บ้าน สุขภาพ สูตรกฎของเดอยากิน เคมีคอลลอยด์: หนังสือเรียน. ทฤษฎีการแข็งตัวของเลือดของ Deryagin Landau

สูตรกฎของเดอยากิน เคมีคอลลอยด์: หนังสือเรียน. ทฤษฎีการแข็งตัวของเลือดของ Deryagin Landau

เกี่ยวกับเทคโนโลยีของรูปแบบยาหลายรูปแบบ

ถ้อยคำกฎ:

คำอธิบายของกฎ

อนุภาคของยามีรอยแตก (รอยแยกของ Griffith) ซึ่งของเหลวแทรกซึมเข้าไปได้ ของเหลวออกแรงกดทับอนุภาค ซึ่งเกินแรงหดตัวซึ่งส่งเสริมการบด หากสารที่ถูกบดมีอาการบวม ให้บดให้ละเอียดในรูปแบบแห้ง จากนั้นจึงเติมของเหลวเท่านั้น หลังจากการบดสารยาแล้ว การกวนจะใช้เพื่อแยกอนุภาค การขึ้นสนิมประกอบด้วยความจริงที่ว่าเมื่อสารของแข็งผสมกับของเหลวที่มีปริมาตรมากกว่ามวล 10-20 เท่าอนุภาคขนาดเล็กจะถูกแขวนลอยและอนุภาคขนาดใหญ่จะตกลงไปที่ด้านล่าง ผลกระทบนี้อธิบายได้ด้วยอัตราการตกตะกอนของอนุภาคที่มีขนาดต่างกัน (กฎของสโตกส์) สารแขวนลอยของอนุภาคที่ถูกบดมากที่สุดจะถูกระบายออก และตะกอนจะถูกบดซ้ำและกวนด้วยของเหลวส่วนใหม่จนกระทั่งตะกอนทั้งหมดกลายเป็นสารแขวนลอยบางๆ

การประยุกต์ในด้านเทคโนโลยี

บิสมูธี ซับไนเตรต เอเอ็นเอ 3.0
อควา เดสทิลาเต้ 200 มล
นพ. เช็ดหน้า

ความหมายของสูตรอาหาร: วัดน้ำบริสุทธิ์ 200 มล. ลงในขาตั้ง ในครก ให้บดแป้ง 3 กรัมและบิสมัทไนเตรตพื้นฐาน 3 กรัมด้วยน้ำ 3 มล. (ตามกฎของ Deryagin) จากนั้นเติมน้ำ 60-90 มล. คนส่วนผสมแล้วทิ้งไว้หลายนาที เทสารแขวนลอยบาง ๆ จากตะกอนลงในขวดอย่างระมัดระวัง ตะกอนเปียกจะถูกบดเพิ่มเติมด้วยสากผสมกับน้ำส่วนใหม่แล้วระบายออก การบดและการกวนซ้ำแล้วซ้ำอีกจนกระทั่งอนุภาคขนาดใหญ่ทั้งหมดกลายเป็นสารแขวนลอยบาง ๆ

เขียนบทวิจารณ์เกี่ยวกับบทความ "กฎของ Deryagin"

หมายเหตุ

ข้อความที่ตัดตอนมาจากกฎของ Deryagin

เธอพาเขาเข้าไปในห้องนั่งเล่นอันมืดมิด และปิแอร์ก็ดีใจที่ไม่มีใครเห็นหน้าเขา Anna Mikhailovna ทิ้งเขาไปและเมื่อเธอกลับมาเขาก็หลับอย่างรวดเร็วโดยเอามือไว้ใต้หัว
เช้าวันรุ่งขึ้น Anna Mikhailovna พูดกับปิแอร์:
- Oui, mon cher, c"est une grande perte pour nous tous. Je ne parle pas de vous. Mais Dieu vous soutndra, vous etes jeune et vous voila a la tete d"une โชคลาภอันยิ่งใหญ่, je l"espere. พันธสัญญา n "a pas ete อีกครั้ง ouvert. Je vous connais assez pour savoir que cela ne vous tourienera pas la tete, mais cela vous กำหนด des devoirs และ il faut etre homme [ใช่แล้วเพื่อน นี่เป็นการสูญเสียครั้งใหญ่สำหรับพวกเราทุกคน ไม่ต้องพูดถึงคุณด้วย แต่พระเจ้าจะทรงสนับสนุนคุณ คุณยังเด็ก และตอนนี้ฉันหวังว่าคุณเป็นเจ้าของความมั่งคั่งมหาศาล พินัยกรรมยังไม่ได้เปิด ฉันรู้จักคุณดีพอและฉันมั่นใจว่าสิ่งนี้จะไม่ทำให้คุณหันเห แต่สิ่งนี้กำหนดความรับผิดชอบให้กับคุณ และคุณต้องเป็นผู้ชาย]
ปิแอร์เงียบ
– Peut etre บวก tard je vous dirai, mon cher, que si je n"avais pas ete la, Dieu sait ce qui serait มาถึง. Vous savez, mon oncle avant hier encore me Promettait de ne pas oublier Boris. Mais il n"a pas eu le temps. J "espere, mon cher ami, que vous remplirez le desir de votre pere. [หลังจากนั้นบางทีฉันจะบอกคุณว่าถ้าฉันไม่อยู่ที่นั่นพระเจ้าก็รู้ว่าจะเกิดอะไรขึ้นคุณคงรู้ว่าอาของวันที่สามเขา สัญญากับฉันว่าจะไม่ลืมบอริส แต่เขาไม่มีเวลา ฉันหวังว่าเพื่อนของฉัน คุณจะเติมเต็มความปรารถนาของพ่อคุณ]
ปิแอร์ไม่เข้าใจอะไรเลยและเงียบ ๆ หน้าแดงอย่างเขินอายมองดูเจ้าหญิงแอนนามิคาอิลอฟนา หลังจากคุยกับปิแอร์แล้ว Anna Mikhailovna ก็ไปที่ Rostovs และเข้านอน ตื่นขึ้นมาในตอนเช้าเธอเล่ารายละเอียดการเสียชีวิตของเคานต์เบซูฮีให้ Rostovs และเพื่อน ๆ ทุกคนของเธอฟัง เธอบอกว่าการนับนั้นตายในแบบที่เธออยากจะตาย จุดจบของเขาไม่เพียงแต่น่าประทับใจเท่านั้น แต่ยังเสริมสร้างอีกด้วย การพบกันครั้งสุดท้ายระหว่างพ่อลูกช่างซาบซึ้งใจจนไม่อาจจำเขาได้โดยไม่เสียน้ำตา และไม่รู้ว่าใครประพฤติตนดีกว่าในช่วงเวลาอันเลวร้ายเหล่านี้ พ่อที่จดจำทุกสิ่งและทุกคนในนาทีสุดท้ายและ ลูกชายของเขาหรือปิแอร์พูดกับลูกชายของเขาด้วยคำพูดที่น่าประทับใจซึ่งน่าเสียดายที่เห็นว่าเขาถูกฆ่าอย่างไรและอย่างไรเขาพยายามซ่อนความเศร้าเพื่อไม่ให้พ่อที่กำลังจะตายเสียใจ “C"est penible, mais cela fait du bien; ca eleve l"ame de voir des hommes, comme le vieux comte et son digne fils,” [มันยาก แต่ก็ช่วยได้; จิตวิญญาณจะสดใสขึ้นเมื่อคุณเห็นผู้คนเหมือนคุณเคานต์เฒ่าและลูกชายที่มีค่าของเขา” เธอกล่าว เธอยังพูดถึงการกระทำของเจ้าหญิงและเจ้าชายวาซิลีโดยไม่เห็นด้วยกับพวกเขา แต่เป็นความลับอย่างยิ่งและด้วยเสียงกระซิบ

เกี่ยวกับเทคโนโลยีของรูปแบบยาหลายรูปแบบ

ถ้อยคำกฎ:

คำอธิบายของกฎ

การประยุกต์ในด้านเทคโนโลยี

บิสมูธี ซับไนเตรต เอเอ็นเอ 3.0

อควา เดสทิลาเต้ 200 มล

นพ. เช็ดหน้า

หมายเหตุ

มูลนิธิวิกิมีเดีย 2010.

