РАЗРУШЕНИЕ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ

Для колл систем введены понятия о кинетич и агрегативной устойчивости.

Под кинетич устойчивостью понимают способ­н частиц колло р-ра находиться во взвешен­ном состоянии даже при существенном различии в плот­ностях дисперсионной среды и дисперсной фазы. Кинетич устойчивость свойственна сильно разбавленным р-рам и очень высокодисперсным золям.

Агрегативная устойчивость — способность системы сохранять свою степень дисперсности. Устойчивость кол­лоидных растворов связана с наличием одноименного заряда у коллоидных частиц. Двигаясь, частицы сближаются, при этом проявляются действие отталкивания одноименных ядер частиц и действие притяжения за счет межмолеку­лярных сил. В зависимости от того, какие силы преобла­дают, система либо устойчива, либо частицы дисперсной фазы слипаются и укрупняются.

Устойчивость колл ров можно повысить введением стабилизаторов. В качестве стабилизаторов исп высокомолекул соединения, такие, как белки, поверхностно-активные вещества и т.д. Стабилиза­торы адсорбируются в поверхностном слое частиц и как бы придают золю свойства р-ра использованного стабилизатора.

Под возд разл факторов коллоидные рас­творы способны разрушаться. Разрушение может сопровож­даться слипанием отдельных частиц с образованием круп­ных агрегатов. Такой процесс разрушения коллоидного р-ра называется коагуляцией. Коагуляция нарушает агрегативную устойчивость колл р-ра, крупные агрегаты частиц легко седиментируют под действием гравитационных сил.Причиной коагуляции могут быть самые разнообразные факторы: изменение температуры и конц-ции кол­лоидного р-ра, его старение, механич воздействия, введение в раствор золей с противоположным знаком за­ряда, добавление электролитов. Наиб практическое значение имеет последний фактор.

При введении в золь электролита (коагулянта) коа­гулирующее действие оказывает ион, им противо­положный заряд: для отрицат заряженных золей — катион, для золей с положит зарядом частицы — анион. Наименьшая концентрация электролита, вызываю­щая коагуляцию, назпорогом коагуляции. Чем вы­ше заряд коагулирующего иона, тем ниже его пороговая концентрация. Коагуляция золя происх при достижении в растворе критической величины ξ - потенциала, т.е. еще до достижения системой изоэлектрического состояния.При определ условиях процесс коагуляции может оказаться обратимым, и образовавшийся коагулят вновь может перейти в золь. Этот процесс наз пептизацией. Пептизация тем вероятнее, чем выше гидрофильность осаж­денного золя, и легче происходит в свежеосажденной систе­ме с рыхлой структурой осадка. Причиной пептизации мо­жет быть введение в систему электролита с потенциалообразующими ионами, которые, адсорбируясь на частицах осадка, сообщают им заряд. В такой системе возрастает ξ -потенциал, одноименно заряженные частицы отталкива­ются друг от друга и начинают переходить в раствор.

Поверхностное натяжение

Адсорбция на границе жидкость — газ. Явления адсорбции в жидкости обусловл ее поверхностным натяжением. Пов натяжение в жидкости — величина, численно равная работе, которая затрач на преодоление сил притяжения между частицами поверхностного слоя при выходе молекул на поверхность. При растворении какого-либо в-ва в жидкости ее поверхностное натяжение, как правило, изменяется. Неорганич соли при растворении в воде несколько повышают величину ее поверхностного натяжения. Органич в-ва, например жирные кислоты, спирты, кетоны, мыла, протеины, весьма значительно понижают поверхностное натяжение воды. Вещества, вызывающие резкое понижение поверхностного натяжения, называются поверхн-активными.

В-ва, пониж поверхностное натяжение, адсорбируются поверхностным слоем, т. е. сосредотачиваются в нем в большей конц-ции, чем в остальном объеме р-ра, и тем самым еще сильнее снижают поверхн натяжение.

В-ва же, повыш поверхностное натяжение, наоборот, находятся в поверхностном слое в меньшей конц-ции, чем в объеме р-ра (это явление наз отриц адсорбцией).

Количественно явление адсорбции опред урав Гиббса, установленным с помощью термодинамических расчетов:

где с — конц-ция растворенного вещества в растворе; Г — избыток его в поверхн слое, моль/см2;  - изменение поверхн натяжения р-ра с концентрацией; R — газовая постоянная, равная 8,314·10⁷ эрг/град·моль; Т—абсолютная температура, К; σ — поверхностное натяжение, эрг/см².

Если поверхн натяжение σ умс повышением конц-ции растворенного вещества, то величина Г (поверхностный избыток) положительна, след-но, концентрация растворенного в-ва в поверхностном слое больше, чем в объеме р-ра. Если растворенное вещество увеличивает поверхностное натяжение, то величина Г отрицательна. В этом случае конц-ция растворенного в-ва в поверхностном слое меньше, чем в самом р-ре (отрицат адсорбция).

Величину принимают за меру способности вещества понижать свободную энергию и называют поверхностной активностью. По опытным данным строят кривую σ—с.