Характеристика вагонов 81-717(714) 12 страница

У⁰ —S—СГ V)

В органических ионитах трехмерный каркас образован сеткой из углеродных атомов, с которыми ковалентно связаны, например, сульфо-, карбокси- или триметиламмоний-группы:

СН₃

_:о

•О"

-2;⁺-СН₃

I

СН₃

Рис. 97 иллюстрирует обмен катионов на Н+-форме катионита и обмен анионов на ОН~-форме анионита.

R^x~xH+ + xNaCl катконит раствор

Ионный обмен является обратимым процессом. Катионит как поливалентный электролит с валентностью х запишем схематично как R*~. Тогда после внесения Н+-формы катионита в раствор электролита, например, NaCl, установится равновесие:

R*~ (х - у) H+yNa+ + (х - у) NaCl + jrHCl ^=fc

катпоннт раствор

R*^-xNa++хНС1 кагионит раствор

Максимальное количество ионов, которое поглощается обмен­ным путем 1 г; ионита, называют емкостью поглощения,

111. Хроматография

или обменной емкостью *. Она достигает 6—10 мэкв/г. Ионооб­менное равновесие определяется природой ионита, гидратацией обменивающихся ионов, их концентрацией в фазе ионита и в рас­творе. Обмен разновалептных ионов зависит также от величины их заряда. Большой вклад в разработку теории и практики ион­ного обмена внес Б. П. Никольский **.

Иоииты широко используют для уменьшения жесткости воды и ее обессо-ливапия (см. § 212), для выделения и разделения разнообразных неорганиче­ских п органических ионов. Ионный обмен используют в кожевенной, гидро­лизной, фармацевтической промышленности для очистки растворов, а также для удаления солей из сахарных сиропов, молока, вин. С помощью ионитов улавливают ионы ценных элементов из природных растворов и отработанных вод различных производств. Промышленное производство многих продуктов жизнедеятельности микроорганизмов (антибиотиков, аминокислот) оказалось возможным или было значительно удешевлено благодаря использованию иони­тов. Применение ионного обмена позволило усовершенствовать методы каче­ственного и количественного анализа многих неорганических и органических веществ.

К веществам, обладающим ионообменными свойствами, при­надлежат некоторые марки стекол. Их структуру составляет сили­катный каркас и электростатически связанные с ним катионы, спо­собные к обмену на ионы водорода раствора. Из таких стекол изготовляют стеклянные электроды, обладающие свойствами водо­родного электрода (см. стр. 272). Стеклянные электроды приме­няют для определения рН растворов в условиях, когда пользо­вание водородным электродом затруднительно или невозможно (например, в присутствии сильных окислителей). Разработаны также стекла, электродный потенциал которых определяется кон­центрацией ионов металлов, — например, иона натрия.

111. Хроматография. Мысль о том, что адсорбция в динами­ческих условиях улучшит разделение сложных смесей, впервые возникла у М. С. Цвета. Исходя из этой идеи, он в 1903 г. пред­ложил новый метод анализа таких смесей, названный им хро-матографическим.

* Емкость поглощения почв относят к 100 г почвы и называют обменной поглотительной способностью почвы. ** Борис Петрович Никольский (род. 1900 г.)—академик, Ге­рой Социалистического Труда, лауреат Ленинской и Государственных премий, глава крупной научной школы в области ионного обмена, автор термодинами­ческого обоснования ионообменной теории стеклянного электрода,

Сущность метода заключается в следующем. Раствор иссле­дуемой смеси вводят в «хроматографическую колонку» — стеклян­ную трубку, заполненную адсорбентом, предварительно промытым, а затем пропитанным растворителем. Компоненты смеси адсорби­руются в верхней части колонки, не разделяясь или разделяясь лишь частично; образуется первичная хроматограмма (рис. 98, а). Затем ее «проявляют». Для этого в колонку подают чистый рас­творитель (элюент), который десорбирует ранее адсорбированные вещества и перемещает их со своим потоком вниз по колонке. При

