Основные факторы устойчивости коллоидов. Коагуляция. Коллоидная защита и пептизация

Сентябрь 3, 2022

Главная
Алгебра
Основные факторы устойчивости коллоидов. Коагуляция. Коллоидная защита и пептизация

Содержание

2. Виды устойчивости растворов (по Пескову) … устойчивость ДФ к агрегации (укрупнению) частиц за счёт: 1) электростатического
3. Коагуляция ‒ … … процесс слипания частиц, образование крупных агрегатов с потерей седиментационной и фазовой устойчивости
4. Факторы, вызывающие коагуляцию Увеличение концентрации золя приводит к уменьшению расстояния между частицами, на котором начинают действовать
5. Факторы, вызывающие коагуляцию Добавление электролитов наиболее сильное по 2-м причинам: из-за адсорбции ионов электролита на грануле
6. При изучении влияния электролитов на коагуляцию следует учитывать: коагуляция начинается при достижении порога коагуляции (сп, ск)
7. чем выше заряд коагулирующего иона, тем меньше сп и выше γ электролита. Правило Шульце ‒ Гарди
8. Правило Дерягина ‒ Ландау … … устанавливает связь между сп и зарядом коагулирующего иона. Теор.: Эксп.:
9. Способность ионов одного заряда к гидратации (лиотропные ряды) Факторы, вызывающие коагуляцию Li+ Na+ K+ Rb+ Cs+
10. Факторы, вызывающие коагуляцию «Ионы-партнёры», идущие в паре с коагулирующими ионами, уменьшают их γ в случае адсорбции
11. Смесями электролитов; Многозарядными ионами‒коагуляторами (чередование зон коагуляции); При смешивании коллоидов с гранулами разного по знаку заряда
12. Аддитивность (суммирование γ ионов одинакового q и близких по свойствам: Na+, K+) Антагонизм (уменьшение γ электролитов)
13. 2. Чередование зон коагуляции ‒ + + + ‒ ‒ ‒ ‒ ζ + ζ 0
14. 3. Гетерокоагуляция + ‒ 0 Причина явления ‒ электростатическое притяжение частиц золя противоположного q. Наиболее полно
15. … вызвана добавлением очень малых количеств ВМС и понижает устойчивость коллоидов. … связана с особенностями ВМС:
16. Вывод: адсорбционный слой является механическим препятствием для иона ‒ коагулянта. … повышение устойчивости коллоидов добавлением ВМС
17. Защитное число … … min масса ВМС (мг), достаточная для предотвращения 10 см3 гидрозоля от коагулирующего
18. Процесс перехода свежевыпавшего при коагуляции осадка во взвешенное состояние (золь) под влиянием пептизаторов ‒ б) адсорбция
19. - - - Теории коагуляции Адсорбционная (Фрейндлих) Адсорбция ионов – коагулянтов на агрегате и грануле, снижение
20. Кинетика коагуляции Производная частичной концентрации по времени, взятая со знаком «‒».
21. Коагуляция по Смолуховскому М. (1906г.) При столкновении 2-х первичных частиц золя появляются более крупные – вторичные
22. Скрытая коагуляция Медленная Быстрая Явная коагуляция S A ζкрит Б ζ = 0 С (эл-та) 0
23. Коагуляция Скрытая включает образование вторичных, третичных и т.д. частиц. Протекает незаметно и медленно. Явная заметна и
24. Уравнение Смолуховского … … характеризует скорость быстрой коагуляции. nm – частичная концентрация частиц кратности m (m
26. Скачать презентацию

Слайд 2

Виды устойчивости растворов (по Пескову)
… устойчивость ДФ к агрегации (укрупнению) частиц

за счёт:
1) электростатического барьера, обусловленного F отталкивания из-за одинакового q у гранул.

Седиментационная ‒ …

Агрегативная ‒ …

… устойчивость ДФ к оседанию под действием силы тяжести.

2) адсорбционно- сольватного барьера, обусловленного наличием сольватной оболочки у мицеллы, препятствующей её сближению с другими.

Вывод: основной вид устойчивости коллоидов ‒ агрегативная.

Слайд 3

Коагуляция ‒ …
… процесс слипания частиц, образование крупных агрегатов с потерей

седиментационной и фазовой устойчивости и последующим разделением фаз.
… процесс уменьшения степени дисперсности ДФ под действием тех или иных факторов.
Стадии коагуляции
Вывод: для золей переход скрытой в явную происходит практически мгновенно!!!

явная

скрытая

Слайд 4

Факторы, вызывающие коагуляцию
Увеличение концентрации золя приводит к уменьшению расстояния между частицами,

на котором начинают действовать силы притяжения.
Добавление неэлектролитов из-за способности разрушения гидратной (сольватной) оболочки. Отсутствие оболочки позволяет частицам приблизиться на расстояние, на котором действуют силы притяжения.

