§8. Stabilitatea agregativă a sistemelor disperse. Stabilitatea agregativă a sistemelor dispersate Factorul structural și mecanic de stabilitate constă în

Pe baza descoperirilor lui Platon, omul de știință sovietic, academicianul P. A. Rebinder, împreună cu studenții săi, au propus și studiat în detaliu teoria structural-mecanică a stabilității spumei. Conform acestei teorii, stabilitatea straturilor de adsorbție (inclusiv a celor din spume) este determinată atât de forțele de suprafață, cât și de proprietățile mecanice ale peliculelor de spumă. Dacă aceste proprietăți sunt îmbunătățite în vreun fel, stabilitatea spumei va crește (uneori de multe ori).

Este asigurarea factorului de stabilitate structural-mecanic care poate da cea mai mare stabilitate spumei. De exemplu, toți agenții de spumare proteică, datorită structurii tridimensionale speciale a agenților tensioactivi proteici, formează straturi de adsorbție mobile, dar foarte puternice, care formează pelicule de spumă. Datorită stabilității ridicate a spumei, aceasta este capabilă să reziste la influențe mecanice semnificative din exterior - de exemplu, atunci când este amestecată cu mortar de ciment. Metoda tradițională de producere a betonului spumos se bazează pe acest fapt: spuma preparată în prealabil într-un generator special de spumă este amestecată cu mortar de ciment-nisip într-un malaxor cu viteză mică.

Trecerea de la luarea în considerare a compozițiilor bicomponente (solvent + surfactant) la multicomponente reale (amestec de spumă-ciment) permite, ținând cont de factorii structurali și mecanici, să se explice fenomenul de stabilitate extrem de ridicată a unor tipuri de spume, în special , cele preparate dintr-un amestec de rășină și acizi grași (agent de spumă SDO ).

Acest agent de spumare constă dintr-un amestec de rășină saponificată și acizi grași. Introducerea unui stabilizator, varul, în compoziția sa inițiază reacții de schimb-substituție pentru calciu. Săpunurile din rășină se transformă în săpunuri de calciu, care au o activitate de suprafață mai mare. La fel ca acizii grași de sodiu, ei își pierd capacitatea de a se dizolva în apă.

În urma acestor procese, se formează o structură voluminoasă, puternică și foarte vâscoasă a peliculelor de spumă, care diferă semnificativ de restul soluției. În plus, cele mai mici particule de hidroxid de calciu și săpunuri de calciu de acizi grași sintetizate în momentul generării spumei blindează suprafața bulelor de spumă și înfundă canalele Platoului. Toate împreună fac posibilă obținerea unei spume atât de stabile cu expansiune scăzută, încât poate rezista chiar și la o „întâlnire” cu agregate uscate - ciment și nisip (acest tip de reglementare tehnologică pentru producerea betonului spumos se numește metoda de mineralizare uscată).

Din punctul de vedere al factorului de stabilitate structural-mecanic, devine posibil să se explice faptul că unii agenți de spumă, în special cei pe bază de saponine, asigură o stabilitate de ordin de mărime mai mare a spumei obținute din aceștia dacă nu sunt proaspăt preparate, dar se folosesc solutii invechite. Ca rezultat al hidrolizei în timpul depozitării, mai multe componente active se acumulează spontan în soluția de agent de spumă, capabile să formeze straturi de adsorbție foarte vâscoase ale unei structuri spațiale.

Blocul de spumă este unul dintre materialele des folosite în construcția caselor. Are multe avantaje: greutate redusă, dimensiuni convenabile și cost redus. În același timp, clădirile din blocuri de spumă...

Compoziția depinde de locul în care sunt folosite blocurile de spumă, ținând cont de condițiile climatice ale zonei. Elementele principale din compoziție (care trebuie să respecte GOST) sunt cimentul, nisipul, apa și aditivii de spumă. În căutarea profitului, ei pot...

Blocurile de spumă sunt astăzi materiale de construcție foarte populare pentru construcția de structuri și clădiri moderne. Sunt realizate dintr-un amestec de ciment la care se adaugă nisip cu un agent de spumă și apă. În unele variante în...

Această secțiune discută fenomenele și procesele cauzate de stabilitate agregativă sisteme dispersate.