ии

иыы

С

JILa,

V

движении но колонке происходят многократные акты адсорбции и десорбции, приводящие к разделению компонентов смеси в со­ответствии с законом адсорбционного замещения М. С. Цвета (1910 г.), который состоит в следующем: если растворенные ве­щества А, В, С,... по своему относительному сродству к адсор-0енту образуют адсорбционный ряд А > В >■ С..., тогда каждый из членов адсорбционного ряда вытесняет последующий и, в свою очередь, вытесняется предыдущими, более сильно адсорбирующи­мися. В результате на колонке образуется проявленная хромато-грамма (рис. 98,6). М. С. Цвет применил этот метод для разде­ления на адсорбентах белого цвета (мел, оксид кальция, крахмал, целлюлоза) смеси пигментов листьев растений. Проявленная хро-матограмма расцвечивалась зонами разнообразной окраски. От­сюда возникло название предложенного М. С. Цветом метода — хроматография («цветозапись» от греч. «хромое» — цвет, «графе» — писать).

Продолжая промывание колонки растворителем, достигают выхода из нее разделяющихся веществ, которые обнаруживают путем анализа последовательных порций вытекающего из колонки раствора (элюата). Если построить выходную кривую, т.е. гра­фик зависимости концентрации элюата (С) от объема пропущен­ного через колонку раствора (V), то па этой кривой выходу Компонентов исходной смеси из колонки соответствуют хромато-графические пики (рис. 98, в). Часто ие происходит полного раз­деления компонентов и отдельные пики взаимно перекрываются. Построение выходных кривых является наиболее распространен­ной формой колоночной хроматографии, так как не связано ни с окраской разделяемых компонентов, ни с цветом адсорбента.

В 1936 г. М. М. Дубинин осуществил адсорбционную хромато­графию паров; в последующие годы появились новые варианты хроматографического метода. В настоящее время хроматографией называют такие физико-химические методы разделения компонен­тов смесей газов, паров, жидкостей или растворенных веществ, ко­торые осуществляют путем сорбции в динамических условиях.

В зависимости от преобладающего физико-химического сорбционного про­цесса, определяющего разделение компонентов смеси, различают хроматогра­фшо адсорбционную, ионообменную и распределительную. Разделяемые ком­поненты могут находиться в подвижной жидкой пли газовой фазе, а неподвиж­ная фаза может быть как твердой, так и жидкой. Зерна адсорбента или ионита могут заполнять колонну (колоночная хроматография) или составлять тонкий плотный слой на стеклянной пластинке (тонкослойная хроматография).

Создание и совершенствование хроматографических методов исследования в значительной степени обусловило быстрые темпы развития современной молекулярной биологии, химии редкозе­мельных и трансурановых элементов. Хроматографические методы выделения и разделения разнообразных веществ осуществлены также в крупных промышленных масштабах.

Большое значение для анализа очень малых объемов растворов (0,01—0,1 мл) приобрела распределительная хроматография на бумаге, предложенная Консденом (Англия) в 1944 г. Она основана на том, что между двумя несмешивающимися жидкостями третий компонент распределяется в соответствии с характерным для этого вещества коэффициентом распределения, представляющим отно­шение его концентраций в граничащих жидкостях (закон рас-п р е д е л е н и я, см. § 76).

Для осуществления хроматографического процесса необходимо, чтобы один слой жидкости перемещался относительно другого. В этом случае распределение растворенных веществ между двумя слоями жидкости происходит многократно в динамических усло­виях. При хроматографии на бумаге одна, более полярная жид­кость сорбируется волокнами бумаги, образуя фиксированную (неподвижную) жидкую фазу; другая, менее полярная жидкость, смачивая волокна бумаги, поднимается по листу в силу явления капиллярного поднятия.