ดูว่า "กฎ Deryagin" ในพจนานุกรมอื่น ๆ คืออะไร:

กฎของ Deryagin เป็นกฎที่พัฒนาโดยนักเคมี B.V. Deryagin เกี่ยวกับเทคโนโลยีของรูปแบบยาหลายรูปแบบ กฎนี้มีลักษณะดังนี้:“ เพื่อให้ได้สารยาที่บดละเอียดเมื่อกระจายแนะนำให้เพิ่ม ... Wikipedia

Boris Vladimirovich Deryagin วันเกิด: 9 สิงหาคม 2445 (2445 08 09) สถานที่เกิด: มอสโกวันแห่งความตาย: 16 พฤษภาคม 2537 (2537 05 16) (อายุ 91 ปี) ... Wikipedia

บทความในหัวข้อ ประวัติศาสตร์ศาสนาฮินดู · ทิศทางของวิหารแพนธีออน ... วิกิพีเดีย

อนาจาร ... Wikipedia

ICD 10 F ... วิกิพีเดีย

องค์ประกอบอย่างหนึ่งของโครงสร้างทั่วไปของอาชญากรรม ซึ่งรวมถึงการกระทำที่เกี่ยวข้องกับความรุนแรงทางร่างกายและจิตใจต่อบุคคล หรือการคุกคามต่อการใช้งาน อาชญากรรมรุนแรงสามารถเข้าใจได้ในความหมายกว้างๆ แต่ยังรวมถึง... ... Wikipedia

Exhibitionism (lat. exhibeo exhibition, show) รูปแบบของพฤติกรรมทางเพศเบี่ยงเบนเมื่อความพึงพอใจทางเพศเกิดขึ้นได้โดยการแสดงอวัยวะเพศให้คนแปลกหน้า ซึ่งมักจะเป็นเพศตรงข้ามตลอดจนในที่สาธารณะ... ... Wikipedia

เหล่านี้เป็นความคิดของบุคคลที่มีความหมายแฝงทางอารมณ์เชิงลบ (ความรู้สึกไม่พอใจ ความกลัว ความบาป) ที่เกี่ยวข้องกับความสัมพันธ์ทางเพศ ซึ่งมีผลกระทบที่สำคัญและบางครั้งก็ส่งผลกระทบชี้ขาดต่อทั้งชีวิตทางเพศและโดยรวม... ... Wikipedia

- (จากภาษาละติน coagulatio coagulation แปลว่าการทำให้หนาขึ้น) การรวมกันของอนุภาคในระยะที่กระจายตัวไปเป็นมวลรวมเนื่องจากการเกาะกัน (การยึดเกาะ) ของอนุภาคระหว่างการชนกัน การชนกันเกิดขึ้นจากการเคลื่อนที่แบบบราวเนียน เช่นเดียวกับการตกตะกอน การเคลื่อนที่ของอนุภาค... สารานุกรมเคมี