Слайд 5

Факторы, вызывающие коагуляцию
Добавление электролитов наиболее сильное по 2-м причинам:
из-за адсорбции ионов

электролита на грануле и агрегате, снижении заряда гранулы и ζ-потенциала;
из-за уменьшения толщины диффузионного слоя, что приводит к уменьшению расстояния между частицами и возникновению сил притяжения.

Слайд 6

При изучении влияния электролитов на коагуляцию следует учитывать:
коагуляция начинается при достижении

порога коагуляции (сп, ск)
Вывод: чем меньше сп, тем выше γ электролита.
коагулирующей частью электролита является ион, q которого противоположен q гранулы, а коагуляция наступает в ИЭТ золя.

Слайд 7

чем выше заряд коагулирующего иона, тем меньше сп и выше γ

электролита.
Правило Шульце ‒ Гарди …
… коагулирующее действие оказывает противоион и его γ возрастает пропорционально некоторой высокой степени его заряда.
… γ электролита возрастает с увеличением заряда коагулирующего иона, противоположного по знаку заряду гранулы

Слайд 8

Правило Дерягина ‒ Ландау …
… устанавливает связь между сп и зарядом

коагулирующего иона.

Теор.:

Эксп.:

Дерягин
Борис Владимирович
(1902‒1994)

Ландау Лев Давидович (1908 — 1968)

Слайд 9

Способность ионов одного заряда к гидратации (лиотропные ряды)
Факторы, вызывающие коагуляцию
Li+
Na+
K+
Rb+
Cs+
Li+
Na+
K+
Rb+
Cs+
Коагулирующая способность
Степень

гидратации ионов

Слайд 10

Факторы, вызывающие коагуляцию
«Ионы-партнёры», идущие в паре с коагулирующими ионами, уменьшают их

γ в случае адсорбции на поверхности коллоидной частицы.

Слайд 11

Смесями электролитов;
Многозарядными ионами‒коагуляторами (чередование зон коагуляции);
При смешивании коллоидов с гранулами разного

по знаку заряда (взаимная коагуляция / гетерокоагуляция);
Добавлением очень малых количеств ВМС (сенсибилизация).

Особые случаи коагуляции

Слайд 12

Аддитивность
(суммирование γ ионов одинакового q и близких по свойствам: Na+, K+)
Антагонизм
(уменьшение

γ электролитов)
PbCl2 + Na2SO4 ? PbSO4↓ + NaCl

Синергизм
(усиление γ электролитов)
FeCl3 + 6KSCN ? [Fe(SCN)6]K3 + 3KCl

1. Смесями электролитов

Слайд 13

2. Чередование зон коагуляции
‒
+
+
+
‒
‒
‒
‒ ζ
+ ζ
0
‒ 30 мВ
+ 30 мВ
сэл
I
II
III
IV
V
VI
VII
Причина явления

‒ перезарядка коллоидной частицы за счёт адсорбции многозарядных ионов.

Слайд 14

3. Гетерокоагуляция
+
‒
0
Причина явления ‒ электростатическое притяжение частиц золя противоположного q. Наиболее

полно гетерокоагуляция протекает при равенстве по величине, но различия по знаку q гранул 2-х золей.

Слайд 15

… вызвана добавлением очень малых количеств ВМС и понижает устойчивость коллоидов.
…

связана с особенностями ВМС:
1. образование макроионов с большой адсорбционной способностью;
2. одновременная адсорбция макроионов на нескольких коллоидных частицах с образованием флокул (мостиковый механизм).

4. Сенсибилизация …

Слайд 16

Вывод: адсорбционный слой является механическим препятствием для иона ‒ коагулянта.
… повышение

устойчивости коллоидов добавлением ВМС в концентрациях, достаточных для полного адсорбционного насыщения поверхности мицелл защищаемого золя.

Коллоидная защита …

‒

Слайд 17

Защитное число …
… min масса ВМС (мг), достаточная для предотвращения 10

см3 гидрозоля от коагулирующего действия 1 см3 раствора NaCl с ω=10% (массовая концентрация 100 г/л).

Слайд 18

Процесс перехода свежевыпавшего при коагуляции осадка во взвешенное состояние (золь) под

влиянием пептизаторов ‒

б) адсорбция ионов пептизатора на поверхности частиц осадка, появление у них одинакового q и за счёт электростатического отталкивания – переход в раствор.