На рис. 99 показана, схема распределительной хроматографии на бумаге («восходящая хроматография»). На стартовую линию полости хроматографической бумаги раздельно наносят по капле исследуемого раствора смеси веществ (А + Б) и предполагае­мого компонента смеси — «свидетеля» (рис. 99,/). Нижний край полоски бумаги погружают в растворитель. Когда фронт раство­рителя почти достигнет верхнего края полоски бумаги, пройдя путь Ь_ф (рис. 99,//), компоненты исходной смеси, при правильно подобранной системе раство­рителей, разделяются на ряд пятен, ко­торые выявляют соответствующими цвет­ными реакциями на ожидаемые компо­ненты и сравнением с положением пя­тен «свидетелей». Путь, пройденный компонентом А исходной смеси. (L_A), определяется коэффициентом распреде-

Рис. 99. Восходящая распределительная хроматография на бумаге,

ления для данного вещества. Относительная величинз этого яугЛ Ьл/Ьф, обозначаемая RfA, является характерной для каждого веще­ства в определенной системе растворителей.

112. Электрокинетические явления. Электрскинетнческими яв­лениями называют перемещение одной фазы относительно другой в электрическом поле и возникновение разности потенциалов при течении жидкости через пористые материалы (потенциал проте­кания) или при оседании частиц (потенциал оседания). Перенос коллоидных частиц в электрическом поле называется электрофо­резом, а течение жидкости через капиллярные системы под влия­нием разности потенциалов — электроосмосом. Оба эти явления были открыты профессором Московского университета Ф. Ф. Рейс-сом в 1809 г.

Электрокинетические явления свидетельствуют о том, что на границе раздела фаз возникает двойной электрический ело й, представляющий собой тонкий поверхностный слой из пространственно разделенных электрических зарядов противо­положного знака. В дисперсных системах двойной электрический слой образуют ионы и дипольные молекулы. Ионный двойной электрический слой возникает либо в результате диссоциации ионогенных групп вещества твердой фазы, либо вследствие изби­рательной адсорбции ионов, достраивающих кристаллическую решетку твердой фазы. В результате на границе между твердой фазой и раствором возникает подобие конденсатора, внутренняя обкладка которого образована потенциалопределяющими ионами, а наружная — противоионами.

Возникновение двойного электрического слоя путем избирательной адсорб­ции ионов рассмотрим на примере получения коллоидных частиц Agl при взаи­модействии AgN0₃ и KI в их сильно разбавленных растворах при небольшом избытке KI-

На поверхности кристаллов преимущественно адсорбируются ионы, иден­тичные ионам, образующим кристаллическую решетку, либо сходные с ними. В рассматриваемом случае будут адсорбироваться ионы I^-, и поверхность кристалликов Agl приобретает отрицательный заряд. Межфазовый потенциал, или е-потеициал (греч, е — «эпсилон»), представляет собой работу против ку-

лоновских сил, необходимую для переноса единицы заряда противо­положного знака с поверхности кри­сталла в бесконечность.

Противоионы (в данном случае ионы К⁺) находятся под действием электрического поля заряженной

Рис. 100. Схема строения коллоидной ми­целлы (а) и изменения потенциала (<Г) в двойном электрическом слое:

/ — ядро; 2 — двойной электрический слой|
3 — его адсорбционная часть; 4 — его диф«
фузная часть; А Б — межфазовый е-потеи*
циал; ВГ ~ электрокииетический ф-потен.
цнал; «—» — потенциалопределяющиа

ионы; *±» ™ протнвоионы,

Рис. 101. Схема передвижения коллокдной частицы при элект­рофорезе (а) и электроосмоти-чес^ого переноса жидкости че­рез кааилляр {К — внутрен­няя поверхность капилляра). Поверхности коллоидной части­цы и капилляра заряжены от* рица гельно.

поверхости и теплового дви­жения, стремящегося рав­номерно распределить их в объеме. Это приводит к за­кономерному динамическо­му распределению протн-

воионов подобно облаку, плотность которого убывает по мере удаления от заряженной поверхности. Внешняя граница этого облака противоиоиов опре­деляет толщину двойного электрического слоя (рис. 100).

При относительном перемещении фаз, из-за гидратации твер­дой поверхности и ионов граница скольжения проходит на неко­тором расстоянии от твердой поверхности. В результате этого двойной электрический слой подразделяется на плотную (адсорб­ционную) и диффузную части (рис. 100).

