и фазовой устойчивости и последующим разделением фаз – разрушением дисперсной системы.

Коалесценция – слипание капелек жидкой дисперсной фазы.