การแข็งตัวเบื้องต้นเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจาก "ปฏิกิริยาระยะสั้น" ของอนุภาค การตกตะกอนมีความหนาแน่นและไม่สามารถย้อนกลับได้ เนื่องจากพลังงานของแรงดึงดูดมีมากกว่าพลังงานของแรงผลัก ที่นี่มีการสัมผัสโดยตรงระหว่างอนุภาค ที่ระยะห่างที่สอดคล้องกับค่าต่ำสุดแรก โครงสร้างการควบแน่น-การตกผลึกหรือการกระจายตัวแบบหยาบจะเกิดขึ้น 2. หากความสูงของสิ่งกีดขวางมีขนาดใหญ่และความลึกของจุดต่ำสุดที่สองมีขนาดเล็ก อนุภาคจะไม่สามารถเอาชนะสิ่งกีดขวางได้และกระจายตัวไปโดยไม่มีปฏิสัมพันธ์ นี่คือกรณีของ "ระบบที่เสถียรโดยรวม" ความมั่นคงนี้สามารถถูกทำลายได้สองวิธี ก) การเพิ่มขึ้นของพลังงานจลน์ของอนุภาคทำให้จำนวนการชนเพิ่มขึ้น หากพลังงานของอนุภาคเร็วเกินกว่าสิ่งกีดขวางที่อาจเกิดขึ้น อนุภาคนั้นก็สามารถเกาะติดกันได้ ดังนั้นการเพิ่มอุณหภูมิอาจทำให้ระบบแข็งตัวได้ b) สิ่งกีดขวางที่อาจเกิดขึ้นสามารถลดลงได้โดยการเพิ่มอิเล็กโทรไลต์เข้าสู่ระบบ ในกรณีนี้ EDL ถูกบีบอัดเนื่องจากการบีบอัดของส่วนที่กระจาย ซึ่งส่งผลให้อนุภาคเข้าใกล้กันในระยะทางที่สั้นกว่า ซึ่งแรงดึงดูดเพิ่มขึ้น มะเดื่อ 4.3 แผนภาพอิทธิพลของอิเล็กโทรไลต์ต่อการแข็งตัว: h2< h1 3. Если глубина второго минимума достаточно велика то, незави- симо от высоты барьера, происходит так называемое «дальнее взаимо- действие» двух частиц, отвечающее второму минимуму. Вторичный минимум на участке ВС отвечает притяжению частиц через прослойку среды. Возникает взаимодействие на дальних расстоя- ниях, осадки получаются рыхлыми и обратимыми, так как минимум не глубокий. Второму минимуму соответствует явление флокуляции или образо- вание коагуляционных структур. Интерес к этим системам в последнее время велик: фиксация час- тиц во втором минимуме при достаточной концентрации дисперсной фазы может привести к превращении. Золя в полностью структуриро- ванную систему. Реальные твердые тела, составляющие основу материальной куль- туры человечества (строительные материалы, деревянные изделия, оде- жда, бумага, полимеры) – в подавляющем большинстве являются струк- турированными дисперсными системами. Вывод: Рассмотренный классический вариант теории Дерягина-Ландау да- ет хорошее согласие с экспериментальными данными. Но может быть самым главным ее достижением является обоснование правила Шульце- Гарди, которое справедливо считается краеугольным камнем для про- верки теорий устойчивости. const g = 6 – «закон шестой степени» Дерягина, устанавливающий Z зависимость порога коагуляции от заряда иона-коагулятора. 4.7 Зависимость скорости коагуляции от концентрации электролита. Медленная и быстрая коагуляция Медленная коагуляция – это когда электролита введено в таком количестве, что небольшой барьер отталкивания сохраняется (DU), здесь не все сталкивающие частицы коагулируют. Скорость ее зависит от концентрации электролита. Быстрая коагуляция – имеет место при полном исчезновении энергетического барьера, здесь каждое столкновение частиц приводит к коагуляции. Скорость быстрой коагуляции u – не зависит от концен- трации электролита. Рис.4.4 Зависимость скорости коагуляции от концентрации электролита При небольших количествах электролита скорость коагуляции близка к нулю (участок I). Затем скорость растет при увеличении количества электролита (участок II). Коагуляция на участке II является медленной и зависит от концентрации электролита. На участке III скорость достигает максимальное значение и уже не зависит от количества прибавляемого электролита. Такая коагуляция называется быстрой и соответствует полному исчезновению потенци- ального барьера коагуляции DU . Начало участка III отвечает порогу быстрой коагуляции g б, здесь величина x -потенциала падает до нуля. Порогу быстрой коагуляции на основании теории ДЛФО можно дать строгое определение: Порог быстрой коагуляции – это количество электролита, необхо- димое для снижения энергетического барьера до нуля. 4.8 Изменение агрегативной устойчивости при помощи электролитов. Концентрационная и нейтрализационная коагуляция Одним из способов изменения агрегативной устойчивости золей является введение электролитов. Электролиты в состоянии изменить структуру ДЭС и его диффуз- ный слой, снизить или увеличить x -потенциал и электростатическое от- талкивание, т.е. способны вызвать или предотвратить коагуляцию. Воз- можны концентрационная и нейтрализационная коагуляция электроли- тами. Причина их одна и та же – снижение x -потенциала, ослабление электростатического отталкивания. Однако механизм снижения x - потенциала различный. Рис.4.5 Падение потенциала в ДЭС до (кривая 1) и после (кривая 2) введения электролита в процессе концентрационной (а) и нейтрализационной (б) коагуляции j1 и j 2 , x1 и x 2 – значения полного и электрокинетического по- тенциалов, соответственно, до и после введения электролитов; 3 и 4 – направления адсорбции ионов электролита; х – расстояние от твердой поверхности в глубь жидкости. 1. Концентрационная коагуляция наблюдается при больших заря- дах поверхности, когда j0 ³ 100 мВ, и проводится она в основном ин- дифферентными электролитами. Эти электролиты способствуют сжа- тию диффузной части ДЭС, снижению x -потенциала (x 2 < x1), но не изменяют полный потенциал j0 . Благодаря этому (сжатию ДЭС) частицы сближаются и межмоле- кулярные силы притяжения начинают превалировать, что и вызывает слияние частиц. Правило Шульце-Гарди подтвердили теоретически Б.В. Дерягин и Л.Д. Ландау, представив расклинивающее давление как суммарный эф- фект сил отталкивания и притяжения, что позволило им вывести урав- нение, связывающее порог коагуляции с зарядом иона-коагулятора. B * e (kб T) 5 Cкр = g = , (1) A2 e 6 Z 6 где B * – константа; e – диэлектрическая постоянная; kб – константа Больцмана; T – абсолютная температура; A – постоянная Ван-дер- Ваальса; e – заряд электрона; Z – заряд иона-коагулятора. Это уравнение (4) хорошо описывает зависимость порога коагуля- ции от заряда иона-коагулятора для сильно заряженных поверхностей и соответствует эмпирическому правилу Шульце-Гарди. В уравнение (1) не входит потенциал поверхности. Таким образом, правило Шульце-Гарди справедливо в случае концентрационной коагу- ляции. 2. Нейтрализационная коагуляция происходит при малых потен- циалах поверхности (j0 £ 100 м В) под действием неиндифферентных, т.е. родственных электролитов. Особенно эффективны электролиты, со- держащие ионы большого заряда и большого радиуса, то есть хорошо адсорбирующиеся. При введении таких электролитов идет частичная нейтрализация полного потенциала поверхности при адсорбции противоионов, что приводит к снижению не только полного потенциала j0 , но и j " и x - потенциала, а также к сжатию диффузной части ДЭС. Для случая нейтрализационной коагуляции при j0 £ 100 м В авторы теории ДЛФО нашли выражение для порога коагуляции: " x 4 Cкр = g = k 2 . (2) Z Из уравнения (2) следует, что для нейтрализационной коагуляции критическая концентрация зависит от x -потенциала и, следовательно, от полного потенциала поверхности j0 . Из уравнения (2) также следует: при малых j0 порог коагуляции обратно пропорционален Z 2 коагулирующего иона. Этот случай соответствует эмпирическому правилу Эйлерса- Корфа, которое оказывается справедливым для слабо заряженных по- верхностей. В реальных системах одновременно могут действовать оба меха- низма коагуляции, поэтому зависимость порога коагуляции от заряда иона-коагулятора оказывается промежуточной. 4.9 Особые явления при коагуляции. Явление неправильных рядов Коагулирующая сила ионов зависит не только от заряда и радиуса коагулирующих ионов, но и от их специфической адсорбции. Кроме того, многовалентные ионы могут вызвать перезарядку по- верхности и привести к чередованию зон устойчивого и неустойчивого состояния системы. Это явление получило название явления неправиль- ных рядов. Суть: при добавлении электролитов вначале наблюдается ус- тойчивость золя, затем – коагуляция. Далее – вновь устойчивость, и, на- конец, при избытке электролита – опять коагуляция. Это объясняется тем, что многовалентные ионы (Fe3+, Al3+, Th4+) перезаряжают частицы и переводят систему из неустойчивого в устой- чивое состояние. Введение электролита AlCl3 в золь сернистого мышь- яка, имеющего первоначально отрицательный заряд. Рис.4.6 Схема неправильных рядов На рис. 4.6 можно выделить две зоны устойчивого состояния (0-1, 2-3) и две зоны коагуляции (1-2, 3-4). Зона 0-1 – электролита добавлено недостаточно, устойчивое со- стояние. Зона 1-2 – электролита добавлено достаточно, x = xкр. Идет коагу- ляция. Далее начинается перезарядка поверхности, x -потенциал приоб- ретает противоположное значение. При достижении x >+ xcr สถานะเสถียรเกิดขึ้นอีกครั้ง (ส่วนที่ 2-3) ที่ส่วนที่ 3-4 ระบบจะจับตัวเป็นก้อนอีกครั้งตามรูปแบบการจับตัวเป็นก้อนแบบเข้มข้น ต่างจากส่วนที่ 1-2 ซึ่งการแข็งตัวเกิดขึ้นกับไอออน Al3+ ในโซน 3-4 การแข็งตัวจะดำเนินการด้วย Cl– ไอออน เนื่องจากประจุของอนุภาคกลายเป็นบวก 4.10 การแข็งตัวด้วยส่วนผสมของอิเล็กโทรไลต์ ในสภาวะอุตสาหกรรม ไม่ใช้อิเล็กโทรไลต์เพียงตัวเดียวในการแข็งตัว แต่จะใช้ส่วนผสมของอิเล็กโทรไลต์หลายชนิด ผลการจับตัวเป็นก้อนของส่วนผสมของอิเล็กโทรไลต์สองตัวมักจะไม่ใช่สารเติมแต่ง บางครั้งจำเป็นต้องใช้มากกว่าหนึ่งอย่างในส่วนผสมของอิเล็กโทรไลต์ - นี่คือปรากฏการณ์ของการเป็นปรปักษ์กัน หากส่วนผสมของอิเล็กโทรไลต์มีประสิทธิภาพมากกว่าอิเล็กโทรไลต์เดียวปรากฏการณ์ของการทำงานร่วมกันจะปรากฏขึ้น; จำเป็นต้องใช้อิเล็กโทรไลต์น้อยกว่าในส่วนผสมแต่ละอัน ด้วยการกระทำแบบเติมแต่ง อิเล็กโทรไลต์จะจับตัวเป็นก้อนโดยอิสระจากกัน เพื่อระบุลักษณะส่วนผสมของอิเล็กโทรไลต์สองตัว จะสะดวกในการใช้กราฟของการพึ่งพาเกณฑ์การแข็งตัว ก. 1 บนเกณฑ์การแข็งตัว ก. 2 . ด้วยการดำเนินการบวก การพึ่งพา g 1 – g 2 จะเป็นเส้นตรง การทำงานร่วมกันมีลักษณะเป็นเส้นโค้ง 2 หากอิเล็กโทรไลต์แรกถูกนำไปใช้ในปริมาณ g 1/2 จากนั้นส่วนที่สอง - ในปริมาณ g 2< g 2 / 2 . Рис.4.7 График зависимости порога коагуляции: 1 – аддитивное действие; 2 – синергетическое действие; 3 – антагонистическое действие Синергизм электролитов широко используют на практике для коа- гуляции больших количеств дисперсных систем. 4.11 Применение коагулянтов и флокулянтов в процессах очистки воды Явление коагуляции тесно связано с проблемой удаления загрязне- ний из водных сред. В основе многих методов очистки от в.д.с – загрязнений лежит яв- ление потери системой агрегативной устойчивости путем объединения частиц под внесением специально вводимых реагентов: коагулянтов и флокулянтов. Это укрупнение частиц приводит к потере седиментационной ус- тойчивости системы и образованию осадков. В настоящее время подбор реагентов для коагуляции основывается преимущественно на эмпирических исследованиях. Чаще всего коагулирование загрязнений воды производится элек- тролитами, которые содержат многозарядные ионы (Al3+, Fe3+). Ранее процесс осветления воды объясняли нейтрализацией много- валентными катионами, заряженных, как правило, отрицательно, частиц природных вод. Однако коагуляция эти ионами связана с процессами их гидролиза, в результате которого возникают полиядерные аквагидро- комплексы, обладающие более сильной коагулирующей способностью, чем ионы. Сам процесс коагуляции подобен процессу флокуляции ВМС. В процессах водоочистки постепенно расширяется применение по- лимерных флокулянтов (ВМС): длинная молекула полимера адсорбиру- ется двумя концами на двух разных частицах дисперсной фазы и соеди- няет их «мостиком». Получается рыхлый агрегат – флоккула. Здесь час- тицы не имеют непосредственного контакта между собой. Флокулянты бывают природными и синтетическими, неионоген- ными и ионогенными. В последнем случае флокуляция возможна не только по механизму мостикообразования, но и путем нейтрализации заряда частиц противоположно заряженными ионами полиэлектролита. На празднике часто эффективным оказывается совместное приме- нение коагулянтов и флокулянтов. 4.12 Кинетика коагуляции Процесс коагуляции протекает во времени. Отсюда вытекает пред- ставление о скорости коагуляции. Скорость коагуляции – это измене- ние частичной концентрации в единице объема в единицу времени. Раз- личают быструю коагуляцию, когда каждое столкновение частиц при- водит к их слипанию и медленную коагуляцию, если не все столкновения частиц являются эффективными. Термины «быстрая» и «медленная» коагуляции условны и не связаны со скоростью процесса. При опреде- ленных условиях быстрая коагуляция может протекать очень медленно и, наоборот, медленная коагуляция может идти весьма быстро. Теория кинетики быстрой коагуляции предложена С. Смолуховским. Скорость процесса уменьшения общего числа частиц (n) во времени он рассматривает как скорость реакции второго порядка, поскольку слипание частиц происходит при столкновении двух частиц, dn = k × n2 . (3) dt После интегрирования этого уравнения получим 1æ1 1 ö k= ç - ÷ (4) t è n n0 ø или n0 n= , (5) 1+ kn0t где n0 – общее число частиц в единице объема золя до коагуляции, n – число частиц к моменту времени t, k – константа скорости процесса коагуляции, которая вычисляется по уравнению (5.5). Константа k свя- зана с коэффициентом диффузии частиц D и с расстоянием d, на кото- ром действуют силы притяжения между частицами, уравнением k = 4pDd . (6) Подставив в это уравнение вместо D его значение из уравнения Эйнштейна и учитывая, что d = 2r, получим 4 RT 3 –1 k= ,м с. (7) 3h Из формулы (7) видно, что величина k не зависит от начальной концентрации золя и от размера частиц и поэтому не меняется при их слипании. Константа скорости процесса коагуляции – постоянная толь- ко для данной коллоидной системы. Если величина константы k, вычис- ленная из экспериментальных данных, не совпадает с величиной, полу- ченной из теоретической формулы (7), то это значит, что в системе про- исходит не быстрая, а медленная коагуляция. С. Смолуховский предложил формулы, позволяющие определить с к о л ь к о ч а с т и ц того или иного порядка (первичных, вторичных и т.д.) имеется в золе ко времени t. Причем для того, чтобы исключить входящие в эти формулы трудно определяемые величины D и d, он ввел в них так называемое время половинной коагуляции q (период коагуля- ции), за которое начальная концентрация первичных частиц уменьшает- ся вдвое. Тогда для первичных частиц n0 n1 = , (8) (1 + t q) 2 для вторичных частиц n0 t q n2 = (9) (1 + t q) 3 и для частиц m-го порядка n0 (t q) m-1 nm = . (10) (1 + t q) m+1 На рис. 4.8 уравнения (8-10) изображены графически. Получен- ные кривые наглядно показывают распределение числа частиц в бы- стро коагулирующем золе. В на- чальный момент, т. е. когда t = 0, все частицы – первичные: n = n1 = n0, а n2 = n3 = n4 = 0. Через некоторое время количество всех частиц равно n, число первичных n1 уменьшается, но начинают появ- ляться двойные, тройные и др. час- тицы. По мере коагуляции эти час- тицы также постепенно исчезают, уступая место частицам высших порядков – более крупным агрега- там. Поэтому кривые, выражающие Рис.4.8 Распределение числа частиц при изменение числа частиц различных быстрой коагуляции золя порядков, со временем приобрета- ют ясно выраженные максимумы. Кривые, выражающие распределение числа частиц во времени, строят также в координатах n = f (t / q) , n = f (t) или в линейной форме – в координатах 1 / n = f (t) . Согласно теории С. Смолуховского, время половинной коагуляции не зависит от времени коагуляции. Чтобы проверить применимость тео- рии, по экспериментальным данным вычисляют q для нескольких зна- чений t по формуле, полученной из (4), . (11) Если величина q не остается постоянной при различных t, то это означает, что в системе происходит не быстрая, а медленная коагуля- ция. 4.13 Примеры коагуляции. Образование почв Мы рассмотрели развитие основных идей, определяющих содержа- ние проблемы устойчивости. Так, одна из важнейших задач заключается в сохранении устойчивого состояния суспензий, эмульсий и других объектов, проходящих в процессе переработки через сложные системы производственных агрегатов. Не менее важной для народного хозяйства является и обратная задача – скорейшего разрушения дисперсных сис- тем: дымов, туманов, эмульсий, промышленных и сточных вод. Огра- ничимся здесь иллюстрацией многообразия и сложности коагуляцион- ных явлений на примерах, связанных с процессами почвообразования. Почвы образуются при разрушении горных пород в результате вы- ветривания, выщелачивания, гидролиза и т. д. Эти процессы приводят к образованию окислов: как нерастворимых, типа SiO2, Al2O3, Fe2O3 (точ- нее – их гидроокисей), так и растворимых, типа RO и R2O (где R – ме- талл). Из-за значительной гидратации нерастворимых элементов почвы и дальнему взаимодействию в процессе взаимной коагуляции образуют- ся структурированные коагуляты, близкие по свойствам к гелям, назы- ваемые коагелями. Эти коллоидно-химические процессы определяют все многообразие существующих типов почв. Например, подзолистые почвы, типичные для северных районов нашей страны, образуются в условиях малого содержания органических остатков (гуминовых веществ) и большой влажности, вымывающей окислы основного характера (RO и R2O). Остающиеся коагели характе- ризуются высоким содержанием SiO2 и малым количеством питатель- ных веществ, необходимых для растений. Наоборот, черноземные почвы средней полосы России образуются в условиях малой влажности. В этих условиях ионы Са2+ и Mg2+ не вы- мываются и, взаимодействия с гуминовыми кислотами, образуют нерас- творимые высокомолекулярные коллоидные частицы – гуматы Са2+ и Mg2+. В процессе взаимной коагуляции положительно заряженных час- тиц R2O3 с отрицательно заряженными гуматами и SiO2 возникают