Адсорбционная (плотная) часть двойного электрическо­го слоя состоит из потенциалопределяющих ионов и части противо­иоиов. Диффузная часть двойного электрического слоя об­разована остальными противоионами. Скорость перемещения фаз в электрическом поле определяется величиной потенциала на по­верхности скольжения, который поэтому назван электрокине­тическим потенциалом и кратко обозначается как ^-по­тенциал (дзета-потенциал). Этому потенциалу приписывают знак заряда твердой поверхности.

В постоянном внешнем электрическом поле коллоидная части­ца перемещается к электроду, знак заряда которого противополо­жен знаку заряда поверхности коллоидной частицы (рис. 101, а). Электроосмотический перенос жидкости направлен к электроду, имеющему тот же знак, что и поверхность капилляра К (рис. 101,6). В этом случае в электрическом поле подвижны гид-ратированные противоиоиы, которые увлекают прилегающие к ним слон воды.

Изменение структуры двойного электрического слоя возможно в нескольких направлениях. При очень малых концентрациях электролитов, по мере запол­нения активных центров поверхности потенциалопределяющими ионами, будет происходить увеличение е-потенциала. Противоионы с высокой адсорбционной способностью (например, многозарядные ионы) могут проникнуть в адсорбци­онный слой в количествах, сверхэквивалентных первоначальным потеициалопре-деляющим нонам, вызывая изменение знака заряда поверхности с соответствую­щей перестройкой всего двойного электрического слоя (перезарядка кол-л о и д о в).

Диффузная часть двойного электрического слоя наиболее ла­бильна и изменчива. Противоионы обмениваются на другие ионы

того же знака. Повышение концентрации раствора приводит к «вытеснению» противоионов из диффузной в плотную часть двой­ного электрического слоя. Толщина двойного электрического слоя и величина ^-потенциала уменьшаются. При некоторой концентра­ции раствора (примерно 0,1 н.) все протнвоионы оказываются вытесненными в адсорбционный слой и ^-потенциал становится равным нулю. В этом случае изменение межфазового потенциала от его максимального значения на поверхности твердой фазы до нулевого целиком происходит в пределах адсорбционного слоя. Такое состояние коллоидной мицеллы называют изоэлектри-ч е с к и м состоянием.

Из сказанного следует, что электрокинетические явления про­являются в разбавленных растворах электролитов (<0,1 и.). Электрокинетический потенциал имеет порядок 0,001—0,1 В. Не­смотря на небольшую величину, ^-потенциал играет существенную роль в устойчивости коллоиднодисперсных систем (см. § 113).

Электрокинетические явления находят практическое примене­ние. Так, с помощью электрофореза проводят формование различ­ных изделий из тонких взвесей с последующим их спеканием. Ме­тод электрофореза широко применяют для разделения, выделения и исследования биоколлоидов, особенно белков. Простой его ва­риант, называемый электрофорезом на бумаге, состоит в том, что нанесенное на полоску бумаги пятно исследуемой смеси белков разделяется на компоненты по величине их заряда, а следова­тельно, и скорости движения в поле постоянного электрического тока. Этим методом исследуют качественный и количественный состав белков крови и других биологических жидкостей.

Путем электроосмоса удаляют влагу из капиллярнопористых систем и понижают уровень грунтовых вод при возведении гидротехнических и других сооружений.

Возникновение электрических полей при течении грунтовых вод помогает в геологической разведке полезных ископаемых и водных источников.

113. Устойчивость и коагуляция дисперсных систем. Как ука­зывалось в § 106, качественная особенность дисперсных систем состоит в их агрегативной неустойчивости.

Предотвращение агрегации первичных дисперсных частиц воз­можно в результате действия трех факторов устойчивости дис­персных систем: 1) кинетического, 2) электрического и 3) струк­турно-механического.