În primul rând, observăm că toate sistemele dispersate, în funcție de mecanismul procesului de formare a acestora, conform clasificării P.A liofil, care sunt obținute prin dispersia spontană a uneia dintre faze (formarea spontană a unui sistem heterogen dispersat liber) și liofob, rezultată din dispersie și condensare (formarea forțată a unui sistem eterogen liber-dispers).

Sistemele liofobe, prin definiție, trebuie să aibă un exces de energie de suprafață, cu excepția cazului în care acesta este compensat prin introducerea stabilizatorilor. Prin urmare, procesele de mărire a particulelor apar spontan în ele, adică. Există o scădere a energiei de suprafață datorită scăderii suprafeței specifice. Se numesc astfel de sisteme instabil agregativ.

Mărirea particulelor poate avea loc în diferite moduri. Unul dintre ei, sunat distilare izotermă , constă în transferul de materie de la particulele mici la cele mari (efectul Kelvin). Ca rezultat, particulele mici se dizolvă treptat (se evaporă), iar cele mari cresc.

A doua cale, cea mai caracteristică și comună pentru sistemele dispersate, este coagulare (din lat, coagulare, întărire), constând în lipirea de particule.

Coagularea în sistemele diluate duce, de asemenea, la pierderea stabilității sedimentării și în cele din urmă la separarea fazelor.

Procesul de fuziune a particulelor se numește coalescență .

În sistemele concentrate, coagularea se poate manifesta prin formarea unei structuri volumetrice în care mediul de dispersie este distribuit uniform. Conform celor două rezultate diferite de coagulare, metodele de observare a acestui proces diferă și ele. Mărirea particulelor duce, de exemplu, la o creștere a turbidității soluției și la o scădere a presiunii osmotice. Formarea structurii modifică proprietățile reologice ale sistemului, vâscozitatea acestuia crește și curgerea încetinește.

Ca urmare a condensării dintr-o soluție adevărată, se poate forma un sistem stabil, liber dispersat, în care faza dispersată este distribuită uniform pe întregul volum. Pierderea stabilității agregative duce la coagulare, a cărei primă etapă constă în apropierea particulelor din faza dispersată și fixarea lor reciprocă la distanțe mici unele de altele. Între particule rămâne un strat de mediu.

Procesul invers al formării unui sistem stabil dispersat liber dintr-un sediment sau gel (sistem dispersat structurat) se numește peptizare.

Un proces de coagulare mai profund duce la distrugerea straturilor de mediu și la contactul direct al particulelor. Ca rezultat, fie se formează agregate rigide de particule solide, fie se contopesc complet în sisteme cu o fază dispersată lichidă sau gazoasă (coalescență). În sistemele concentrate, se formează structuri solide volumetrice rigide, care pot fi din nou transformate într-un sistem dispersat liber doar prin dispersie forțată. Astfel, conceptul de coagulare include mai multe procese care apar cu o scădere a suprafeței specifice a sistemului.

Fig.33. Procese care cauzează pierderea stabilității sistemelor dispersate.

Stabilitatea agregativă a sistemelor dispersate liofobe nestabilizate este de natură cinetică și poate fi judecată după rata proceselor cauzate de excesul de energie de suprafață.

Viteza de coagulare determină stabilitatea agregativă a sistemului dispersat, care se caracterizează prin procesul de aderență (fuziune) a particulelor.

Stabilitatea agregatelor poate fi, de asemenea, de natură termodinamică dacă sistemul dispersat nu are exces de energie de suprafață. Sistemele liofile sunt termodinamic stabile în agregare se formează spontan și procesul de coagulare nu este deloc tipic pentru ele.

Sistemele stabilizate liofobe sunt termodinamic rezistente la coagulare; ele pot fi îndepărtate din această stare cu ajutorul influențelor care conduc la excesul de energie de suprafață (încălcarea stabilizării).

În conformitate cu clasificarea de mai sus, se disting factorii termodinamici și cinetici ai stabilității agregative a sistemelor dispersate. Întrucât forța motrice a coagulării este energia de suprafață în exces, principalii factori care asigură stabilitatea sistemelor dispersate (în același timp menținând dimensiunea suprafeței) vor fi cei care reduc tensiunea superficială. Acești factori sunt clasificați ca fiind termodinamici. Acestea reduc probabilitatea unor coliziuni eficiente între particule și creează potențiale bariere care încetinesc sau chiar elimină procesul de coagulare. Cu cât tensiunea superficială este mai mică, cu atât sistemul este mai aproape de stabil termodinamic.