หน้าปัจจุบัน: 16 (หนังสือมีทั้งหมด 19 หน้า) [ข้อความอ่านที่มีอยู่: 13 หน้า]

แบบอักษร:

100% +

99. ความเป็นปรปักษ์และการทำงานร่วมกันในการกระทำของอิเล็กโทรไลต์ต่อกระบวนการแข็งตัว

การแข็งตัวร่วมกันเกิดขึ้นเมื่อคอลลอยด์สองตัวที่มีสัญญาณประจุต่างกันผสมกัน คอลลอยด์แต่ละตัวถือได้ว่าเป็นอิเล็กโทรไลต์ โดยไอออนหนึ่งเป็นปกติและอีกไอออนหนึ่งมีมวลมาก ตามมาด้วยว่าคอลลอยด์ที่มีอนุภาคที่มีประจุบวกจะทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรไลต์ที่จับตัวเป็นก้อนสำหรับโซลที่มีอนุภาคลบ และในทางกลับกัน โดยธรรมชาติแล้ว การแข็งตัวที่สมบูรณ์ที่สุดจะเกิดขึ้นในอัตราส่วนที่เหมาะสมของสารละลายคอลลอยด์ ซึ่งสอดคล้องกับการทำให้อนุภาคเป็นกลางซึ่งกันและกัน หากมีคอลลอยด์มากเกินไป การแข็งตัวบางส่วนจะเกิดขึ้น หรือระบบจะยังคงมีเสถียรภาพโดยมีสัญญาณของประจุคอลลอยด์ส่วนเกิน (ชาร์จใหม่) ผลการแข็งตัวของสารละลายคอลลอยด์ที่มีส่วนผสมของอิเล็กโทรไลต์จะแตกต่างกัน มีสามกรณีที่นี่:

1) ปรากฏการณ์ของการบวก;

2) การเป็นปรปักษ์กันของไอออน

3) การทำงานร่วมกันของไอออน.

ในผลงาน ยู. เอ็ม. กลาสมาน, อี. มาติเยวิช และผู้เขียนคนอื่น ๆ ได้ศึกษากรณีที่ซับซ้อนกว่า แต่สำคัญมากสำหรับการปฏิบัติ - การแข็งตัวด้วยส่วนผสมของอิเล็กโทรไลต์

สารเติมแต่งผลที่ได้คือความสามารถในการจับตัวเป็นก้อนในส่วนผสมจะถูกเพิ่มทางคณิตศาสตร์ตามกฎการผสม ในกรณีของการเติมแต่ง หากเติมอิเล็กโทรไลต์หนึ่งตัวจาก 1/2 เป็น 1 โซล ดังนั้นเพื่อให้เกิดการแข็งตัวคุณต้องเพิ่ม 2/2 มักสังเกตเห็นผลการเติมโดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างการแข็งตัวของส่วนผสมของอิเล็กโทรไลต์ที่มีไอออนเด่นที่มีความจุเท่ากัน

เป็นที่ทราบกันมานานแล้วว่าพร้อมกับผลการแข็งตัวของสารเติมแต่งของเคาน์เตอร์ทั้งสองกรณีของการเป็นปรปักษ์และการทำงานร่วมกันในการกระทำของพวกเขาซึ่งมีความสำคัญมากไม่เพียง แต่สำหรับกระบวนการทางเทคโนโลยีหลายอย่างเท่านั้น แต่ยังสำหรับการทำความเข้าใจรูปแบบของผลกระทบของไอออนด้วย บนอวัยวะและเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิต ซึ่งไอออนที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพมักปรากฏเป็นตัวคู่อริหรือตัวเสริมฤทธิ์กัน

การกระทำของการแข็งตัวของอิเล็กโทรไลต์หนึ่งเริ่มต้นต่อหน้าอีกอิเล็กโทรไลต์ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่พบในส่วนผสมของไอออนที่มีความจุต่างกัน (เช่น Al 3+ และ R +) รวมถึงในระหว่างการแข็งตัวของโซลลบ สาเหตุของการเบี่ยงเบนจากสารเติมแต่งอาจทำให้กิจกรรมของไอออนลดลงด้วยไฟฟ้าสถิตในส่วนผสมของอิเล็กโทรไลต์และการก่อตัวที่ซับซ้อน

