При действии на золь электролитами может возникать концентрационная или нейтрализационная коагуляция. Концентрационная коагуляция происходит под действием индифферентного электролита вследствие сжатия диффузного слоя противоионов и уменьшения абсолютного значения дзета-потенциала.
Нейтрализационная коагуляция происходит при введении неиндифферентного электролита, который связывает потенциалопределяющие ионы, что приводит к уменьшению абсолютных величин термодинамического и электрокинетического потенциалов.
При действии на золь смеси двух электролитов возможны три случая:
• аддитивное действие (электролиты действуют независимо);
• синергизм действия (взаимное усиление коагулирующего действия);
• антагонизм действия (ослабление коагулирующего действия одного электролита другим).
Теория устойчивости лиофобных золей ДЛФО рассматривает процесс коагуляции как результат одновременного Действия ван-дер-ваальсовых сил притяжения и электростических сил отталкивания между частицами. В зависимости от соотношения этих сил в тонкой прослойке жидкости между сближающимися частицами возникает либо положительное расклинивающее давление, препятствующее соединению, либо отрицательное, приводящее к утончению прослойки жидкости и коагуляции. Теория позволяет рассчитать молекулярную и электростатическую составляющие расклинивающего давления и построить вые потенциальной энергии системы в зависимости от расстояния между частицами. Потенциальный барьер и потенциальные ямы на кривых определяют агрегативную устойчивость и возможность коагуляции золей.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
1. Являются ли коллоидные растворы термодинамически устойчивыми?
2. Чем определяется седиментационная устойчивость дисперсных систем? Являются ли коллоидные растворы седиментационно устойчивыми?
3. Какие факторы агрегативной устойчивости лиофобных золей вам известны?
4. Сформулируйте правила коагуляции золей электролитами.
5. В чем состоит различие между нейтрализационной и концентрационной коагуляцией?
6. Сформулируйте основные положения теорий быстрой и медленной коагуляции.
7. В чем состоит сущность теории ДЛФО? Что называется расклинивающим давлением?
8. Что представляют собой потенциальные кривые взаимодействия между коллоидными частицами? Как объясняются на их основе явления коагуляции?
9. Какие случаи коагуляции смесью электролитов вы знаете?
10. В чем заключаются защитное действие и сенсибилизация?
Закончив изучение главы 10, вы должны
1) знать:
виды устойчивости дисперсных систем, чем они обусловлены;
факторы агрегативной устойчивости золей;
правила коагуляции электролитами;
сущность теории ДЛФО;
2) уметь:
сравнивать пороги коагуляции разных электролитов;
анализировать потенциальные кривые взаимодействия коллоидных частиц.
3.6.
ГЛАВА. 11. СТРУКТУРИРОВАННЫЕ ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ
В процессе коагуляции в коллоидном растворе происходит образование пространственной сетки из частиц дисперсной фазы - образуется структура.
В соответствии с потенциальной кривой взаимодействия коллоидных частиц (см. рис. 10.2) коагуляция может соответствовать первичному (I) или вторичному (II) минимуму. В первом потенциальном минимуме частицы находятся в непосредственном контакте, между ними возникает химическое взаимодействие (возникают химические связи), приводящее к образованию компактного осадка.
Во втором потенциальном минимуме взаимодействующие частицы разделены слоем дисперсионной среды, непосредственного контакта нет, возникают межмолекулярные силы притяжения. Таким образом, возникают различные по характеру структуры.
П.А. Ребиндер предложил подразделить структурированные системы на два класса, исходя из типа взаимодействий:
• коагуляционные структуры (тиксотропно-обратимые гели);
• конденсационно-кристаллизационные структуры (необратимо разрушающиеся).
3.6.1.
КОАГУЛЯЦИОННЫЕ СТРУКТУРЫ
Структура образуется за счет сцепления частиц ван-дер-ваальсовыми силами через прослойки дисперсионной среды в рыхлые каркасы - гели. Свойства таких структур определяются не столько механическими свойствами самих частиц, сколько характером и особенностями межчастичных взаимодействий и свойствами прослоек дисперсионной среды.
Для этих структур характерны следующие свойства: