![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Теория устойчивости гидрофобных дисперсных систем ДЛФО
Современная физическая теория коагуляции электролитами основана на общих принципах статистической физики, теории молекулярных сил и теории растворов. Ее авторами являются: Б.В. Дерягин, Л.Д. Ландау (1937-1941), Э. Фервей, Я. Овербек (по первым буквам ДЛФО). Суть теории: между любыми частицами при их сближении возникает расклинивающее давление разделяющей жидкой прослойки в результате действия сил притяжения и отталкивания. Расклинивающее давление является суммарным параметром, учитывающим действие как сил притяжения, так и сил отталкивания. Состояние системы зависит от баланса энергии притяжения (Uпр) и энергии отталкивания (Uотт). Преобладает Uотт – устойчивая система. Преобладает Uпр - нарушение агрегативной устойчивости – коагуляция. Изменение энергии взаимодействия между двумя частицами при их сближении изображают графически (рис. 5.3). Суммарную энергию системы из двух частиц (кривая 3) получают сложением Uотт и Uпр: U=Uотт+Uпр = где: В – множитель, зависящий от значений электрических потенциалов ДЭС, свойств среды, температуры; е – основание натурального логарифма; c – величина, обратная толщине диффузного слоя; h – расстояние между частицами; А – константа молекулярных сил притяжения.
Рис.5.3. Потенциальные кривые взаимодействия коллоидных частиц: 1 – изменение энергии отталкивания с расстоянием; 2 – изменение энергии притяжения; 3 – результирующая кривая.
Рассмотрим результирующую кривую 3 на рис.5.3. На ней имеются характерные участки: - В области малых расстояний имеется глубокий первичный минимум (потенциальная яма) – значительно преобладает Uпр. Первичный минимум отвечает непосредственному слипанию частиц (I). - В области больших расстояний - вторичный неглубокий минимум (вторая потенциальная яма, отвечает притяжению через прослойку среды). На схеме II. - В области средних расстояний на кривой имеется максимум и, если он расположен над осью абсцисс, то появляется энергетический барьер сил отталкивания (DUб).
Результирующая кривая 3 может иметь различный вид в зависимости от устойчивости дисперсной системы (рис.5.4.).
Рис. 5.4. Потенциальные кривые для определенных состояний устойчивости дисперсной системы: 1 - в системе при любом расстоянии между частицами преобладает энергия притяжения над энергией отталкивания. В такой системе наблюдается быстрая коагуляция с образованием агрегатов. 2 - достаточно высокий потенциальный барьер и наличие вторичного минимума. Частицы взаимодействуют, но не имеют непосредственного контакта и разделены прослойками среды. 3 - система с высокой агрегатной устойчивостью (высокий потенциальный барьер и отсутствие вторичного минимума или при его глубине, меньшей тепловой энергии kТ).
В зависимости от высоты энергетического барьера и глубины потенциальных ям возможны различные варианты поведения частиц при сближении (рис.5.5), частицы обладают кинетической энергией – kТ.
Рис.5.5. Схемы взаимодействия коллоидных частиц
Дисперсная система агрегативно устойчива при высоком энергетическом барьере сил отталкивания.
|