เมื่อจับตัวเป็นก้อนด้วยส่วนผสมของอิเล็กโทรไลต์ในบางกรณีจะสังเกตเห็นการทำงานร่วมกันของไอออน (ผลตรงกันข้ามของปรากฏการณ์ของการเป็นปรปักษ์กันนั่นคือเมื่อผลการแข็งตัวของอิเล็กโทรไลต์หนึ่งเพิ่มขึ้นต่อหน้าอิเล็กโทรไลต์อื่น) ที่ความเข้มข้นต่ำของอิเล็กโทรไลต์ สารละลายคอลลอยด์จะเกิดการแข็งตัว ด้วยการสร้างชั้นการดูดซับเพิ่มเติมบนพื้นผิวของอนุภาคคอลลอยด์ด้วยคุณสมบัติทางโครงสร้างและทางกลที่ได้รับการปรับปรุง ความเสถียรของสารละลายต่อการแข็งตัวของแม่เหล็กไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ชั้นเหล่านี้สามารถป้องกันการแข็งตัวของอิเล็กโทรไลต์ได้ การรักษาเสถียรภาพของโซลด้วยความเคารพต่ออิเล็กตรอนโดยการเติมสารละลายโมเลกุลสูงจำนวนเล็กน้อย (เจลาติน, วุ้น - วุ้น, อัลบูมินไข่ ฯลฯ ) เรียกว่าการป้องกัน

โซลป้องกันมีความทนทานต่ออิเล็กโทรไลต์มาก ตัวอย่างเช่น สารละลายซิลเวอร์คอลลอยด์ซึ่งได้รับการปกป้องด้วยสารโปรตีนและใช้เป็นยา (โพรทาร์กัล, คอลลาร์กัล) จะไม่ไวต่ออิเล็กโทรไลต์และสามารถระเหยจนแห้งได้ หลังจากบำบัดด้วยน้ำ สารตกค้างที่แห้งจะถูกแปลงเป็นโซลอีกครั้ง อย่างไรก็ตามผลการป้องกันของสารต่าง ๆ นั้นไม่เหมือนกัน ปริมาณของสารที่เพียงพอที่จะป้องกันการแข็งตัวของโซลโดยเฉพาะภายใต้สภาวะมาตรฐานบางประการ ทำหน้าที่เป็นตัววัดการดำเนินการป้องกัน ตัวอย่างเช่น เจลาติน “เลขทอง” คือ 0.01 ซึ่งหมายความว่า 0.01 มก. ของเจลาตินจะปกป้องได้ 10 มล. โซลทองจากการแข็งตัวของสารละลาย NaCl 10% 1 มล. “ หมายเลขทอง” ของอัลบูมินไข่ – 2.5, แป้ง – 20 ในทำนองเดียวกันคุณสามารถประเมิน "หมายเลขเงิน", "หมายเลขซัลเฟอร์" ฯลฯ

100. การแข็งตัวของโซลที่มีประจุแรงและอ่อน

ในกระบวนการพัฒนาเคมีคอลลอยด์ มีหลายทฤษฎีที่พยายามเชื่อมโยงความเสถียรของโซลที่ไม่ชอบน้ำ (โดยเฉพาะผลการแข็งตัวของอิเล็กโทรไลต์) กับพารามิเตอร์บางอย่างของระบบและปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นระหว่างปฏิสัมพันธ์ของเฟสที่กระจายตัวกับ สื่อกระจายตัว ที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดคือทฤษฎีเสถียรภาพสมัยใหม่ ซึ่งเป็นชื่อของนักวิทยาศาสตร์โซเวียต และถูกกำหนดให้เป็นทฤษฎี DLFO (B.V. Deryagina, แอล.ดี. แลนเดา, อี. แฟร์เวย์, เจ. โอเวอร์เบ็ค) ตามทฤษฎี DLPO การเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์ในตัวกลางการกระจายตัวจะทำให้ความหนาของชั้นกระจายลดลง ความหนาของชั้นกระจายจะลดลงจนถึงขนาดที่แรงดึงดูดของโมเลกุลเริ่มกระทำ ด้วยเหตุนี้ จึงเกิดการสูญเสียความเสถียรแบบรวมและจลนศาสตร์ ทฤษฎีทางกายภาพของการแข็งตัวของเลือด DLFO แสดงถึงทฤษฎีเชิงปริมาณข้อแรก สามารถใช้คำนวณเกณฑ์การแข็งตัวของเลือดได้ ด้วยเหตุนี้ กฎชูลซ์-ฮาร์ดีจึงเป็นไปตามทฤษฎีนี้

“ กฎระดับที่หก” ของ Deryagin Z 6 Z 6 กำหนดการพึ่งพาเกณฑ์การแข็งตัวของเลือดหรือความสามารถในการแข็งตัวของเลือด ( วี k = 1/Sk) กับประจุของไอออน ปริมาณ วี k สำหรับประจุตอบโต้หนึ่ง สอง และสามประจุสัมพันธ์กันเป็น 1:64:729 ตามกฎชูลซ์-ฮาร์ดี

หากการแข็งตัวเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาในระยะสั้นของอนุภาค ระบบดังกล่าวจะไม่เสถียร และการแข็งตัวจะไม่สามารถย้อนกลับได้ในกรณีส่วนใหญ่ เนื่องจากความลึกของค่าต่ำสุดแรกมักจะมากกว่า kT ความสูงของสิ่งกีดขวางที่ลดลงอาจเกิดจากการดูดซับจำเพาะ ดังนั้นเราจึงสามารถพูดถึงการแข็งตัวของเลือดได้สองประเภท: ความเข้มข้นและการดูดซับ

ควรสังเกตว่าการเปรียบเทียบทฤษฎีง่ายๆ ที่พิจารณากับการทดลองสำหรับ z > 2 นั้นเป็นไปไม่ได้ เนื่องจากทฤษฎีเวอร์ชันนี้ไม่ได้คำนึงถึง ψ 1 (c) สำหรับการคูณประจุเคาน์เตอร์ ซึ่งเกี่ยวข้องกับทั้งขนาดและเครื่องหมาย ของ ψ 1 .

ด้วยการพัฒนาเพิ่มเติมของทฤษฎี DLFO สำหรับการตรึงร่วมกันของอนุภาคในระดับต่ำสุดที่สอง จึงสามารถได้ค่าเลขชี้กำลังที่ 3.5–2.5 สิ่งนี้ได้รับการยืนยันโดยข้อมูลการทดลองจินตภาพเกี่ยวกับการโต้ตอบเพิ่มเติม

การทำงานร่วมกันทั้งหมดขึ้นอยู่กับทฤษฎี DLVO ซึ่งสร้างความเชื่อมโยงระหว่างคุณสมบัติของชั้นไฟฟ้าและเสถียรภาพของระบบที่กระจายตัว ในงานเหล่านี้จะพิจารณากรณีที่ซับซ้อนมากขึ้น (เช่นโดยคำนึงถึงการดูดซับไอออน) และด้วยเหตุนี้การเปลี่ยนแปลงใน ψ 1 จึงนำไปสู่ปรากฏการณ์ของโซนการแข็งตัว

แนวคิดเกี่ยวกับธรรมชาติทางไฟฟ้าหรือแรงผลักจะถูกต้องมากขึ้นเมื่อมีการสร้างการเชื่อมต่อระหว่างโซนการแข็งตัวและลักษณะของการเปลี่ยนแปลงใน ψ 1 ในสารละลายของอิเล็กโทรไลต์ที่มีประจุบวกทวีคูณ ด้วยประจุที่เท่ากันของอนุภาคในระยะการกระจายตัวขององค์ประกอบเดียวกัน ดูเหมือนว่าพวกมันควรจะผลักกันไฟฟ้าสถิตออกไป

ดังนั้น ภายในกรอบการพิจารณาเชิงคุณภาพ แรงผลักเกิดขึ้นเมื่อชั้นกระจายถูกเปลี่ยนรูป และเพื่อที่จะเข้าใกล้อนุภาค พวกมันจำเป็นต้องเอาชนะสิ่งกีดขวางที่สูงกว่า ยิ่งสูง ψ 1 และยิ่งล้าหลังจากพื้นผิวมากขึ้น ยิ่งความหนาของชั้นกระจายมากขึ้นเท่านั้น

สำหรับการนับหลายค่า ค่าของ ψ 1 จะลดลงเมื่อความเข้มข้นเพิ่มขึ้นเร็วขึ้นมาก ซึ่งอธิบายกฎชูลซ์-ฮาร์ดี

101. การตกตะกอน เฮเทอโรโคเอกูเลชั่น (คำจำกัดความ ตัวอย่าง)

การตกตะกอน- การแข็งตัวชนิดหนึ่งที่นำไปสู่การก่อตัวของการจับตัวเป็นก้อนหลวมและเป็นขุย - ตกตะกอน

