Расклинивающее давление () – избыточное давление, которое возникает в межфазной прослойке жидкости при достаточном ее утоньшении (уменьшении):
, (5.17)
где р – давление в межфазной прослойке; – гидростатическое давление в окружающей среде; h – толщина межфазной прослойки жидкости.
Расклинивающее давление – это суммарный параметр, который учитывает как силы притяжения, так и силы отталкивания.
Если , то преобладают силы отталкивания (система агрегативно устойчива).
Если , то преобладают силы притяжения, частицы самопроизвольно сближаются, происходит коагуляция.
Расклинивающее давление – работа, совершаемая при изменении толщины межфазной прослойки (h) и приходящаяся на единицу площади поверхности перекрывания поверхностных слоев при условии , где h – толщина межфазной прослойки; – толщина поверхностного слоя:
. (5.18)
С термодинамической точки зрения расклинивающее давление есть частная производная энергии Гиббса по толщине межфазной прослойки:
. (5.19)
а | б |
Рис. 5.5. Схема возникновения расклинивающего давления: а – поверхностные слои двух межфазных поверхностей, толщиной не перекрылись; б – возникновение расклинивающего давления в результате перекрывания поверхностных слоев |
Расклинивающее давление – суммарный параметр, учитывающий как силы отталкивания, так и силы притяжения, действующие в пленке жидкости. В соответствии с этим расклинивающее давление может быть как положительным, вызывающим утолщение пленки, так и отрицательным, утоньшающим пленку жидкости. Положительному расклинивающему давлению соответствует уменьшение энергии Гиббса с увеличением толщины межфазной прослойки жидкости, поэтому перед производной в уравнении (5.19) стоит знак минус. При равенстве положительных и отрицательных сил пленка становится равновесной.
|
|
Представление о расклинивающем давлении является одним из фундаментальных в коллоидной химии. Расклинивающее давление проявляется во всех случаях образования тонких слоев жидкости
В теории ДЛФО рассматривается баланс (соотношение) сил, которые действуют в межфазной прослойке между мицеллами.
Рассмотрим природу сил, определяющих расклинивающее давление и зависимость от толщины прослойки h.