Rata de coagulare, în plus, depinde de factori cinetici.

Factorii cinetici care reduc viteza de coagulare sunt asociați în principal cu proprietățile hidrodinamice ale mediului: încetinirea apropierii particulelor, scurgerea și distrugerea straturilor de mediu dintre ele.

Se disting următorii factori termodinamici și cinetici ai stabilității sistemelor dispersate.

1.Factor electrostatic consta in scaderea tensiunii interfaciale datorita formarii unui dublu strat electric pe suprafata particulelor, precum si in repulsia coulombiana care apare atunci cand acestea se apropie unele de altele.

Un strat dublu electric (EDL) este format prin adsorbția surfactanților ionici (disociați în ioni). Adsorbția unui surfactant ionic poate avea loc la interfața a două lichide nemiscibile, de exemplu apă și benzen. Grupul polar al moleculei de surfactant care se confruntă cu apă se disociază, conferind suprafeței fazei benzenice o sarcină corespunzătoare părții organice a moleculelor de surfactant (ioni determinanți potențial). Contraionii (ionii anorganici) formează un strat dublu pe partea fazei apoase, deoarece interacționează cu aceasta mai puternic.

Există și alte mecanisme pentru formarea unui strat dublu electric. De exemplu, DES se formează la interfața dintre apă și iodură de argint slab solubilă. Dacă adăugați nitrat de argint foarte solubil în apă, atunci ionii de argint formați ca urmare a disocierii pot completa rețeaua cristalină AgI, deoarece fac parte din acesta (adsorbția specifică a ionilor de argint). Ca rezultat, suprafața sării devine încărcată pozitiv (exces de cationi de argint), iar ionii de iodură vor acționa ca contraioni.

De menționată și posibilitatea formării unui strat dublu electric ca urmare a trecerii ionilor sau electronilor de la o fază la alta (ionizarea suprafeței).

EDL format ca urmare a proceselor de separare spațială a sarcinilor descrise mai sus are un caracter difuz (difuz), care se datorează influenței simultane asupra structurii sale a interacțiunilor electrostatice (Coulomb) și van der Waals, precum și a interacțiunilor termice. mișcarea ionilor și a moleculelor.

Așa-numitele fenomene electrocinetice (electroforeză, electroosmoză etc.) sunt cauzate de prezența unui dublu strat electric la interfața de fază.

2. Factorul de adsorbție-solvație constă în reducerea interfacialului

tensiune la introducerea surfactanților (datorită adsorbției și solvației).

3. factor de entropie, ca și primele două, este termodinamică. Acesta completează primii doi factori și acționează în sistemele în care particulele participă la mișcarea termică. Repulsia entropică a particulelor poate fi reprezentată ca prezența unei difuzii constante a particulelor dintr-o zonă cu o concentrație mai mare către o zonă cu o concentrație mai mică, de exemplu. sistemul se străduiește în mod constant să egalizeze concentrația fazei dispersate pe întreg volumul.

4. Factorul structural-mecanic este cinetic. Efectul său se datorează faptului că pe suprafața particulelor se pot forma filme cu elasticitate și rezistență mecanică, a căror distrugere necesită energie și timp.

5. Factorul hidrodinamic reduce viteza de coagulare datorită modificărilor vâscozității și densității mediului de dispersie în straturi subțiri de lichid între particulele fazei dispersate.

De obicei, stabilitatea agregativă este asigurată de mai mulți factori simultan. Stabilitatea deosebit de ridicată se observă sub acțiunea combinată a factorilor termodinamici și cinetici.

Bariera structural-mecanica, considerata pentru prima data de P.A Rebinder, este un puternic factor de stabilizare asociat cu formarea de straturi de adsorbtie la interfetele care liofilizeaza suprafata. Structura și proprietățile mecanice ale unor astfel de straturi sunt capabile să asigure o stabilitate foarte mare a straturilor intermediare ale mediului de dispersie între particulele fazei dispersate.

O barieră structural-mecanică apare în timpul adsorbției moleculelor de surfactant care sunt capabile să formeze un strat structurat asemănător gelului la interfață, deși este posibil să nu aibă activitate de suprafață mare față de această limită de fază. Astfel de substanțe includ rășini, derivați de celuloză, proteine și alți așa-numiți coloizi de protecție, care sunt substanțe cu molecul mare.

