- •Дисперсные системы
- •по агрегатному состоянию
- •По степени взаимодействия частиц дисперсной фазы (ДФ)
- •Методы получения лиофобных коллоидных систем
- •Методы диспергирования
- •реакции восстановления
- •реакции обмена
- •Электрические свойства коллоидных систем
- •Электрокинетические явления
- ••Электрофорез - движение частиц дисперсной фазы в электрическом поле относительно неподвижной дисперсионной среды.
- ••Электроосмос - движение дисперсионной среды относительно неподвижной дисперсной фазы под действием электрического поля.
- ••Потенциал седиментации – возникновение разности потенциалов при движении дисперсной фазы относительно неподвижной дисперсионной
- •Устойчивость дисперсных систем
- •Чем больше величина ζ-потенциала, тем выше устойчивость золя. При значениях ζ -потенциала ниже
- •Коагуляция дисперсных систем
- •Правило Шульце-Гарди
- •Коллоидная защита
- •Защитное число – минимальная концентрация стабилизирующего вещества, предотвращающая коагуляцию частиц в присутствии пороговой
- •Вязкость
- •Удельная вязкость:
- •Растворы полимеров (ВМС)
- •Особенности процесса растворения полимеров
- •Факторы, влияющие на набухание:
- •Факторы, влияющие на застудневание:
•Электрофорез - движение частиц дисперсной фазы в электрическом поле относительно неподвижной дисперсионной среды. Частицы ДФ движутся к электроду, заряд которого противоположен по знаку заряду потенциалопределяющих ионов.
k S l
0 U
ζ- электрокинетический потенциала (В); η - вязкость дисперсионной среды (для H2O
0,001 Н·с/м2); S-сдвиг границы раздела (м); τ – время (с); E – напряженность электрического поля (B/м); l – расстояние между электродами (м); U – приложенная
разность потенциалов (В); ε - относительная диэлектрическая проницаемость |
|||
дисперсионной среды (для H2O - 81); ε0 - электрическая постоянная, равная 8,85·10-12 |
|
А.с |
|
|
|
||
В.м |
|||
|
|
•Электроосмос - движение дисперсионной среды относительно неподвижной дисперсной фазы под действием электрического поля.
• Потенциал |
|
течения |
– возникновение |
|
разности |
потенциалов |
при |
движении |
|
дисперсионной |
среды |
|
относительно |
|
неподвижной дисперсной фазы |
|
•Потенциал седиментации – возникновение разности потенциалов при движении дисперсной фазы относительно неподвижной дисперсионной среды
Устойчивость дисперсных систем
Способность дисперсных систем сохранять во времени средний размер частиц и их равномерное распределение в среде при условии сохранения постоянства состава частиц.
Виды устойчивости
Седиментационная – постепенное оседание частиц (когда седиментация преобладает над диффузией), что приводит к нарушению равномерного распределения частиц в среде.
Агрегативная – агрегация (укрупнение) частиц, т.е. увеличение их среднего размера.
Факторы агрегативной устойчивости
Термодинамические: электростатический, адсорбционно-сольваитный, энтропийный
Кинетические: структурно-механический, гидродинамический
Чем больше величина ζ-потенциала, тем выше устойчивость золя. При значениях ζ -потенциала ниже 0,03 В (критический потенциал) наступает коагуляция золя.
Факторы, влияющие на величину ζ-потенциала:
•Температура
•Разбавление
•Добавление электролитов
Многозарядные ионы понижают величину ξ - потенциала больше однозарядных и могут вызвать перезарядку (изменить знак заряда коллоидных частиц). При равенстве заряда больше понижают величину ζ - потенциала ионы с большим радиусом:
Коагуляция дисперсных систем
Коагуляция – слипание часитиц дисперсной фазы.
Признаки явной коагуляуции:
•появлением мути,
•изменением окраски коллоидных растворов,
•образованием осадка,
Скрытая коагуляция - это стадия агрегации, при которой не наблюдается никаких внешних изменений золя.
Факторы, вызывающие коагуляцию
Механическое воздействие: ультразвук, интенсивное встряхивание,перемешивание
Сильное разбавление или концентрирование
Действие различного рода излучения: видимое, УФ, рентген, радио
Изменение температуры: сильное нагревание или охлаждение вплоть до замораживания
Введение электролитов.
Правило Шульце-Гарди
Коагулирующий ион несет заряд, противоположный заряду коллоидной частицы, при этом порог коагуляции тем меньше, чем больше заряд (валентность) коагулирующего иона.
Порогом коагуляции называется минимальная концентрация электролита, вызывающая коагуляцию.
C 1000 Сэл Vэл
пор. V общ
Спор – порог коагуляции, ммоль/л; Сэл – концентрация раствора добавленного электролита, моль/л;
Vэл – наименьшее число миллилитров раствора электролита, достаточное для
коагуляции золя;
Vобщ – суммарный объем золя после добавления электролита, мл.
Коллоидная защита
повышение устойчивости лиофобных золей к коагулирующему действию электролитов при добавлении некоторых веществ .
Защитными свойствами обладают:
белковые вещества (желатин, альбумины, казеин),
полисахариды (крахмал, декстрин),
некоторые поверхностно-активные вещества.
Причины:
Адсорбция защитных веществ на поверхности коллоидных частиц. Коллоидные ПАВ и ВМС ориентируются на поверхности коллоидных частиц: гидрофобными участками к частицам дисперсной фазы, а гидрофильными наружу, к воде. Система при этом лиофилизируется, мицеллы приобретают дополнительный фактор агрегативной устойчивости за счет гидратных оболочек защищающих веществ.
Защитное число – минимальная концентрация стабилизирующего вещества, предотвращающая коагуляцию частиц в присутствии пороговой концентрации коагулирующего электролита.
S Cст Vст Vст Vзоля
Оптические свойства коллоидных систем
Опалесценция – матовое свечение, хорошо заметное на темном фоне при боковом освещении золя. Причина – рассеяние света на коллоидных частицах за счет дифракции.
Эффект Тиндаля: при пропускании пучка света через коллоидный раствор с направлений, перпендикулярных лучу, наблюдается образование в растворе светящегося конуса.
Вязкость
Вязкость (динамическая вязкость η) - внутреннее трение между слоями данного вещества, движущимися плоскопараллельно относительно друг друга.
Текучесть (Т) величина, обратная вязкости, характеризует подвижность |
|||
жидкообразных тел: |
T |
1 |
|
|
|
||
|
|
||
Уравнение Эйнштейна: |
0 (1 ) |
η0 – вязкость дисперсионной среды; ϕ – объемная доля дисперсной фазы; α – коэффициент формы частиц (для сферических частиц α=2,5)
Относительная вязкость: |
отн |
|
(1 ) |
|
0 |