Агрегативной неустойчивостью

Процессы в дисперсных системах, обусловленные

Устойчивость, стабилизация и коагуляция дисперсных систем

Под устойчивостью дисперсных систем понимают постоянство их свойств во времени и в первую очередь дисперсности, распределения по объему частиц дисперсной фазы и межчастичного взаимодействия. Все эти процессы характерны для свободнодисперсных систем.

Устойчивость дисперсных систем подразделяют на 2 вида:

1. Устойчивость к осаждению дисперсной фазы

2. Устойчивость к агрегации её частиц.

Первый вид устойчивости характеризует способность дисперсной системы сохранять равномерное распределение частиц дисперсной фазы по объему дисперсной среды и называется седиментационной устойчивостью.

По отношению к агрегации дисперсные (гетерогенные системы) могут быть устойчивы термодинамически и кинетически. Термодинамически устойчивые системы образуются в результате самопроизвольного диспергирования одной из фаз. По классификации Ребиндера термодинамически устойчивые системы называются лиофильными, а термодинамически неустойчивые системы – лиофобными. Лиофобные системы обладают различной кинетической устойчивостью к агрегации частиц. Кинетически устойчивые дисперсные системы не могут быть получены в результате самопроизвольного диспергирования, они устойчивы в течение определенного времени, иногда очень продолжительного.

Большинство дисперсных систем обладает избытком поверхностной энергии, в них самопроизвольно идут процессы укрупнения частиц, происходит снижение поверхностной энергии за счет уменьшения удельной поверхности. Такие системы называют агрегативно неустойчивыми.

Укрупнение частиц идёт двумя путями:

1). Изотермическая перегонка. Суть его заключается в переносе вещества от мелких частиц к крупным, у которых меньше химический потенциал (эффект Кельвина). В результате мелкие частицы постепенно растворяются (испаряются), а крупные растут. Три стадии: 1. растворение и испарение мелких частиц, 2. перенос вещества от мелких к крупным частицам, 3. рост крупных частиц.

2). Коагуляция. Он заключается в слипании частиц дисперсной фазы. Под коагуляцией понимают потерю агрегативной устойчивости.

В разбавленных системах происходит потеря седиментационной устойчивости и разделение фаз. Процесс слияния частиц (слипания) получил название коалесценции.

В концентрированных системах в результате коагуляции могут образовываться объемные структуры, в которых равномерно распределена дисперсионная среда. Укрупнение частиц ведет к увеличению мутности раствора, уменьшению осмотического давления. Структурообразование изменяет реологические свойства системы – возрастает вязкость, замедляется ее течение, образуется гель. Флокуляция – образование агрегатов из нескольких частиц, разделенных прослойками среды.

- разность концентраций у поверхности мелкой и крупной частиц.

Перенос вещества на единицу S

- растворимость макрочастиц.

Уравнение Кельвина для процессов испарения

Дата добавления: 2014-01-11