Необходимым условием слипания двух частиц дисперсной фазы является их сближение, достаточное для проявления сил притяжения. Если частота столкновений коллоидных частиц мала, то дисперсная система может быть устойчивой (кинетический фактор устойчивости). Это может иметь место при очень малой концентрации дисперсных частиц (например, в некоторых аэрозолях) или при очень большой вязкости дисперсионной среды (например, в дисперсных системах типа Ti — Тг).

Рис. 102. Схема перекрывания ионных атмосфер двух ---—..„

коллоидных частиц. >" ~ Ч

у_ ^ д - __ -X

Большинство устойчивых дисперс-;' (?$М%хУ-- \

ных систем кроме дисперсной фазы и - К-^рШт/^ - I

дисперсионной среды содержат еще \ X.trt-^y \-/' ^v^> -! 3-й компонент, являющийся стабилиза- N _ ^\ _ /

тором дисперсности. Стабилизатором "----- *' ---

могут быть как ионы, так и молекулы,

в связи с чем различают два механизма стабилизации дисперсных систем: электрический и молекулярно-адсорбционный (стр. 324),

Электрическая стабилизация дисперсных си­стем связана с возникновением двойного электрического слоя на границе раздела фаз. Такая стабилизация имеет основное значе­ние для получения устойчивых лиозолей и суспензий в полярной среде, например в воде. В любом гидролизе все коллоидные час­тицы имеют одинаковый знак заряда. Однако коллоидная мицелла в целом электронейтральна в результате образования двойного электрического слоя. Поэтому электростатическое оттал­кивание между коллоидными частицами (электрический фактор устойчивости) возникает только при достаточном нх сближении, когда происходит перекрывание их ионных атмо­сфер (рис. 102). Потенциальная энергия электростатического от­талкивания тем больше, чем больше перекрывание диффузных ча­стей двойного электрического слоя коллоидных частиц, т. е. чем меньше расстояние (х) между ними и чем больше толщина двой­ного электрического слоя.

Кроме электростатического отталкивания между коллоидными частицами, как и между молекулами любого вещества, действуют межмолекулярные силы притяжения, среди которых наибольшую роль играют дисперсионные силы. Действующие между отдель­ными молекулами дисперсионные силы быстро убывают с увели­чением расстояния между ними. Но взаимодействие коллоидных частиц обусловлено суммированием дисперсионных сил притяже­ния между всеми молекулами, находящимися на поверхности контакта коллоидных частиц. Поэтому силы притяжения между коллоидными частицами убывают медленнее и проявляются на больших расстояниях, чем в случае отдельных молекул.

Потенциальная энергия взаимодействия (U) между коллоид­ными частицами представляет собой алгебраическую сумму по­тенциальной энергии электростатического отталкивания (0_Э) и потенциальной энергии дисперсионного притяжения (£/_д) между ними:

U шш £/_д + U₃

Если U₃ > £/_д (по абсолютной величине), то отталкивание пре­обладает над притяжением и дисперсная система устойчива. Если

X
// / 1 ^12 1 1 ^1 i

*! II S I S О; IS is § ^1

Рве. 103. Потенциальная анергия взаимодействия s между двумя одинаково заряженными частицами!

1 — электрическое отталкивание (У_э); 2—диспер. сиониое притяжение (U„y, 3—результирующая энергия взаимодействия (У); 4—то же, ио прн более крутом падении кривой Г, х—расстояние между ча* стицами; У_макс—потенциальный барьер взаимо­действия дисперсных частиц.

£/_э < с7_д, то происходит слипание сталкивающихся при броуновском движении коллоидных частиц в бо­лее крупные агрегаты и седимента­ция последних. Коллоидный раствор коагулирует, т. е. разделяется на коагулят (осадок) и дисперсион­ную среду.

В этом состоит сущность теории электрической стабилизации и коагуляции дисперсных систем, развитой впервые Б. В. Деряги-ным * (1937 г.), а затем Л. Д. Ландау и голландскими учеными Фервеем и Овербеком (1948 г.); по первым буквам фамилий авто-, ров ее называют теорией ДЛФО.

