Коллоидная химия | страница 71
В системе имеет место седиментационно-диффузионное равновесие.
Проинтегрируем это уравнение, разделив переменные:
где
гипсометрический закон Лапласа-Перрена.
В этом случае система является седиментационно-устойчивой, но распределение частиц в ней не равномерное, а равновесное. Это распределение наблюдается, когда
В качестве примера рассмотрим дисперсную систему, в которой дисперсной фазой являются сферические частицы диоксида кремния , а дисперсионной средой - вода,
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.
