Кинетические закономерности коагуляции золей в зависимости от концентрации электролита-коагулянта

Проанализируйте кинетические закономерности коагуляции золей в зависимости от концентрации электролита-коагулянта.

Процесс коагуляции золя характеризуется определенной величиной скорости коагуляции, которую можно определить как изменение числа коллоидных частиц в единице объема за единицу времени. Скорость коагуляции золя электролитами зависит как от концентрации самого золя, так и от концентрации электролитов. Типичный вид коагуляционной кривой (зависимости отношения концентрации коллоидных частиц n к их начальной концентрации n_o от времени t) и кривой зависимости скорости коагуляции V (количество «слипшихся» частиц за единицу времени) от концентрации электролита С показан на рисунках.

На кривой ОАБВ отрезок ОА отвечает периоду скрытой коагуляции, при которой золь сохраняет свою устойчивость. В точке А при концентрации электролита C₁ начинается явная коагуляция: на участке АБ скорость коагуляции резко возрастает с ростом концентрации электролита (медленная коагуляция). Очевидно, что скорость коагуляции возрастает благодаря снижению энергетического барьера (E_акт), препятствующего сближению частиц. Константа скорости коагуляции может быть выражена уравнением Аррениуса:

На участке БВ (быстрая коагуляция) скорость коагуляции остается постоянной; это связано с тем, что при концентрации электролита С₂ величина z-потенциала становится равной нулю (т. е. уже отсутствует энергетический барьер и практически каждое столкновение частиц приводит к их агрегации), скорость коагуляции при этом достигает максимального значения.

Вопросы и задания для самоконтроля знаний по материалу 14-й лекции

1 Объясните причины, которые вызывают неустойчивость дисперсных систем и их постепенную эволюцию.

2 Какие два процесса вызывают уменьшение свободной энергии дисперсных систем?

Рекомендуемые материалы

3 Какой фактор обусловливает седиментационную неустойчивость дисперсных систем?

4 В чем заключается основное отличие коагуляции от коалесценции?

5 Приведите основные положения теории устойчивости гидрофобных золей Дерягина-Ландау-Фервея-Овербека (ДЛФО).

6 Что такое расклинивающее давление? Каков его физический смысл?

7 Какие варианты поведения коллоидной системы возможны в зависимости от соотношения величины потенциального барьера, глубины потенциальных ям и кинетической энергии частиц дисперсной фазы.

8 Дайте определение коагуляции. Приведите ее количественные характеристики.

9 Проанализируйте два возможных механизма влияния электролитов на устойчивость гидрозолей.

10 Обоснуйте правило Шульце-Гарди используя положения теории ДЛФО. Чем можно объяснить неполное соответствие теоретически полученных порогов коагуляции с экспериментальными результатами?

11 Сформулируйте основные закономерности электролитной коагуляции (правила коагуляции).

12 В чем суть явления коллоидной защиты? Для чего оно применяется?

13 Укажите принцип, который определяет порядок расположения ионов в лиотропных рядов Гофмейстера. Дайте обоснование этому принципу.

6.6 Вопросы, задания и тесты - лекция, которая пользуется популярностью у тех, кто читал эту лекцию.

14 Приведите пример взаимной коагуляции двух золей. Каков ее механизм?

15 Рассмотрите влияние концентрации электролита на скорость коагуляции.

16 Получите уравнение Гельмгольца-Смолуховского, описывающее зависимость скорости коагуляции от концентрации частиц дисперсной фазы.

Знакомимся с основными понятиями физической химии (для курсантов военного факультета)

Повторяем курс физической химии (для студентов химического факультета)

1. ...............