ในหลายกรณี การพึ่งพาความเสถียรที่แสดงผ่านคุณลักษณะเชิงปริมาณใดๆ เช่น c กับปริมาณของคอลลอยด์ "ป้องกัน" (PMC) ที่เติมเข้าไป จะผ่านค่าต่ำสุดที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน กล่าวอีกนัยหนึ่ง ความต้านทานจะลดลงเมื่อเพิ่ม IUD ในปริมาณที่ไม่เพียงพอต่อการป้องกัน ปรากฏการณ์นี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งลักษณะเฉพาะของโมเลกุลขนาดใหญ่เชิงเส้นที่มีกลุ่มขั้วที่ปลายทั้งสองของสายโซ่ (เช่น โพลีไวนิลแอลกอฮอล์) ปัจจุบันอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าโมเลกุลโพลีเมอร์ขนาดยาวติดอยู่ที่ปลายทั้งสองข้างกับอนุภาคสองตัวที่แตกต่างกันของเฟสที่กระจายตัว ยึดพวกมันไว้ด้วยกันด้วย “สะพาน” ไฮโดรคาร์บอน

การตีความเชิงปริมาณของปรากฏการณ์การตกตะกอนที่ดำเนินการในทางทฤษฎี ลา เมร่า ขึ้นอยู่กับมุมมอง ไอ. แลงมัวร์ แสดงให้เห็นว่าความน่าจะเป็นของการดูดซับที่ปลายอีกด้านของอนุภาคที่สองสำหรับโมเลกุลที่ถูกดูดซับไว้บนอนุภาคแรกแล้วจะยิ่งมากขึ้น จำนวนโมเลกุลเหล่านี้ก็จะยิ่งมากขึ้น และสัดส่วนของพื้นผิวอิสระก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ดังนั้นความเสถียรขั้นต่ำจึงสอดคล้องกับการเติมโมเลกุลขนาดใหญ่ครึ่งหนึ่งของชั้นผิว

ปรากฏการณ์นี้ (การตกตะกอน) เนื่องจากความถูกเมื่อเปรียบเทียบของสารตกตะกอน จึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการตกตะกอนของสารแขวนลอย โซล และโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการทำให้น้ำธรรมชาติและน้ำเสียบริสุทธิ์

การแข็งตัวของเลือด– อันตรกิริยาระหว่างอนุภาคที่มีองค์ประกอบหรือขนาดต่างกัน แนวคิดของเฮเทอโรโคเอกูเลชั่นเป็นเรื่องทั่วไป โดยรวมถึงกรณีพิเศษด้วย อันตรกิริยาของสองวัตถุที่เหมือนกันในการปฏิสัมพันธ์ที่เราพิจารณา

ตัวอย่างของเฮเทอโรโคเอกูเลชันคือ การแข็งตัวร่วมกัน อนุภาคที่มีประจุตรงข้ามกัน ในกรณีนี้ แรงไฟฟ้าสถิตจะเปลี่ยนสัญญาณและกลายเป็นแรงดึงดูด การไม่มีอุปสรรคด้านพลังงานทำให้เกิดการแข็งตัวอย่างรวดเร็วไม่ว่าค่าใดก็ตาม กับ.

กระบวนการนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการทำลายระบบที่กระจัดกระจายในทางปฏิบัติ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในการเชื่อมต่อกับปัญหาการทำให้น้ำธรรมชาติและน้ำอุตสาหกรรมบริสุทธิ์ ดังนั้นที่สถานีจ่ายน้ำก่อนที่น้ำจะเข้าสู่ตัวกรองทรายจะมีการเติม Al 2 (SO 4) 3 หรือ FeCl 3 ลงไป โซลที่มีประจุบวกของไฮเดรต Fe หรืออัลออกไซด์ซึ่งเกิดขึ้นจากการไฮโดรไลซิสทำให้เกิดการแข็งตัวอย่างรวดเร็วของอนุภาคดินที่มีประจุลบที่ถูกแขวนลอย ปรากฏการณ์ของการแข็งตัวของโซลร่วมกันมีความสำคัญอย่างยิ่งในกระบวนการทางธรรมชาติและเทคโนโลยีหลายประการ การแข็งตัวร่วมกันเป็นเรื่องปกติในธรรมชาติ (เช่น เมื่อผสมน้ำทะเลและแม่น้ำ) การแข็งตัวของคอลลอยด์ของน้ำในแม่น้ำเกิดขึ้นดังนี้ ไอออนของเกลือน้ำทะเลจะถูกดูดซับบนอนุภาคคอลลอยด์ที่มีประจุของน้ำในแม่น้ำ จากการดูดซับ อนุภาคจะถูกปล่อยออกมา รวมกันเป็นมวลรวมขนาดใหญ่และตกตะกอน นั่นคือสาเหตุที่ตะกอนจำนวนมากค่อยๆ สะสมที่ด้านล่าง และต่อมาก็เกิดเกาะและสันดอนขึ้น นี่คือวิธีที่สันดอนของแม่น้ำหลายสายของเราก่อตัวขึ้น

การประยุกต์ทฤษฎี DLFOกระบวนการเฮเทอโรโคเอกูเลชันแสดงให้เห็นว่าในบางกรณี ไม่เพียงแต่สัญญาณของ U ter เท่านั้น แต่ยังรวมถึงการเปลี่ยนแปลงของ U ด้วย ธรรมชาติของกองกำลังลอนดอนในกรณีเหล่านี้ไม่เปลี่ยนแปลง แต่เป็นพลังแห่งแรงดึงดูดเสมอ มีบทบาทสำคัญในกระบวนการตรึงคอลลอยด์ที่ถูกดูดซับโดยการแข็งตัวของพวกมันซึ่งเกิดจากประจุตรงข้ามของอนุภาคที่ถูกดูดซับและพื้นผิวของตัวดูดซับ

แอล.เอ. คูลสกี้ เป็นที่ยอมรับว่าไม่ใช่สิ่งเจือปนคอลลอยด์ของน้ำที่เกิดการแข็งตัว แต่เป็นไฮดรอกไซด์ที่เกิดขึ้นระหว่างการไฮโดรไลซิสของสารตกตะกอน การทำน้ำให้บริสุทธิ์นั้นไม่ได้เกิดขึ้นจากการแข็งตัว แต่เกิดจากการดูดซับสิ่งเจือปนคอลลอยด์บนพื้นผิวของไฮดรอกไซด์ การแข็งตัวของอนุภาคอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์และการตกตะกอนที่เกี่ยวข้องจากน้ำเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของอิเล็กโทรไลต์ที่ละลายในน้ำ

102. อิทธิพลของอิเล็กโทรไลต์ต่อศักย์ไฟฟ้า โซนการแข็งตัว

ขนาด ζ -ศักยภาพถูกกำหนดโดยปริมาณอิเล็กโทรไลต์ทั้งหมดในสารละลาย ความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้นส่งผลให้ความหนาของชั้นกระจายลดลง ดังนั้นจึงมาพร้อมกับการลดลงของศักย์ไฟฟ้าจลน์ มันไม่เพียงขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของไอออนเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับความจุของมันด้วย โดยที่ประจุจะมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่ง กล่าวคือ ไอออนซึ่งมีประจุตรงข้ามกับประจุของอนุภาค มีอิทธิพลอย่างมากต่อ ζ - ศักยภาพถูกกระทำโดยไอออนอินทรีย์เชิงซ้อนโมโนวาเลนท์ (สีย้อม, อัลคาลอยด์ ฯลฯ ) ซึ่งอิทธิพลของไอออนนั้นเทียบเคียงกับอิทธิพลต่อศักยภาพของไอออนอนินทรีย์ไดวาเลนต์

ประสบการณ์แสดงให้เห็นว่าไอออนไฮโดรเจนและไฮดรอกซิล ไอออนความจุสูง (AI 3+, Fe 3+, PO 3-, ซิเตรตไอออน ฯลฯ) รวมถึงไอออนอินทรีย์เชิงซ้อนของอัลคาลอยด์และสีย้อมไม่เพียงแต่สามารถลดได้อย่างมาก ζ - มีศักยภาพ แต่ที่ระดับความเข้มข้นที่แน่นอนก็ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในสัญญาณ

ในระหว่างการแข็งตัว อนุภาคจะต้องเข้าใกล้กันในระยะห่างที่พลังงานของการดึงดูดซึ่งกันและกันจะมากกว่าพลังงานของการเคลื่อนที่ด้วยความร้อน (บราวเนียน) ซึ่งจะเคลื่อนอนุภาคออกจากกัน วิธีการที่จำเป็นถูกป้องกันโดยแรงผลักไฟฟ้าสถิตที่เกิดขึ้นเมื่อเปลือกไอออนิกของชั้นกระจายสัมผัสกัน เมื่ออิเล็กโทรไลต์ถูกใส่เข้าไปในสารละลายคอลลอยด์ กระบวนการอิสระสองกระบวนการจะเกิดขึ้น

อันดับแรก– แลกเปลี่ยนการดูดซับไอออนในเปลือกกระจายด้านนอก เช่น การแลกเปลี่ยนไอออนของชั้นกระจายสำหรับไอออนเด่นของอิเล็กโทรไลต์ที่นำเข้า สิ่งนี้อธิบายถึงการขึ้นรถไฟใน coagulum

