Коагуляция гидрофобных дисперсных систем

Коагуляция – процесс слипания частиц дисперсной фазы с образованием крупных агрегатов.

Коагуляция является следствием нарушения агрегативной устойчивости лиофобных золей. В результате коагуляции система теряет свою седиментационную устойчивость, так как частицы становятся слишком крупными и не могут участвовать в броуновском движении. Разрушение коллоидной системы идет в следующей последовательности:

Нарушение Нарушение

агрегативной → Коагуляция → седиментационной

устойчивости устойчивости

Коагуляция идет самопроизвольно, так как приводит к уменьшению межфазной поверхности, а следовательно, и к снижению свободной поверхностной энергии (G _пов = s S).

Различают две стадии коагуляции:

1) медленная (скрытая) коагуляция: частицы укрупняются, но не теряют седиментационной устойчивости;

2) быстрая (видимая) коагуляция: частицы теряют седиментационную устойчивость, при этом, если плотность частиц больше плотности дисперсионной среды, образуется осадок.

Количественной характеристикой коагуляции является скорость коагуляции. Скорость коагуляции v_к – это изменение концентрации коллоидных частиц в единицу времени τ при постоянном объеме системы:

.

Знак “–“ стоит перед производной, так как концентрация частиц со временем уменьшается, а скорость всегда положительна.

Чтобы началась коагуляция, частицы должны преодолеть потенциальный барьер Δ U_к. Для этого необходимо уменьшить z-потенциал. Экспериментально установлено, что коагуляция начинается при |z| £ 30 мВ.

Как можно уменьшить z-потенциал?

1) снизить температуру;

2) добавить электролиты.

Рассмотрим механизм коагуляции гидрофобного золя электролитами.