Взаимодействие макроскопических тел, помещенных в электролит.

r_D1 и r_D2 - характерный размер двойных электрических слоев,

дебаевские радиусы. Когда на обеих поверхностях одинаковые знаки, то

преобладает отталкивание.

Учтем молекулярные силы притяжения, силы двойного электрического слоя, т.е. рассмотрим общий случай:

Если концентрация электролита слабая, то ближе к нижней кривой; при повышении концентрации электролита - получим "горб"; если и дальше будем увеличивать концентрацию, то дебаевский радиус отодвинется в лево и "горб" опять исчезнет. Для дистиллированной воды, или масла, r_D ~ 1000Å, для обычной воды - r_D ~ 10 - 100Å.

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МАКРОСКОПИЧЕСКИХ ТЕЛ, РАЗДЕЛЕННЫХ ПРОСЛОЙКОЙ НА МАЛЫХ РАССТОЯНИЯХ (~30 Å).

Эти изменения плотности вблизи поверхности приводят к дополнительным эффектам взаимодействия.

у поверхности у поверхности

 больше  меньше

гидрофильное гидрофобное

оталкивание притягивание

Эти силы возникают только при l ~30Å, и называются СОЛЬВАТАЦИОННЫМИ СИЛАМИ.

Что произойдет, если дальше сближать эти поверхности?

Расстояние между молекулами в жидкости порядка размера самих молекул, d ~ Å. При дальнейшем сближении пластин начинает сказываться структура жидкостей.

l₁ предпочтительнее, чем l₂,

структура жидкости будет сопротивляться.

Такие силы называютСТРУКТУРНЫМИ ОСЦИЛЛЯТОРНЫМИ. Если подойти на расстояние порядка или менее 5 Å, то начнется обыкновенное молекулярное отталкивание.

Коллоидные системы (растворы).

Это дисперсные системы с размером частиц от 100 Å и до 100 микрон (мкм). Дисперсная среда - жидкость, дисперсные (коллоидные частицы) - капельки другой жидкости.

Микроэмульсия - размер коллоидной частицы меньше длины волны света, лдя них характерно то, что можно создать термодинамичкски устойчивую эмульсию.

ПРОЦЕСС ИСЧЕЗНОВЕНИЯ ЭМУЛЬСИЙ.

- Седиментация

Скорость седиментации

- Коагуляция (две частицы, столкнувшись, слипаются. Раствор- эмульсия постепенно исчезает)

- Лиофобные, лиофильные коллоидные растворы

Лиофильные коллоидные системы - самопроизвольно диспергируются и существуют сколько угодно долго (термодинамически устойчива).

F = U - TS

Поверхностная энергия r² < KT - соответствующая тепловая энергия.



.

Лиофильные коллоиды существуют только в случае, когда поверхностное натяжение между дисперсными частицей и средой -- чрезвычайно мало .

Лиофобные растворы - термодинамически неустойчивы. Здесь  достаточно большое, поэтому процесс коагуляции идет нормально.

Как можно увеличить жизнь лиофобной системы?

ТЕОРИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ЛИОФОБНЫХ КОЛЛОИДОВ

Быстрая коагуляция Предположим, что при некоторой температуре существует

коллоидный раствор; при каждом столкновении двух частиц происходит их слияние, концентрация частиц в растворе уменьшается со временем. Считается, что скорость выбывания частиц из раствора вероятности столкновения~ квадрату концентрации:

- время, за которое концентрация уменьшается в 2 раза. Если частицы как-то взаимодействуют между собой (начинает действовать отталкивание), тоувеличиваеься.

Проведя расчеты, получим:

;, еслиU_m >> kT, то  >> 1.

При добавлении электролита в раствор происходит увеличение сил двойного слоя, затем 1) дебаевский радиус r_D сдвигается влево и эти силы уменьшаются, тогда происходит замедление коагуляции;

2) в-д-в увеличивается.

КОЛЛОИДНЫЕ КРИСТАЛЛЫ:

Термотропные жидкие кристаллы - анизотропные молекулы. Для некоторых веществ, обладающих такими молекулами возможно образовать кристаллическую структуру, сохраняя текучесть в определенной области температур.

Т.е. есть кристаллическая симметрия и свойство текучести.

 DRыN HOME OFFICE 2003 29