а) образование пептизатора за счёт хим. реакции;

пептизация

Адсорбционная

Диссолюционная

а) введение пептизатора;

Включают стадии:

↓Fe(OH)3 + FeCl3(пепт.) → {[Fe(OH)3]m·nFe3+·(3n‒x)Cl‒}x+ ·xCl‒

а) ↓Fe(OH)3 + HCl → FeOCl (пепт) + 2Н2О
б) ↓Fe(OH)3 + FeOCl (пепт) → {[Fe(OH)3]m·nFeО+·(n‒x)Cl‒}x+ ·xCl‒

Слайд 19

-
-
-
Теории коагуляции
Адсорбционная
(Фрейндлих)
Адсорбция ионов – коагулянтов на агрегате и грануле, снижение величины

q и ζ – потенциала, коагуляция.

Физическая
(ДЛФО)
Уменьшение толщины диффузионного слоя и гидратной оболочки, уменьшение расстояния между мицеллами, возникновение сил притяжения, коагуляция.

На данном расстоянии действуют силы отталкивания

При действии ионов-коагулянтов происходит сжатие ионной атмосферы. Частицы сближаются на расстоянии, где действуют силы притяжения.

Слайд 20

Кинетика коагуляции
Производная частичной концентрации по времени, взятая со знаком «‒».

Слайд 21

Коагуляция по Смолуховскому М. (1906г.)
При столкновении 2-х первичных частиц золя появляются

более крупные – вторичные и т.д.
Следовательно, коагуляция – реакция II порядка и её ν можно описать кинетическим уравнением реакции II порядка.
Недостаток схемы: 1) в дальнейшей хим. реакции продукты не участвуют, а коллоидные частицы, участвуют, увеличивая свой размер; 2) все частицы сферической формы и одного радиуса.

Слайд 22

Скрытая коагуляция
Медленная
Быстрая
Явная коагуляция
S
A
ζкрит
Б
ζ = 0
С (эл-та)
0
νкоаг.
K
N

Слайд 23

Коагуляция
Скрытая включает образование вторичных, третичных и т.д. частиц. Протекает незаметно и

медленно.
Явная заметна и протекает с разной скоростью в зависимости от концентрации Э.
Отрезок OS – период скрытой коагуляции. В точке А достигается сn электролита и ζкрит..
Отрезок SK – медленная явная коагуляция. В точке Б ζ = 0.
Отрезок KN – быстрая явная коагуляция. νкоаг. не зависит от сэлектролита.

Слайд 24

Уравнение Смолуховского …
… характеризует скорость быстрой коагуляции.
nm – частичная концентрация частиц

кратности m (m – число частиц из которых состоит коагулированная частица);
t – время коагуляции;
t½ – время, за которое число частиц уменьшилось вдвое против начального;
n0 – исходная частичная концентрация.

Основные факторы устойчивости коллоидов. Коагуляция. Коллоидная защита и пептизация

Содержание

Виды устойчивости растворов (по Пескову)… устойчивость ДФ к агрегации (укрупнению) частиц

Коагуляция ‒ …… процесс слипания частиц, образование крупных агрегатов с потерей

Факторы, вызывающие коагуляциюУвеличение концентрации золя приводит к уменьшению расстояния между частицами,

Факторы, вызывающие коагуляциюДобавление электролитов наиболее сильное по 2-м причинам:из-за адсорбции ионов

При изучении влияния электролитов на коагуляцию следует учитывать:коагуляция начинается при достижении

чем выше заряд коагулирующего иона, тем меньше сп и выше γ

Правило Дерягина ‒ Ландау …… устанавливает связь между сп и зарядом

Способность ионов одного заряда к гидратации (лиотропные ряды)Факторы, вызывающие коагуляциюLi+Na+K+Rb+Cs+Li+Na+K+Rb+Cs+Коагулирующая способностьСтепень

Факторы, вызывающие коагуляцию«Ионы-партнёры», идущие в паре с коагулирующими ионами, уменьшают их

Смесями электролитов;Многозарядными ионами‒коагуляторами (чередование зон коагуляции);При смешивании коллоидов с гранулами разного

Аддитивность(суммирование γ ионов одинакового q и близких по свойствам: Na+, K+)Антагонизм(уменьшение

2. Чередование зон коагуляции‒+++‒‒‒‒ ζ+ ζ0‒ 30 мВ+ 30 мВсэлIIIIIIIVVVIVIIПричина явления

3. Гетерокоагуляция+‒0Причина явления ‒ электростатическое притяжение частиц золя противоположного q. Наиболее

… вызвана добавлением очень малых количеств ВМС и понижает устойчивость коллоидов.…

Вывод: адсорбционный слой является механическим препятствием для иона ‒ коагулянта.… повышение

Защитное число …… min масса ВМС (мг), достаточная для предотвращения 10