Устойчивость дисперсных систем

1.Седиментационная устойчивость. определяется способностью противостоять оседанию частиц. На частицы дисперсной фазы действуют гравитационная сила,которая вызывает оседание частиц в противодействии этой силы зависит от раствора частиц. Для относительно крупных частиц это сила трения.для мелких-диффузия. Основными условиями этой устойчивости –высокая дисперсность и участие частиц дисперсионной фазы в броуновском движении.

2.Агрегативная устойчивость -это способность дисперсной системы противостоять агрегации частиц. Они делятся они делятся на 2 класса:-термодинамически устойчивые такие системы диспергируются и сущ.без стабилизаторов(G>0);-термодинамически нейстойчивые(G<0).Факторы устойчивости:термодинамические:-избыток поверхностной энергии;электростатические,они способствуют созданию электростатических сил отталкиваия,которые возрастают при увеличении пси и дзета потенциалов.адсорбционно-сорбатный.он приводит к уменьшению межфазного натяжения и снижениию энергии гибса,энтропийный-действ.в высокодисперсных системах,ч-цы которых участвуют в броуноском движении.Кинетические:-1структурно-механические,они связаны с образованием на поверхности частиц защитных пленок,обладающих устойчивостью,плотностью,стойкостью к разрушению.2-гидродинамический.он снижает скорость агрегации в следствии изменения вязкости среды.

3.

4.Теория ДЛФО. при сближении частицт между ними возникает расклинивающее давление в рез-те действия сил притяжения и отталкивания.(кривую нарисовать).природа сил отталкивания и притяжения обусловлено вандервальсовскими силами и изменяется обратно пропорционально квадратным силам м. ними.отталкивание носит электростатический характер,они проявл,если две одновременно заряженный ч-цы сближаются на столько близко,что их дифференциальный слои перекрываются.при анализе кривой надо выделить участки:существует яма.,где наблюдается значительное преобладание сил притяжения.в области больших расстояний могут иметь место притяжения между частицами,что отражается вторым числом минимальным или ямой.в области средних расстояний возникает потенциальный барьер максимум,если он появл.над осью абсцисс,то происходит преобладание сил отталкивания.потенц.барьер и ямы определяют агрегативную устойчивость и коагуляцию в зав-ти от кинетической энергии взаймод.ч-ц.

5.Взаимодействие коллоидных частиц при различных расстояниях между ними.

6.Коагуляция солей.механизмы коагуляции. Согласно теории длфо при быстрой коагуляции коллоидной системы электролитами.возм 2 механизма коагуляции.концентрационный>100 мв протекает под воздействием индиферентных электролитов,когда происходит сжатие из дифф. в адсорбционный.нарушается ионы устойчивость и наст.коагуляция.нейтрализационный набл.для золей,кот имеют небольшой заряд меньше 10 мв. Вызывают электролиты,имеющие ионы способные к специфической адсорбции.в рез-те нейтрализ.часть пои.при этом снижается пси потенциал и дзета потенциал,нарушается уст.и происходит коагуляция.

7.Влияние эл-тов на коагуляцию было устан. Шульцом и Гарди. 1-е пр-ло: коагулирующим действием обладает тот ион эл-та, который имеет заряд, противоположный заряду гранулы. Коагулирующее дейчтвие тем сильнее, чем выше заряд иона-коагулятора. 2-е пр-ло: для ионов одинаковой валентности порог коагуляции тем ниже, чем выше порядковый номер этого иона. Порог коаг.- наибольшая(критич) концентрация, при которой данный эл-т вызывает коагуляцию. Кинетику быстрой коагуляции исслед. Смолоховский. Кб=4КТ/3n Скорость быстрой коагуляции зависит только от температуры и вязкости дисперсионной среды. Кинетика медленной коагуляции зазрабат. Фукс. Для нее хар-но что потенциальный барьер не равен нулю и не все соударения частиц являются эффективными. Коагуляция, при которой не все столкновения частиц заканчив. их слипанием назв. медленной.