* Борис Владимирович Дерягин (род. 1902 г.)—советский фв> зико-химик, член-корреспоидеит Академии иаук СССР, автор современной тео«рии устойчивости и коагуляции коллоидов, электрической теории склеивания и прилипания, важных исследований в области аэрозолей,

На рис. 103 приведены зависимости величин £У_Д и U₃ от рас­стояния между коллоидными частицами. При этом, как принято в физике, потенциальной энергии притяжения приписывается знак минус, а отталкивания — знак плюс. Как видно, результирующая энергия взаимодействия (кривая 3 на рис. 103) приводит к при­тяжению (U < 0) на очень малых и отталкиванию (U > 0) на больших расстояниях между частицами. Решающее значение для устойчивости дисперсных систем имеет величина потенциального барьера отталкивания (£/_маКс), которая, в свою очередь, зависит от хода кривых £/_д и U₃. При больших значениях этого барьера коллоидная система устойчива. Слипание коллоидных частиц воз­можно лишь при достаточном их сближении. Это требует преодо-. ления потенциального барьера отталкивания. При некоторых не­больших положительных значениях £/_макс (кривая 3) преодолеть его могут лишь немногие коллоидные частицы с достаточно боль-» шой кинетической энергией. Это соответствует стадии медленной коагуляции, когда только небольшая часть соударений коллоид­ных частиц приводит к их слипанию. При медленной коагуляции со временем происходит некоторое уменьшение общего числа кол* лоидных частиц в результате образования агрегатов из 2—3 пер< вичных частиц, но коагулят не выпадает. Подобную коагуляцию, не сопровождающуюся видимым изменением коллоидного рас­твора, называют скрытой коагуляцией. При дальнейшем

уменьшении потенциального барьера скорость коагуляции, харак­теризуемая изменением числа частиц в единицу времени, возра­стает. Наконец, если потенциальный барьер переходит из области отталкивания в область притяжения (кривая 4 на рис. 103), на­ступает быстрая коагуляция, когда каждое соударение коллоидных частиц приводит к их слипанию; в коллоидном рас­творе образуется осадок — коагулят, происходит явная коагу­ляция.

Потенциальный барьер отталкивания {И_шлкс) возникает в ре­зультате суммирования сил отталкивания и притяжения, дей­ствующих между коллоидными частицами. Поэтому все факторы, влияющие на ход кривых 1 и 2 (рис. 103), приводят к изменению как величины £У_маКс, так и положения максимума (т. е. расстоя­ния х, соответствующего £/_Макс) ■

Значительное уменьшение U_MaKC происходит в результате изме­нения потенциальной энергии электростатического Отталкивания (т.е. хода кривой 1), вызванного добавлением электролитов к коллоидному раствору. С увеличением концентрации любого элек­тролита происходит перестройка двойного электрического слоя, окружающего коллоидные частицы: все большая часть противо-ионов вытесняется из диффузной в адсорбционную часть двойного Электрического слоя. Толщина диффузной части двойного элек­трического слоя (слой 4 на рис. 100), а вместе с ней и всего двой­ного эле-ктрического слоя (слой 2 на рис. 100) уменьшается. По­этому кривая потенциальной энергии электростатического отталки­вания снижается более круто, чем показанная на рис. 103 кривая /. В результате этого потенциальный барьер отталкивания (£/_макс) уменьшается и смещается в сторону меньшего расстояния между коллоидными частицами. Когда двойной электрический слой сжи­мается до толщины адсорбционного слоя (слой 8 на рис. 100), то вся кривая взаимодействия дисперсных частиц оказывается в обла­сти притяжения (кривая 4 на рис. 103), наступает быстрая коагу­ляция. Такое изменение устойчивости коллоидного раствора проис­ходит при добавлении любого электролита.

Коагулирующее действие электролитов характеризуют поро­гом коагуляции, т.е. наименьшей концентрацией электро­лита, вызывающей коагуляцию. В зависимости от природы элек­тролита и коллоидного раствора порог коагуляции изменяется в пределах от Ю^-5 до 0,1 моль в литре золя. Наиболее существен­ное влияние на порог коагуляции оказывает заряд коагули­рующего иона электролита, т. е. иона, заряд которого проти­воположен по знаку заряду коллоидной частицы.

