Таблица 10.1. Скорость седиментации SiO2 в зависимости от размера частиц
r, см
10-3
10-4
10-5
10-6
10-7
Uсед см/с
3,2.10-2
3,2.10-4
3,2.10-6
3,2.10-8
3,2.10-10
Время, за которое частица осаждается на 1 см
31 c
51,7 мин
86,2 час
359 сут
100 лет
Из таблицы следует, что седиментация в лиофобных золях протекает очень медленно.
Итак, седиментационная устойчивость дисперсных систем определяется, главным образом, размерами частиц дисперсной фазы:
лиофобные золи ( см) - седиментационно устойчивые системы, характерна диффузия, обеспечивающая равномерное распределение частиц по объему системы;
микрогетерогенные системы (
грубодисперсные (более
3.5.2.
АГРЕГАТИВНАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ. КОАГУЛЯЦИЯ
Агрегативная устойчивость - это способность дисперсной системы сохранять неизменной во времени степень дисперсности, т.е. размеры частиц и их индивидуальность.
При нарушении агрегативной устойчивости происходит коагуляция.
Коагуляцией называется процесс слипания частиц с образованием крупных агрегатов. В результате коагуляции система теряет свою седиментационную устойчивость, так как частицы становятся слишком крупными и не могут участвовать в броуновском движении.
Коагуляция является самопроизвольным процессом, так как она приводит к уменьшению межфазной поверхности и, следовательно, к уменьшению свободной поверхностной энергии.
Различают две стадии коагуляции.
1 стадия - скрытая коагуляция. На этой стадии частицы укрупняются, но еще не теряют своей седиментационной устойчивости.
2 стадия - явная коагуляция. На этой стадии частицы теряют свою седиментационную устойчивость. Если плотность частиц больше плотности дисперсионной среды, образуется осадок.
Причины коагуляции многообразны. Едва ли существует какое-либо внешнее воздействие, которое при достаточной интенсивности не вызывало бы коагуляцию.
К таким воздействиям относятся:
изменение температуры;
действие электрического и электромагнитного полей;
действие видимого света;
облучение элементарными частицами;
механическое воздействие;
добавление электролитов и др.
Все эти воздействия, различные по характеру, обладают общим свойством - они уничтожают энергетический барьер (потенциальный барьер коагуляции
Наибольший практический интерес вызывает коагуляция электролитами.
ПРАВИЛА КОАГУЛЯЦИИ
1. Все сильные электролиты, добавленные к золю в достаточном количестве, вызывают его коагуляцию,
Минимальная концентрация электролита, при которой начинается коагуляция, называется порогом коагуляции
Иногда вместо порога коагуляции используют величину
Значит, чем меньше порог коагуляции, тем больше коагулирующая способность электролита.
2. Коагулирующим действием обладает не весь электролит, а только тот ион, заряд которого совпадает но знаку с зарядом противоиона мицеллы лиофобного золя. Этот ион называют ионом-коагулянтом.
3. Коагулирующая способность иона-коагулянта тем больше, чем больше заряд иона.
Количественно эта, закономерность описывается эмпирическим правилом Шульце-Гарди.
где - постоянная для данной системы величина; Z - заряд иона-коагулянта;