Поверхностные явления

Наиболее важны практически:
-Адсорбция
-Поверхностное натяжение

Если поверхность сравнительно мала, то ее влияние проявляется слабо. Однако, при увеличении поверхности (при измельчении) влияние поверхностных свойств проявляется сильнее в степени пропорциональной квадрату уменьшения линейных размеров частиц.
Поверхность некоторых веществ (катализаторов, адсорбентов) может достигать нескольких сотен квадратных метров на 1 грамм их массы.
Для увеличения поверхности конденсированных веществ требуется разорвать связи существующие между их частицами (произвести работу). Величина этой работы, отнесенная к единице площади получила название ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ (Дж/м²).

Поверхностное натяжение различных веществ неодинаково.
Для жидкостей при 20 градусах она составляет 15-30мДж
Для воды 72мДж на квадратный метр
Для расплавов и шлаков – от сотен до тысяч.

С повышением температуры поверхностное натяжение жидкости линейно уменьшается.

Менделеев установил существование температуры при которой поверхностное натяжение = 0 (пропадает различие между жидкостью и паром). Выше этой температуры вещество не может находиться в жидком состоянии.

На границе двух несмешивающихся жидкостей имеется избыточная энергия – межфазное натяжение.
Когда одна жидкость полностью растекается по поверхности другой соблюдается правило Антонова.
σ1,2 = σ1- σ2

При отрыве одной фазы от другой выплоняется работа – адгезия.Wадг= σ1+ σ2- σ1,2
Когезия – отрыв в одном веществе. Wког=2 σ

Адсорбция – повышение содержания вещества в поверхностном слое.
Адсорбционные явления развиваются на границе твердой или жидкой фазы с другой жидкой фазой или газом.
Наиболее практическое значение имеет адсорбция на поверхности твердой фазы.

Количество адсорбата будет возрастать по мере увеличения адсорбирующей поверхности.
Адсорбенты обладают высокой пористостью, губчатой структурой или состояние мельчайшего измельчения.

Виды адсорбции:
-Физическая – обуславливается силами межмолекулярного взаимодействия. Они слабы и при физической адсорбции происходит небольшая деформация адсорбируемых частиц.
-Химическая – осуществляется за счет насыщенных валентных сил поверхностного слоя. Могут образовываться химические соединения.

Тема

При рассмотрении кинетики коагуляции важнейшими являются такие понятия как медленная и быстрая коагуляция.

Медленная коагуляция
Не все столкновения частиц приводят к их слипанию.
Она имеет место в случаях, когда в коллоидный раствор введено недостаточное количество электролита для полного снятия электрического заряда с частиц дисперсной фазы.

Быстрая коагуляция
Все столкновения частиц приводят к их слипанию.
В варианте быстрой коагуляции силы притяжения частиц дисперсной фазы преобладают над силами отталкивания.

Скорость коагуляции зависит от ряда физических факторов:-Старение системы-Концентрация дисперсной фазы-Температура-Механическое воздействие-Свет

Коагуляцию золя можно вызвать и прибавлением к нему другого золя, частицы которого несут противоположный заряд – взаимная коагуляция.

Помимо коагуляции при которой происходит слипание подобных друг другу частиц (гомокоагуляция).
В практике наблюдают коагуляцию разнородных частиц или прилипание частиц дисперсной фазы к вводимой в систему чужеродной поверхности (ГЕТЕРОКОАГУЛЯЦИЯ).

Важнейшим свойством образующихся коагуляционных осадков является тиксотропия.
Тиксотропия – способность коллоидных структур самопроизвольно восстанавливаться после разрушения под влиянием механического воздействия.
Тиксотропия возможна на стадии существования коагуляционных структур, характерных для лиогелей.

Основными силами, удерживающими частицы в коагуляционной структуре – силы Ван-дер-Ваальс.

Гели
Разрушение лиофобных коллоидных структур заканчивается образованием гелей.
Гели – связанные дисперсные системы, образовавшиеся из золей в результате потери ими устойчивости и создающие относительно компактные агрегаты. Их подразделяют на каогели и лиогели.
Каогели
Это плотные коагуляционные осадки, полностью лишившиеся факторов устойчивости.
Каогели образуют необратимо разрушившиеся структуры, прочность которых обеспечивают конденсационно-кристаллизационные контакты. В этих контактах связи между частицами являются либо химическими, либо образуются сращиванием кристалликов, возникших при появлении новой фазы.
Лиогели – частично астабилизированные системы, в которых фактор устойчивости снят лишь с некоторых участков поверхности частиц. Частицы слипаясь по этим местам образуют пространственную рыхлую коагуляционную структуру.

Желатинообразование и флокуляция.
Эти понятия характеризуют разрушение коллоидных структур, представленных высокомолекулярными веществами

Желатинообразование отличается от коагуляции отсутствием образования частиц дисперсной фазы, а вся ее масса переходит в твердое состояние.
Желатинирование вызывается различными факторами:
-добавлением электролита
-изменением температуры

Студни – связнодисперсное гелеобразное состояние полностью астабилизированных веществ.
Студни обладают свойством твердого тела, но проявляют ряд особенностей (эластичность).

Восстановление коллоидных структур
Пептизация – переход в коллоидный раствор осадков, скоагулировавших ранее. Происходит в результате промывания и последующего действия пептизаторов. При этом из раствора удаляются коагулирующие ионы и осуществляется адсорбция пептизатора частицами осадка. В итоге частицы осадка равномерно распределяются во всем объеме жидкости.
Набухание коллоидных структур