Многозарядные противоионы электролита имеют повышенную адсорбционную способность по сравнению с однозарядными и проникают в адсорбционную часть двойного электрического слоя в больших количествах. При этом порог коагуляции уменьшается не пропорционально заряду противоиона, а значительно быстрее.

Блестящим подтверждением теории ДЛФО явился расчет Б. В. Дерягиным и Л. Д. Ландау (1941 г.) соотношения значений порогов коагуляции вызываемой электролитами, содержащими ионы с разной величиной заряда. Оказалось, что порог коагуляции обратно пропорционален шестой степени заряда коагулирующего иона. Следовательно, значения порогов коагуляции для одно-, двух-, трех- и четырехзарядных ионов должны относиться, как

1: С/г)⁶: С/з)⁶: СА)⁶ = 1: 0,016: 0,0014: 0,00024

что близко к соотношениям концентраций электролитов, которые
наблюдались при коагуляции разнообразных гидрозолей. Сказан-
ное иллюстрируют данные табл. 22, где приведены эквивалентные
концентрации электролитов (С_к), вызывающие коагуляцию гидро-
золя оксида мышьяка (III).,

Таблица 22. Пороги коагуляции (С„) отрицательно заряженного золя As₂Oi электролитами

Электролит	СК.Ю^3, н.		Электролит	CK.i0', н.	(^ck)x
(^ck)liC1	<^ck)liC1
LiCl	58,4	1,00	MgCl2	0,717	0,012
NaCl	51,0	0,87	CaCl2	0,649	0.011
КС1	49,5	0,85	SrCl2	0,635	0,011
KN03	50,0	0,86	A1C13	0,093	0,0016

Молекулярно-адсорбционная стабилизация дисперсных систем играет большую роль в устойчивости дисперсий как в водной, так и в неводных средах. Дисперсные системы в неводных средах в принципе менее устойчивы, чем в водной среде. В неполярной и не содержащей воды диспер­сионной среде частицы дисперсной фазы лишены электрического заряда. Электрический фактор стабилизации отсутствует. Между дисперсными частицами действуют только силы взаимного притя­жения. Ослабление этих сил, приводящее к стабилизации дисперс­ных систем, может происходить в результате образования вокруг коллоидных частиц адсорбционных слоев из молекул дисперсион­ной среды и растворенных в ней веществ. Такие слои ослабляют взаимное притяжение частиц дисперсной фазы и создают механи­ческое препятствие их сближению.

Стабилизация дисперсных систем за счет сольватации дисперс­ной фазы молекулами дисперсионной среды возможна как в по­лярных, так и в неполярных средах. Так, гидратация частиц глины и кремниевой кислоты имеет существенное значение для устойчи­вости суспензий глин и золя кремниевой кислоты в водной среде,

Однако стабилизация дисперсных систем значительно более эффективна при добавлении к ним поверхностно-активных веществ (ПАВ) и высокомолекулярных соединений, адсорбирующихся на границе раздела фаз. Адсорбционные слои ПАВ и высокомолеку­лярных соединений, обладая упругостью и механической проч­ностью, предотвращают слипание дисперсных частиц. Образование таких молекулярно-адсорбционных твердообразных поверхностных слоев П. А. Ребиндер* назвал структурно-механиче­ским фактором стабилизации дисперсных систем. Этот механизм стабилизации играет основную роль при получении предельно устойчивых высококонцентрированных пен, эмульсий, коллоидных растворов и суспензий не только в неводиых, но и в водных сре­дах. Для структурно-механической стабилизации дисперсий в вод­ной среде применяют мыла щелочных металлов, белки, крахмал, а в неводиых средах—мыла щелочноземельных металлов, смолы, каучуки. Такие вещества называют защитными коллои­дами.

Дата добавления: 2014-11-16