§8. Stabilitatea agregativă a sistemelor disperse

Această secțiune discută fenomenele și procesele cauzate de stabilitate agregativă sisteme dispersate.

Sistemele liofobe, prin definiție, trebuie să aibă un exces de energie de suprafață, cu excepția cazului în care acesta este compensat prin introducerea stabilizatorilor. Prin urmare, procesele de mărire a particulelor apar spontan în ele, adică o scădere a energiei de suprafață are loc datorită scăderii suprafeței specifice. Astfel de sisteme sunt numite instabil agregativ.

Mărirea particulelor poate avea loc în diferite moduri. Unul dintre ei, sunat distilare izotermă , constă în transferul de materie de la particulele mici la cele mari (efectul Kelvin). Ca rezultat, particulele mici se dizolvă treptat (se evaporă), iar cele mari cresc.

A doua cale, cea mai caracteristică și comună pentru sistemele dispersate, este coagulare (din lat, coagulare, întărire), constând în lipirea de particule.

Coagularea în sistemele diluate duce, de asemenea, la pierderea stabilității sedimentării și în cele din urmă la separarea fazelor.

Procesul de fuziune a particulelor se numește coalescență .

Procesul invers al formării unui sistem stabil dispersat liber dintr-un sediment sau gel (sistem dispersat structurat) se numește peptizare.

Un proces de coagulare mai profund duce la distrugerea straturilor de mediu și la contactul direct al particulelor. Ca rezultat, fie se formează agregate rigide de particule solide, fie se contopesc complet în sisteme cu o fază dispersată lichidă sau gazoasă (coalescență). În sistemele concentrate, se formează structuri solide volumetrice rigide, care pot fi din nou transformate într-un sistem dispersat liber numai cu ajutorul dispersiei forțate. Astfel, conceptul de coagulare include mai multe procese care apar cu scăderea suprafeței specifice a sistemului.

Fig.33. Procese care cauzează pierderea stabilității sistemelor dispersate.

Stabilitatea agregativă a sistemelor dispersate liofobe nestabilizate este de natură cinetică și poate fi judecată după rata proceselor cauzate de excesul de energie de suprafață.

Viteza de coagulare determină stabilitatea agregativă a sistemului dispersat, care se caracterizează prin procesul de aderență (fuziune) a particulelor.

În conformitate cu clasificarea de mai sus, se disting factorii termodinamici și cinetici ai stabilității agregative a sistemelor dispersate. Întrucât forța motrice a coagulării este energia de suprafață în exces, principalii factori care asigură stabilitatea sistemelor dispersate (în același timp menținând suprafața) vor fi cei care reduc tensiunea superficială. Acești factori sunt clasificați ca fiind termodinamici. Acestea reduc probabilitatea unor ciocniri eficiente între particule și creează potențiale bariere care încetinesc sau chiar elimină procesul de coagulare. Cu cât tensiunea superficială este mai mică, cu atât sistemul este mai aproape de stabil termodinamic.

Rata de coagulare, în plus, depinde de factori cinetici.

Se disting următorii factori termodinamici și cinetici ai stabilității sistemelor dispersate:

Există și alte mecanisme pentru formarea unui strat dublu electric. De exemplu, DES se formează la interfața dintre apă și iodură de argint slab solubilă. Dacă adăugați în apă nitrat de argint foarte solubil, atunci ionii de argint formați ca urmare a disocierii pot completa rețeaua cristalină AgI, deoarece fac parte din compoziția sa (adsorbția specifică a ionilor de argint). Ca rezultat, suprafața sării devine încărcată pozitiv (exces de cationi de argint), iar ionii de iodură vor acționa ca contraioni.

De menționată și posibilitatea formării unui strat dublu electric ca urmare a trecerii ionilor sau electronilor de la o fază la alta (ionizarea suprafeței).

Așa-numitele fenomene electrocinetice (electroforeză, electroosmoză etc.) sunt cauzate de prezența unui dublu strat electric la interfața de fază.

2. Factorul de adsorbție-solvație consta in reducerea interfacialului

tensiune la introducerea surfactanților (datorită adsorbției și solvației).