8влияние размера, заряда иона на коагуляцию.з-н 6 степени. В гомологических рядах эл-тов с органическими ионами коагулирующая способность равномерно возрастает с введением СН2 группы в соотв. с пр-лом Дюкло-Траубе: в рядах предельных жирных к-т и спиртов при удлиннении цепи на 1 СН2гр поверхностная активность гомолога в водном р-ре увеличивается в 3-3.5 раза.Согласно пр-лу Шульца-Гарди с увеличением заряда иона-коагулятора порог коагуляции уменьшается, а коагулирующая способность увеличивается. Ландау и Дерягин установили з-н 6 степени: энергетический барьер между коллоидными частицами исчезает при достижении критич значения т.е. порога коагуляции, который обратнопропорционален 6-й степени заряда иона-коагулятора. Ск=const/Z^6

9.Коагуляция смесями электролитов. При коагуляции смесями эл-тов наблюд 3 случая: аддитивность, антогонизм, синергизм. Аддитивность проявляется в суммировании коагулирующего действия эл-тов. Для начала коагуляции можно взять 100% пороговой коагуляции(Ск) одного из эл-тов или 50% каждого. Характерна, когда эл-ты содержат противоионы одинаковой валентности. Антогонизм-явление, когда для начала быстрой коагуляции требуется смеси эл-тов больше, чем каждый из них в отдельности. Причина антогонизма-способность одного из эл-тов понизить адсорбционную способность др эл-та, а значит и коагулирующую силу эл-та. Синергизм проявляется в более эффективном действии смеси эл-тов, чем в отдельности каждого.

10.Привыкание золей….сенсибилизация. Если эл-т добавлять к золю небольш порциями, то в итоге коагуляция наступает при более высокой концентрации эл-та, чем при внесении сразу большого кол-ва эл-та. Это явление получило название привыкание золей. Коллоидные частицы оч чувствительны к действию эл-тов, одных ВМВ устойчивость золей может значительно повыситься. Такое явление получило назв коллоидная защита. Способность защищать золи от коагуляции выражается защитным числом, которое равно числу мг сухого ВМВ, защищающего 10 мг золя от коагуляции при приливании к золю 1 мл 10%р-ра NaCl. Сенсибилизация – снижение устойчивости в результате введения в коллоидную систему оч малых кол-в ВМВ.

ВМС

1.стркутура и классификация ВМС.

К ВМС относят молекулы с большим молекулярным весом 10^4 10^6 у.е. формируются из большого числа низкомолекулярных соединений(мономеров).В зависимости от строения цепи полимеры:

- линейние - обладают эластичностью, способностью к растворению

- разветвленные менее растворимые чем линейные, более высокой прочности, менее эластичны

- пространственные(имеют 3х мерную сетку) почти нерастворимы.

2.конформация -различные пространственные энергетически неравноценные формы макромолекул. Конформация характеризует оптимальную пространственную форму макромолекул отвеч. Макс. Энтропии. Гибкость цепей полимеров связана с внутренним вращением звеньев, наличием двух видов связей(химические-между звеньями;внутри-молекулярные). Гибкость полимера зависит от:1.хим. строения цепи,2. природы заместителя,3. числа звеньев,4. от температуры,5. прир. Растворителя. Вращения звеньев из-за взаимодействия атомных гр. Бывают ограничены. Для перехода из одного состояния в другое необходимо преодолеть энергетический барьер т.е. поворот звеньев и переход молекулы из одной конформации в другую. Энергетич. Барьер служит мерой термодинамич. гибкости полимера.

3Св-ва полимеров.. Для растворов ВМС характерны 3 гр. Св-в. 1,2- для истинных и коллоидных растворов, 3-характерно для рас-ов ВМС-набухание студнеобразование. Для р-ов ВМС различают:-относительную вязкость(отношение вязкости раствора к вязкости растворителя)n=n(р-ра)/n(р-ля)

-удельную вязкость (показывает во сколько увеличилась вязкость р-ра по сравнению с вязкостью р-ля)n (уд)=(n(р-ра)-n(0))/n(р-ля)

Осматич. Давление. В отличии от истинных и коллоидных растворов в полимерах осматич.давление может быть измерено точно. Для небольш концентраций оно равно П=CRT/M c повышением концентрации полимера осмотическое давление перестает подчинятся этому закону и растет значительно быстрееА=CRT/M+вс^2. Набухание процесс увеличения массы и объема полимера за счет поглощения низко-молекулярной жидкости или пара. Колич мерой набухания явл. Степеня набухания которая может быть объемная, массовая Альфа=(V-V(0))/V(0) альфа=(n-m(0))/n(0) степень набухания может быть ограниченная и не ограниченная.

Процесс набухания пртекает в 2 стадии: 1)энтропия в системе не изменяется, сниж. Энергия Гиббса, энтальпия проходит за счет выдел. Тепловой энергии

2)стадия почти не сопровождается контракцией(уменьш. Общего объема сис.) и не выделяется теплота. Св-зи в макро-молекулах ослабевают что приводит к росту энтропии.

Контракция.