กระบวนการที่สอง– การบีบอัดของชั้นกระจายนี้ซึ่งเป็นผลมาจากส่วนหนึ่งของไอออนผ่านเข้าไปในส่วนภายใน (Helmholtz) ของชั้นไฟฟ้าสองชั้น เนื่องจากความหนาของชั้นกระจายลดลง อนุภาคคอลลอยด์จึงมีความเป็นไปได้ที่จะเข้าใกล้มากขึ้นโดยไม่มีแรงผลักเกิดขึ้นระหว่างพวกมัน ในระยะห่างที่สั้นเพียงพอ แรงดึงดูดซึ่งกันและกันสามารถทำให้เกิดการยึดเกาะและการแข็งตัวของอนุภาคได้

การบีบอัดของชั้นไฟฟ้าสองชั้นสามารถตัดสินได้จากการตก ζ -ศักยภาพ ซึ่งมักจะสังเกตได้เมื่อมีการเติมอิเล็กโทรไลต์ การตกของมันไม่ได้เป็นสาเหตุของการแข็งตัว แต่ทำหน้าที่เป็นตัวบ่งชี้การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในโครงสร้างของชั้นไฟฟ้าสองชั้น การเชื่อมต่อ ζ - ศักยภาพในการแข็งตัวของเลือดปรากฏชัดเจนในแถวหรือโซนของการแข็งตัวที่ผิดปกติและสามารถพิจารณาได้จากตัวอย่าง ไอออนของโลหะไตรและเตตระวาเลนต์ รวมถึงแคตไอออนอินทรีย์ขนาดใหญ่ เมื่อเติมลงในโซลลบในปริมาณที่เพิ่มขึ้น จะมีพฤติกรรมในลักษณะพิเศษโดยสิ้นเชิง ในตอนแรก เมื่อถึงเกณฑ์การแข็งตัวของเลือด พวกมันก็เหมือนกับไอออนของการแข็งตัวอื่นๆ ที่ทำให้เกิดการแข็งตัวของโซล (โซนการแข็งตัวครั้งแรก) จากนั้น ในส่วนใหม่ของโซลที่มีความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์สูงขึ้น จะไม่เกิดการแข็งตัว (โซนความเสถียร) นอกจากนี้ ที่ความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์ที่สูงขึ้น การแข็งตัวจะเกิดขึ้นอีกครั้ง (โซนการแข็งตัวที่สอง) ในเขตเสถียรภาพที่สอง อนุภาคคอลลอยด์ไม่มีประจุลบอีกต่อไป แต่เป็นประจุบวก ดังที่สามารถสร้างได้ง่ายด้วยอิเล็กโตรโฟรีซิส แน่นอนว่าแคตไอออนที่มีประจุสูงและไอออนอินทรีย์ขนาดใหญ่ที่ถูกดูดซับไว้สูงและไอออนบวกอินทรีย์ขนาดใหญ่สามารถเข้าสู่ส่วนของเฮล์มโฮลทซ์ของชั้นสองชั้นได้ในปริมาณที่เทียบเท่ากันยิ่งยวด ด้วยเหตุนี้แอนไอออนที่มาพร้อมกับพวกมันจึงเข้าสู่ส่วนที่กระจายของเลเยอร์สองชั้นซึ่งเปลี่ยนเครื่องหมาย ζ -ศักยภาพ.

ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า โซนการแข็งตัวซึ่งประกอบด้วยลักษณะของโซนความเสถียรที่สองหลังจากโซนการแข็งตัวด้วยความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์ที่เพิ่มขึ้น ในโซนที่สองนี้ ประจุของอนุภาคจะตรงกันข้ามกับประจุในโซนความเสถียรเริ่มต้น ด้วยการเติบโตต่อไป กับด้วยค่าวิกฤตใหม่ ส"เคโซนที่สองของการแข็งตัวเริ่มต้นขึ้น

103. จลนพลศาสตร์ของการแข็งตัวอย่างรวดเร็ว ทฤษฎีของสโมลูโชสกี้

ในช่วงความเข้มข้นที่แคบจะมีการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว โวลต์เป็นค่าที่แน่นอนซึ่งไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อเพิ่มขึ้นอีก กับ- ด้วยเหตุนี้จึงสามารถแยกแยะโซนที่มีการแบ่งเขตอย่างชัดเจนสามโซน: ความเสถียร, การแข็งตัวช้า (ด้วยเกณฑ์ sk m) และการแข็งตัวอย่างรวดเร็ว (ด้วยเกณฑ์ sk b)

เพราะด้วยการเติบโต กับความสูงของกำแพงพลังงาน U ลดลงเราสามารถอธิบายรูปแบบที่สังเกตได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าที่ c = ck m มีความน่าจะเป็นที่แน่นอนที่อนุภาค "ร้อนที่สุด" จะผ่านสิ่งกีดขวาง (ท ≥ ยู)อนุภาค; ความน่าจะเป็นนี้จะเพิ่มขึ้นอีก และที่ c > sk b ถึงค่าจำกัด - หนึ่ง กล่าวอีกนัยหนึ่ง ในภูมิภาคนี้ สิ่งกีดขวางจะลดลงอย่างมากจนอนุภาคทั้งหมดสามารถเอาชนะมันได้ และจำนวนการชนที่มีประสิทธิภาพซึ่งนำไปสู่การเชื่อมต่อของอนุภาคจะไม่เปลี่ยนแปลงอีกต่อไป ตัวเลขนี้ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของอนุภาคเท่านั้น โวลต์และความเร็วของพวกเขา

บริเวณที่เกิดการแข็งตัวอย่างรวดเร็วหมายถึงบริเวณที่ผลกระทบทั้งหมดมีประสิทธิผล

การคำนวณ v สำหรับขอบเขตนี้ง่ายขึ้นมาก เนื่องจากต้องนับจำนวนการชนกัน อย่างไรก็ตามมีปัญหามากมายเกิดขึ้นที่นี่เนื่องจากจำเป็นต้องคำนึงถึงการชนกันของอนุภาคปฐมภูมิไม่เพียงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงอนุภาคที่ซับซ้อนกว่าที่เกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการแข็งตัวด้วย งานนี้ได้รับการแก้ไขอย่างยอดเยี่ยม เอ็ม. สโมลูโชสกี้ (พ.ศ. 2459)ผู้เสนอการตีความเชิงปริมาณของจลนพลศาสตร์ของการแข็งตัวเร็วโดยพิจารณาจากการเคลื่อนที่แบบบราวเนียน (การแพร่กระจาย) ของอนุภาค

ความเร็วกระบวนการ โวลต์ เป็นฟังก์ชันของความเข้มข้น v และความเข้มของการเคลื่อนที่แบบบราวเนียน ซึ่งมีคุณลักษณะเฉพาะคือสัมประสิทธิ์การแพร่ ดี.

จลนพลศาสตร์ของการแข็งตัวได้รับการพัฒนาโดย M. Smoluchowski ที่เกี่ยวข้องกับกรณีที่ง่ายที่สุดของอนุภาคทรงกลมที่เป็นเนื้อเดียวกัน เมื่อถึงความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์ที่ทราบซึ่งสอดคล้องกับขีดจำกัดความเสถียร อนุภาคเดี่ยวตั้งต้นจะชนกันและก่อตัวเป็นอนุภาคคู่ ในทางกลับกัน พวกมันชนกันหรือกับอนุภาคปฐมภูมิ ก่อให้เกิดมวลรวมที่ซับซ้อนมากขึ้น (ห้าเท่า หก ฯลฯ) หากเราแสดงด้วย p 1, p 2, p 3, ... ความเข้มข้นของอนุภาคที่ประกอบด้วยหนึ่ง, สอง, สามอนุภาคเริ่มต้น ดังนั้นจำนวนอนุภาคทั้งหมดหลังจากเริ่มแข็งตัวคือ Σp = p 1 + p 2 +หน้า 3 + ...