3. factor de entropie, ca și primele două, este termodinamică. Acesta completează primii doi factori și acționează în sistemele în care particulele participă la mișcarea termică. Repulsia entropică a particulelor poate fi reprezentată ca prezența unei difuzii constante a particulelor dintr-o zonă cu o concentrație mai mare într-o zonă cu o concentrație mai mică, adică sistemul se străduiește în mod constant să egalizeze concentrația fazei dispersate pe întreg volumul.

De obicei, stabilitatea agregativă este asigurată de mai mulți factori simultan. Stabilitatea deosebit de ridicată se observă sub acțiunea combinată a factorilor termodinamici și cinetici.

Bariera structural-mecanica, considerata pentru prima data de P.A Rebinder, este un puternic factor de stabilizare asociat cu formarea de straturi de adsorbtie la interfetele care liofilizeaza suprafata. Structura și proprietățile mecanice ale unor astfel de straturi pot asigura o stabilitate foarte mare a straturilor intermediare ale mediului de dispersie între particulele fazei dispersate.

§9. Stabilizarea și spargerea emulsiilor

Să luăm în considerare caracteristicile stabilizării și distrugerii sistemelor dispersate folosind emulsii ca exemplu.

Sistemele dispersate cu o fază lichidă dispersată și un mediu lichid de dispersie se numesc emulsii.

Caracteristica lor specifică este capacitatea de a forma emulsii de două tipuri: direct, în care mediul de dispersie este un lichid mai polar (de obicei apă) și verso, în care un lichid mai polar formează o fază dispersată.

În anumite condiții se observă inversarea fazelor emulsiilor când o emulsie de un anumit tip, cu introducerea oricăror reactivi sau când condițiile se schimbă, se transformă într-o emulsie de tip opus.

Cel mai important reprezentant al emulsiilor este o emulsie ulei-apă, foarte puternic stabilizată de surfactanți și rășini naturali. Distrugerea unor astfel de sisteme este prima și destul de dificilă etapă a pregătirii și rafinării uleiului.

Stabilitatea agregativă a emulsiilor poate fi determinată de mulți factori de stabilitate.

Formarea lor este posibilă prin dispersie spontană în anumite condiții, când tensiunea interfacială este atât de scăzută (mai puțin de 10 2 10 1). mJ/m 2 ), că este complet compensat de factorul de entropie. Acest lucru se dovedește a fi posibil la temperaturi apropiate de așa-numita temperatură critică de amestecare. În plus, agenții tensioactivi coloidali și soluțiile VMS au capacitatea de a reduce tensiunea interfacială la valori ultra-scăzute, ceea ce face posibilă obținerea de emulsii stabile termodinamic (formate spontan) în condiții normale.

În emulsiile stabile termodinamic și formate spontan (liofile), particulele au o dispersie foarte mare.

Majoritatea emulsiilor sunt sisteme microeterogene, instabile termodinamic (liofobe). În timpul depozitării pe termen lung, în ele are loc lipirea (coagularea), iar apoi picăturile se unesc (coalescenta).

Stabilitatea agregativă a emulsiilor este caracterizată cantitativ prin viteza de separare a acestora. Se determină prin măsurarea înălțimii (volumului) fazei separate la anumite intervale de timp după primirea emulsiei. Fără un emulgator, stabilitatea emulsiilor este de obicei scăzută. Există metode cunoscute pentru stabilizarea emulsiilor folosind agenți tensioactivi, DIU și pulberi. Stabilizarea emulsiilor cu surfactanți este asigurată datorită adsorbției și a unei anumite orientări a moleculelor de surfactant, ceea ce determină scăderea tensiunii superficiale.

Orientarea agenților tensioactivi în emulsii urmează regula lui Rehbinder de egalizare a polarităților: grupurile de surfactanți polari se confruntă cu faza polară, iar radicalii nepolari se confruntă cu faza nepolară. În funcție de tipul de surfactant (ionic, neionic), picăturile de emulsie capătă o încărcătură adecvată sau apar straturi de adsorbție-solvație pe suprafața lor.

Dacă un agent tensioactiv este mai bine solubil în apă decât în ulei (ulei este denumirea generală pentru faza nepolară din emulsii), se formează o emulsie directă o/w dacă solubilitatea sa este mai bună în ulei, atunci o emulsie inversă; se obţine emulsie. (regula lui Bancroft).Înlocuirea emulgatorului poate determina inversarea emulsiei. Astfel, dacă se adaugă o soluție de clorură de calciu la o emulsie u/w stabilizată cu săpun de sodiu, emulgatorul se transformă într-o formă de calciu și emulsia se inversează, adică faza uleioasă devine un mediu de dispersie. Acest lucru se datorează faptului că săpunul de calciu este mult mai solubil în ulei decât în apă.

