Электрокинетические явления. Электросмос и электрофорез. Применение

Электрокинетические явления были открыты профессором Рейссом.

1.Электрофорез- явление перемещения частиц дисперсной фазы в электрическом поле. Дзета потенциал показывает заряд поверхности, на которое сдвигается дисперсионная фаза.

Применение: разделение сложных, особенно органических и высокомолекулярных компонентов.а также в медицине для анализа и разделения белков. Находит применение в технике в процессе осаждения частиц из золей, суспензий и эмульсий.

2. Электроосмос- явление переноса жидкости под действием внешнего электрического поля.(среда увлекается вместе с заряженными частицами к определенно заряженному электроду за счет сил трения) Используется: для осушки и просушки, глиняных и торфяных изделий.

3. Потенциал протекания (обратный электроосмосу)Было обнаружено что при фильтрации воды через пористую диафрагму возникает разность потенциалов между двумя ее сторонами. пропорциональная давлению, под которым протекает жидкость.(захват средой противоинов разных потенциалов) Используется в геофизике, для разведки полезных ископаемых, для картографии подземных вод. Для конструкции датчиков, регестрирующих сейсмические колебания.

4. Потенциал оседания (При оседании частиц кварца в воде регистрировалась разность потенциалов,возникающая между двумя электродами.) Если потенциалоопределяющий ион + они осаждаются и тянут за собой много отрицпротивоионов (нижний электрод -)

Используется:Не нашли промышленного применения, но интересны с точки зрения практичессго интереса, так как являются причиной грозовых разрядов.

Агрегативная и седиминтационнаяустойчивость дисперсных систем.Методы регулирования.

 Устойчивость сохраняется во времени фазового состава и равном распределении фазы по объему. Существуют разные механизмы потери устойчивости:
-Агрегативная (ПАВ повыш уст)

-Кинетическая(седиминтационная)

Принцип: разный подходьк анализу устойчивости гидрофильных и гидрофобных коллоидов.

Очень часто гидрофильнколл явлсамодиспергируемыми. (покрытие гидратной оболочкой, частица отщепляется: если взаимод. вещества дисп. Фазы с водой велико, рано или поздно частицы дисп.фазы могут оказаться в рас-ре и быть во влечены в тепловое двтжение.

∆G<0 процесс самопроизвольный (Соль –защита от слипания)

Гидрофобныеколл.

Каучук-пример. Устойчив за счет ДЭС или адсорбц. слоя на пов.частиц (ПАВа- стабилизатора)

Потеря агрегативной устойчивости происходит из-за коагуляции(для тв.) и коалесценции(для жид.)

 

Основы теории ДЛФО. Потенциальные кривые взаимодействия частиц. Параметры кривых и устойчивость дисперсных систем. Влияние концентрации электролита на устойчивость. Порог коагуляции.

Современная теория устойчивости развита российскими учеными Дерягиным и Ландау и голландскими учеными Фервеем и Овербеком и известна в литературе как теория ДЛФО.

В основе теории ДЛФО лежит положение о том, что поведение коллоидной системы определяется соотношением сил взаимного притяжения и отталкивания.

Рассмотрим силовое взаимодействие частиц. Между частицами дисперсной фазы действуют силы притяжения (Ван-дер-Ваальса) и силы электростатического отталкивания, обусловленные одинаковым знаком заряда частиц.Силы притяжения (Ван-дер-Ваальса) между двумя точечными зарядами обратно пропорциональны расстоянию между частицами h.

При сближении двух частиц, несущих одинаковый заряд, происходит перекрытие диффузных слоев противоионов. Возникают силы электростатического отталкивания. С увеличением h уменьшаются как силы притяжения, так и силы отталкивания. Зависимость суммарной энергии взаимодействия частиц от расстояния между ними называют потенциальной кривой Высота потенциального барьера 2 много больше энергии броуновского движения частиц >> kT, глубина вторичного минимума 3 много меньше энергии броуновского движения частиц << kT. В данном случае преобладает энергия отталкивания – система агрегативно устойчива.

Высота потенциального барьера 2 и глубина вторичного минимума 3 много меньше энергии броуновского движения частиц << kT. Частицы сближаются за счет кинетической энергии до наименьшего возможного расстояния (порядка долей нм) с уменьшением общей энергии системы U (h) на величину, равную глубине. Система агрегативно не устойчива.(слипание частиц).

Глубина вторичного минимума 3 достаточно велика и много больше энергии броуновского движения частиц >> kT. Независимо от высоты потенциального барьера происходит дальнее взаимодействие между частицами на расстоянии порядка 100 нм, отвечающем области вторичного минимума – частицы.Слипание происходить не будет,но некоторая доля частиц будет формировать агрегаты (раздр.полосками среды). Происходит коагуляция во вторичном минимуме.

Влияние электролитов