Билет 6 Термодинамическая неравномерность и агрегатная неустойчивость дисперсных систем. Основные факторы стабилизации.

По классификации Ребиндера системы термодинамически устойчивые - лиофильные,

термодинамически неустойчивые - лиофобные, они обладают различной кинетической устойчивостью к агрегации частиц.

Большинство дисперсных систем обладает избытком поверхностой энергии, поэтому в них самопроизвольно идут процессы укрупнения частиц и происходит снижение поверхностной энергии за счет уменьшения удельной поверхности. Такие системы называют агрегативно неустойчивыми. Укрупнение частиц идет за счет изотермической перегонки(перенос вещества от мелких частиц к крупным, мелкие растворяются, а крупные растут) и коагуляции (слипание частиц дисперсной фазы).

Факторы устойчивости (стабилизации) дисперсных систем:

1. Электростатический (заключается в уменьшении межфазного натяжения из-за возникновения ДЭС)

2. Адсорбционно-сольватный (состоит в уменьшении межфазного натяжения при взаимод. Частиц дисперсной фазы со средой в соответствии с ур-ниями Дюпре для работы адгезии и адсорбционным уравнением Гиббса)

3. Энтропийный фактор (относится к термодинамическим,сущность состоит в стремлении дисперсной фазы к равномерному распределению по объему системы)

4. Структурно-механический (является кинетическим,заключается в том,что на поверхности частиц есть пленки,обладающие упругостью и механ.прочностью,разрушение которых требует энергии и времени)

5. Гидродинамический фактор снижает скорость коагуляции благодаря изменению вязкости среды и плостности дисперсной фазы и дисперсионной среды

Адсорбция на границе жидкость – газ. Вывод адсорбционной формулы Гиббса. Применение этой формулы для случая, когда адсорбирующееся веществл растворимо в жидкости. Поверхностная активность.

Особенность границы раздела жидкой и газообразной фаз

• на границе раздела фаз нет активных центров, поверхность жидкости гладкая;

• силы взаимодействия со стороны жидкой и газообразной фаз не одинаковы, поэтому силовым полем со стороны газообразной фазы можно пренебречь;

• молекулы адсорбата свободно перемещаются по поверхности адсорбента (жидкости).

В результате адсорбции на поверхности жидкости оказывается то вещество, которое в большей степени будет снижать поверхностное натяжение жидкости.

. (3.30)

Из адсорбционного уравнения Гиббса следует, что направление процесса, т.е. концентрирование вещества в поверхностном слое или, наоборот, переход его в объемную фазу определяется знаком производной dσ / dС.

I. Если dσ / dС < 0, то Г > 0, следовательно концентрация вещества в поверхностном слое больше, чем в объеме (С_S > C_V), данное вещество ПАВ.

II. Если dσ / dС > 0, то Г < 0, следовательно концентрация вещества в поверхностном слое меньше, чем в объеме (С_S < C_V), данное вещество ПИВ.

III. Если dσ / dС = 0, то Г = 0, следовательно концентрация вещества в поверхностном слое равна концентрации вещества в объеме раствора (С_S = C_V), данное вещество ПИВ (ПНВ).

Поверхностная активность.

Поверхностную активность рассчитывают, как тангенс угла наклона касательной, проведенной к изотерме поверхностного натяжения исследуемого ПАВ при С→0, взятой с обратным знаком

Основные особенности мицеллообраз ПАВ. Критическая конц мицеллообразов (ККМ). Методы определения ККМ.

При концентрациях выше KKM молекулы ПАВ собираются в мицеллы (ассоциируют) и раствор переходит в мицеллярную (ассоциативную) коллоидную систему.

Под мицеллой ПАВ понимают ассоциат дифильных молекул, лиофильные группы которых обращены к соответствующему растворителю, а лиофобные группы соединяются друг с другом, образуя ядро мицеллы.

Билет 7 Коагуляция. Некоторые явления при коагуляции коллоидных систем. Коагуляция смесями электролитов. Правило Шульце-Гарди.

Коагуляция – слипание частиц дисперсной фазы.

Коагуляция является процессом происходящим в термодинамически неустойчивых (лиофобных) дисперсных системах. Коагуляция в разбавленной системе приводит к потере седимантационной устойчивости и в конце к расслоению фаз. В концентрированной системе коагуляция может проявляться в образовании объемной структуры в кот. равномерно распределена дисперсионная среда при этом возрастает вязкость и замедляется течение.

правило Шульце – Гарди Коагулирующая способность электролита возрастает с увеличением валентности иона-коагулятора.

, (5.16)

где – валентность (заряд) иона-коагулятора, n = 2…6

Значения порогов коагуляции для электролитов с зарядами противоионов 1, 2, 3 находятся в соотношении .