Stabilizarea emulsiilor inverse cu surfactanți nu se limitează la factorii cauzați de scăderea tensiunii superficiale. Agenții tensioactivi, în special cei cu radicali lungi, pot forma pelicule cu vâscozitate semnificativă (factor structural-mecanic) pe suprafața picăturilor de emulsie și, de asemenea, oferă repulsie entropică. Factorii structurali-mecanici și entropici sunt deosebit de importanți dacă sunt utilizați compuși de suprafață cu molecule înalte pentru stabilizare. Factorul structural-mecanic - formarea unui film de adsorbție structurat și extrem de solvatat de mediul de dispersie este de mare importanță pentru stabilizarea emulsiilor concentrate și foarte concentrate. Straturile subțiri structurate între picăturile de emulsie foarte concentrată conferă sistemului proprietăți pronunțate asemănătoare unui solid.

Stabilizarea emulsiilor este posibilă și cu ajutorul pulberilor foarte dispersate. Mecanismul de acțiune a acestora este similar cu mecanismul de acțiune al agenților tensioactivi. Pulberile cu suprafata suficient de hidrofila (argila, silice, etc.) stabilizeaza emulsiile directe. Pulberile hidrofobe (negru de fum, aerosil hidrofob etc.) sunt capabile să stabilizeze emulsiile inverse. Particulele de pulbere de pe suprafața picăturilor de emulsie sunt aranjate astfel încât cea mai mare parte a suprafeței lor să fie într-un mediu de dispersie. Pentru a asigura stabilitatea emulsiei, este necesară o acoperire densă a pulberii pe suprafața picăturii. Dacă gradul de umectare al particulelor de pulbere stabilizatoare de către mediu și faza dispersată diferă foarte mult, atunci întreaga pulbere va fi localizată în volumul fazei care o umezește bine și, evident, nu va avea un efect stabilizator.

O emulsie directă stabilizată de emulgatori ionici poate fi distrusă prin adăugarea de electroliți cu ioni polivalenți. Astfel de electroliți nu numai că provoacă comprimarea stratului dublu electric, ci și transformă emulgatorul într-o formă care este ușor solubilă în apă. Emulgatorul poate fi neutralizat cu un alt emulgator care favorizează formarea de emulsii inverse. Puteți adăuga o substanță mai activă la suprafață decât un emulgator, care în sine nu formează pelicule puternice (așa-numitele demulgator). De exemplu, alcoolii (pentil și alții) înlocuiesc emulgatorii, le dizolvă peliculele și promovează coalescența picăturilor de emulsie. Emulsia poate fi distrusă prin creșterea temperaturii, plasarea acesteia într-un câmp electric, decantare, centrifugare, filtrare prin materiale poroase care sunt umezite de mediul de dispersie, dar nu umezite de substanța de fază dispersată și alte metode.

CAPITOLUL XIV. PROPRIETĂȚI STRUCTURAL-MECANICE ALE SISTEMELOR DISPERSE

§1. Concepte de bază și legile ideale ale reologiei

Cele mai importante proprietăți mecanice sunt vâscozitatea, elasticitatea, plasticitatea, rezistența. Deoarece aceste proprietăți sunt direct legate de structura corpurilor, ele sunt de obicei numite structural-mecanic.

Proprietățile structurale și mecanice ale sistemelor sunt studiate folosind metode reologie – știința deformărilor și a curgerii sistemelor materiale. Reologia studiază proprietățile mecanice ale sistemelor pe baza manifestării deformării sub influența tensiunilor externe. În chimia coloidală, metodele de reologie sunt utilizate pentru a studia structura și a descrie proprietățile de curgere vâscoasă ale sistemelor disperse.

Termendeformare înseamnă o deplasare relativă a punctelor sistemului, la care continuitatea acestuia nu este încălcată. Deformarea este împărțită în elastic și rezidual. Cu deformarea elastică, structura corpului este complet restaurată după ce sarcina (tensiunea) este îndepărtată; deformarea reziduală este ireversibilă; modificările în sistem rămân chiar și după îndepărtarea sarcinii. Deformarea reziduală în care corpul nu se prăbușește se numește plastic.