เนื่องจากแต่ละครั้งที่อนุภาคสองตัวรวมกัน จะเกิดอนุภาคหนึ่งขึ้น (เกิดการแบ่งครึ่ง) กระบวนการแข็งตัวของเลือดจึงดำเนินไปอย่างเป็นทางการเป็นปฏิกิริยาแบบไบโมเลกุล กล่าวคือ จำนวนอนุภาคทั้งหมดจะลดลงเมื่อเวลาผ่านไปตามสมการจลนศาสตร์ของปฏิกิริยาลำดับที่สอง:

ที่ไหน เค– ค่าคงที่อัตราการแข็งตัว ขึ้นอยู่กับค่าคงที่อัตราการแพร่ของอนุภาค และรัศมีของทรงกลมที่ดึงดูด

ทฤษฎีของสโมลูโชสกี้ได้ถูกทดลองซ้ำแล้วซ้ำเล่า ค่านิยม โวลต์(ความเร็วกระบวนการ) และ ξ , (ระยะเวลาการแข็งตัว) กำหนดโดยการทดลองโดยตรง - โดยการนับจำนวนอนุภาคต่อหน่วยปริมาตรโดยใช้วิธีอัลตราไมโครสโคปิก ณ จุดต่างๆ ของเวลา โดยมีการสร้างเส้นโค้ง วี-ทีหรือโดยวิธีการกระเจิงแสงโดยใช้สูตรเรย์ลี ค่านิยม โวลต์ พบโดยแทนเจนต์ของมุมเอียงของแทนเจนต์กับเส้นโค้งค่าต่างๆ ξ – โดยแทนเจนต์ของมุมเอียงของเส้นตรงในพิกัด ควรสังเกตว่าสำหรับการประมาณการโดยประมาณ โวลต์และ จากการเวลาที่ผ่านไปตั้งแต่เริ่มสัมผัสกับสารจับตัวเป็นก้อนไปจนถึงเริ่มมีความขุ่นที่เห็นได้ชัดเจนของสารละลายมักจะถูกนำมาใช้ เช่นเดียวกับอัตราส่วนของความหนาแน่นของแสง (หรือการกระเจิงของแสง) ของโซล ณ จุดเวลามาตรฐานที่กำหนด ( ตัวอย่างเช่น 1 หรือ 24 ชั่วโมงจากจุดเริ่มต้น) จนถึงความหนาแน่นของแสงเริ่มต้น โดยทั่วไปวิธีนี้เรียกว่า turbidimetric หรือ nephelometric การยืนยันเชิงทดลองของทฤษฎีการแข็งตัวอย่างรวดเร็วเป็นข้อพิสูจน์ที่ดีเยี่ยมถึงความถูกต้องของแนวคิดพื้นฐานของทฤษฎีการแพร่กระจายและการเคลื่อนที่แบบบราวเนียน

104. จลนพลศาสตร์ของการแข็งตัว การย้อนกลับของกระบวนการแข็งตัว การเปปไทซ์

ทฤษฎีที่พัฒนาโดยนักฟิสิกส์และนักเคมีชาวโซเวียต N. A. Fuksเริ่มแรกสำหรับการแข็งตัวของละอองลอย โดยคำนึงถึงปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคโดยการใส่ค่าของอุปสรรคพลังงานเข้าไปในสมการจลน์

ที่ไหน ว– ค่าสัมประสิทธิ์การแข็งตัวช้าหรือปัจจัยสุ่ม ซึ่งแสดงว่าความเร็วของกระบวนการลดลงกี่ครั้งเมื่อเทียบกับการแข็งตัวเร็ว

จากสมการเห็นได้ชัดว่าการแข็งตัวช้าลงอย่างรวดเร็วเมื่อความสูงของกำแพงพลังงานเพิ่มขึ้น ยู,แสดงเป็นหน่วย เคทีเช่นเดียวกับการเพิ่มความหนาของชั้นกระจาย (การเบรกที่แนวทาง "ระยะไกล") และรัศมีของอนุภาคลดลง

ทฤษฎีแสดงความสัมพันธ์เชิงเส้น วจาก กับ, ได้รับการยืนยันจากการทดลอง ความหมายทางกายภาพของผลลัพธ์สอดคล้องกับความจริงที่ว่าความเร็วของการแข็งตัวในสนามพลังนั้นมากกว่าในระหว่างการแข็งตัวอย่างรวดเร็วในกรณีที่ไม่มีสนาม ด้วยเหตุนี้ อิทธิพลของพารามิเตอร์พลังงานที่มีต่อจลนพลศาสตร์ของกระบวนการจึงถูกอธิบายโดยทฤษฎีการแข็งตัวช้า

การแข็งตัวช้าสามารถอธิบายได้ด้วยประสิทธิภาพที่ไม่สมบูรณ์ของการชนเนื่องจากการมีสิ่งกีดขวางพลังงาน

การย้อนกลับของกระบวนการแข็งตัว– ความสามารถของระบบการจับตัวเป็นก้อนในการเปปไทซ์

การตกตะกอนที่ตกระหว่างการแข็งตัวมีโครงสร้างที่แตกต่างกัน บางส่วนมีความหนาแน่นและกะทัดรัดซึ่งบ่งชี้ถึงการสัมผัสอย่างใกล้ชิดของอนุภาคและการแข็งตัวของเลือดไม่สามารถย้อนกลับได้ การจับตัวเป็นก้อนอื่น ๆ มีปริมาตรมากและมีโครงสร้างแบบ openwork ที่หลวม อนุภาคในนั้นยังคงแยกออกจากกัน โดยคั่นด้วยชั้นของเหลวบาง ๆ และชั้นไฟฟ้าที่ถูกบีบอัด สันนิษฐานได้ว่าเมื่อเพิ่มระดับการแพร่กระจายของชั้นไฟฟ้าสองชั้นก็เป็นไปได้ที่จะถ่ายโอน coagulum ไปยังสถานะโซลอีกครั้ง แท้จริงแล้ว ในบางกรณี ด้วยการปลดปล่อยตัวเองจากอิเล็กโตรไลต์-โคเอกูเลเตอร์โดยการล้างตะกอน ก็เป็นไปได้ที่จะกระตุ้นให้เกิดกระบวนการตรงกันข้ามกับการแข็งตัวของเลือด - การเปปไทเซชัน (การเปลี่ยนโคเจลเป็นโซล)

การเปปไทซ์– นี่คือการแยกตัวของอนุภาค การหยุดชะงักของการเชื่อมต่อระหว่างอนุภาค การแยกออกจากกัน การทำให้เป็นเปปไทซ์มีแนวโน้มมากขึ้นว่าโซลดั้งเดิมจะถูกทำให้แห้งมากขึ้น และระยะเวลาที่ผ่านไปนับตั้งแต่การจับตัวเป็นก้อนก็น้อยลง เนื่องจากเมื่อเวลาผ่านไป ในระหว่างปฏิสัมพันธ์อย่างใกล้ชิด อนุภาคจะค่อยๆ รวมตัวกันโดยมีการกระจายตัวและพลังงานพื้นผิวลดลง ในกรณีนี้การแข็งตัวของเลือดจะกลับไม่ได้และไม่รวมการทำให้เป็นกรด วิธีปฏิบัติจริงของการเปปไทเซชันขึ้นอยู่กับสาเหตุที่ทำให้เกิดการแข็งตัว แท้จริงแล้ว การทำให้เป็นเปปไทด์จะเกิดขึ้นได้หากล้าง coagulum จากอิเล็กโทรไลต์ด้วยน้ำ (โดยใช้การแยกสาร การกรอง หรือการฟอกไต) ตัวอย่างเช่น โดยการล้าง เป็นไปได้ที่จะทำให้กลายเป็นอาหารสด โดยเฉพาะอย่างยิ่งการตกตะกอนของซิลิคอนไดออกไซด์ ดีบุกไดออกไซด์ โลหะซัลไฟด์ และกำมะถันที่จับตัวเป็นก้อนด้วยไอออนที่มีประจุเพียงตัวเดียว ตัวอย่างของการทำให้เป็นของเหลวด้วยของเหลวบริสุทธิ์คือการทำให้เป็นดินเหนียวภายใต้อิทธิพลของน้ำ เมื่อทำปฏิกิริยากับน้ำ ชั้นไอออน-โซลเวตจะปรากฏขึ้นบนพื้นผิวของอนุภาคดินเหนียว ซึ่งทำให้พันธะระหว่างอนุภาคดินเหนียวอ่อนลง เป็นผลให้เกิดตะกอนดินเหนียวในน้ำที่ค่อนข้างคงที่ การเปปไทเซชันจะง่ายขึ้นเมื่อเติมสารเปปไทเซชันจำนวนเล็กน้อย ซึ่งช่วยให้คุณสามารถฟื้นฟูโครงสร้างของชั้นไฟฟ้าสองชั้นได้ เปปไทเซอร์เป็นอิเล็กโทรไลต์ที่อาจก่อตัวได้ ดินมีความสามารถในการซึมผ่านของน้ำ, การบวมเพิ่มขึ้น, ไม่มีโครงสร้าง, พูดง่ายๆ ก็คือ peptized ผลของผงซักฟอกของสบู่ก็สัมพันธ์กับกระบวนการทำให้เป็นเปปไทเซชันด้วย ไอออนของกรดไขมันจะถูกดูดซับบนพื้นผิวของอนุภาค "สิ่งสกปรก" ซึ่งจะฉีกพวกมันออกจากพื้นผิวที่ปนเปื้อนและเปลี่ยนให้เป็นสถานะโซล - น่ารับประทาน โซลจะถูกกำจัดออกจากวัตถุด้วยกระแสน้ำและฟองโฟม