Deformațiile elastice includ deformații volumetrice (de tensiune, compresie), de forfecare și de torsiune. Ele sunt caracterizate cantitativ prin mărimi relative (adimensionale). De exemplu, în timpul deformării unidimensionale, tensiunea este exprimată prin alungire relativă:

Unde l 0 Şi l– lungimea corpului înainte, respectiv după întindere; Δ l– alungire absolută.

Deformarea de forfecare este determinată de forfecare absolută (deformare absolută) y și deplasare relativă (Fig. 34) sub tensiune R:

(XIV.1)

Unde y – deplasarea stratului superior (deformare absolută); X -înălțimea peste care are loc deplasarea, – unghiul de forfecare. .

După cum reiese din Fig. 34, deplasarea relativă este egală cu tangenta unghiului de deplasare , care, la rândul său, este aproximativ egal cu unghiul însuși , dacă este mic şi mărimea acestui unghi se exprimă în radiani.

Fig.34. Reprezentarea schematică a deformării prin forfecare

Lichidele și gazele sunt deformate atunci când sunt aplicate sarcini minime și curg sub influența diferențelor de presiune. Debitul este un tip de deformare în care cantitatea de deformare crește continuu sub influența presiunii (sarcină) constantă. Spre deosebire de gaze, lichidele nu se comprimă în timpul curgerii și densitatea lor rămâne aproape constantă.

Voltaj (R ), care provoacă deformarea corpului, este determinată de raportul dintre forță și aria pe care acționează. Forța care acționează poate fi descompusă în două componente: normală, direcționată perpendicular pe suprafața corpului și tangențială (tangentă), direcționată tangențial la această suprafață. În consecință, se disting două tipuri de tensiuni: normale și tangenţiale, care corespund la două tipuri principale de deformare: tensiune (sau compresie) și forfecare. Alte tipuri de deformare pot fi reprezentate folosind diferite combinații ale acestor tipuri de deformare de bază. Unitatea SI a tensiunii este pascalul ( Pa).

Orice sistem material are toate proprietățile reologice . Principalele, așa cum am menționat deja, sunt elasticitatea, plasticitatea, vâscozitatea și rezistența. Toate aceste proprietăți apar în timpul deformării prin forfecare, care este deci considerată cea mai importantă în studiile reologice.

Astfel, natura și magnitudinea deformării depind de proprietățile materialului corpului, de forma acestuia și de metoda de aplicare a forțelor externe.

În reologie, proprietățile mecanice ale materialelor sunt prezentate sub formă de modele reologice, care se bazează pe trei legi ideale de bază care raportează stresul la deformare. Ele corespund la trei modele (elemente) elementare de materiale idealizate care îndeplinesc caracteristicile reologice de bază (elasticitate, plasticitate, vâscozitate): corpul Hooke ideal elastic, corpul newtonian ideal vâscos (fluid newtonian) și Saint-Venant-Coulomb ideal plastic. corp.

Corpul perfect elastic al lui Hooke reprezentat sub forma unui arc spiralat (Fig. 35). Conform legea lui Hooke deformarea într-un corp elastic este proporțională cu efortul de forfecare R:

sau
(XIV.2)

Unde G – factor de proporționalitate sau modul de forfecare.

Modulul de forfecare G este o caracteristică a unui material (structura acestuia), reflectând cantitativ proprietățile sale elastice (rigiditatea). Din ecuația (XIV.2) rezultă că unitatea de măsură a modulului de forfecare este pascalul (SI), adică aceeași ca pentru efort, deoarece mărimea γ fără dimensiuni. Modulul de forfecare poate fi determinat din cotangenta unghiului de înclinare a dreptei, caracterizând dependența deformației γ de la efortul de forfecare R(vezi Fig. 35, b). Modulul de elasticitate pentru cristalele moleculare este ~ 10 9 Pa, pentru cristale covalente și metale – 10 11 Pa si mai mult. După îndepărtarea sarcinii, corpul ideal elastic al lui Hooke revine instantaneu la starea inițială (forma).

Fig.35. Modelul ideal de corp elastic al lui Hooke (a) și dependența deformării acestui corp de efortul de forfecare (b)

În mod ideal, corpul newtonian vâscos reprezentat ca un piston cu orificii plasate într-un cilindru cu lichid (Fig. 36). Un lichid ideal vâscos curge conform legea lui Newton . Conform acestei legi, efortul de forfecare în timpul curgerii fluidului laminar este proporțional cu gradientul vitezei de forfecare absolută (deformație absolută) dU/ dx:

(XIV.3),

Unde η – un factor de proporționalitate numit vâscozitate dinamică (vâscozitatea dinamică este uneori desemnată de simbolul literei  ).

Cu mișcarea plană-paralelă (laminară) a două straturi de lichid, un strat se deplasează față de celălalt. Dacă viteza de forfecare absolută a straturilor lichide se notează cu U= dy/ dt si ia in considerare ca coordonata X si timp t sunt variabile independente, atunci prin modificarea ordinii de diferențiere ținând cont de (XIV.1) putem obține următoarea relație:

(XIV.4)

Unde
– rata deformarii relative la forfecare.

Astfel, legea lui Newton poate fi formulată și după cum urmează: efortul de forfecare este proporțional cu rata deformarii relative:

(XIV.5)

Proprietățile reologice ale lichidelor ideale sunt caracterizate în mod unic de vâscozitate. Definiția sa este dată de ecuațiile (XIV.3) și (XIV.5). Graficul de dependență P – este o linie dreaptă care vine de la origine, cotangenta unghiului de înclinare a acestei drepte la axa absciselor determină vâscozitatea lichidului. Se numește reciproca vâscozității fluiditate. Dacă vâscozitatea caracterizează rezistența unui lichid la mișcare, atunci fluiditatea caracterizează mobilitatea acestuia.

Fig.36. Modelul lui Newton al unui fluid vâscos ideal (a) și dependența vitezei de deformare a acestui fluid de efortul de forfecare (b)

Unitățile de vâscozitate rezultă din ecuația (XIV.5). Deoarece în sistemul internațional de unități tensiunea este măsurată în pascali, iar rata deformarii relative în Cu -1 , atunci unitatea de vâscozitate va fi pascal-secundă ( Pasa). În sistemul GHS, unitatea de vâscozitate este considerată echilibru ( P) (1 Pasa = 10 P). Vâscozitatea apei la 20,5°C este 0,001 Pasa sau 0,01 P, adică 1 centipoise ( societate mixtă). Vâscozitatea gazelor este de aproximativ 50 de ori mai mică, pentru lichidele foarte vâscoase valorile vâscozității pot fi de mii și milioane de ori mai mari, iar pentru solide poate fi de 10 15 -10 20 Pasa si mai mult. Dimensiunea fluidității este inversul dimensiunii vâscozității, prin urmare, unitățile de vâscozitate sunt inversul unităților de fluiditate. De exemplu, în sistemul GHS, fluiditatea este măsurată în echilibru la prima putere minus ( P -1 ).

Modelul Saint-Venant-Coulomb al unui corp ideal din plastic este un corp solid situat pe un plan, în timpul mișcării căruia frecarea este constantă și nu depinde de forța normală (perpendiculară pe suprafață) (Fig. 37). Acest model se bazează pe legea frecării externe (uscate), conform căreia nu există deformare dacă efortul de forfecare este mai mic decât o anumită valoare. R*, numită limită de curgere, adică la

PP*

Dacă solicitarea ajunge la limita de curgere, atunci deformarea dezvoltată a unui corp ideal plastic nu are limită, iar curgerea are loc cu orice viteză, adică.

P= P* >0 >0

Această dependență este prezentată în Fig. 37, b. De aici rezultă că nu se poate aplica o solicitare unui element de frecare uscat (în mod ideal un corp din plastic) depășind P*. Magnitudinea P* reflectă puterea structurii corpului. Dat fiind R = P* structura unui corp ideal de plastic este distrusă, după care rezistența la stres este complet absentă.

O comparație a elementelor ideale (modele reologice) arată că energia cheltuită la deformarea unui corp elastic Hooke este returnată în timpul descărcării (după încetarea tensiunii), iar la deformarea corpurilor vâscoase și plastice, energia este convertită în căldură. În conformitate cu aceasta, corpul Hooke aparține sistemelor conservatoare, iar celelalte două aparțin sistemelor disipative (pierderea de energie).

Există factori de stabilitate termodinamică și cinetică,

LA factori termodinamici includ factorii electrostatici, de adsorbție-solvație și de entropie.

Factorul electrostatic se datorează existenței unui strat dublu electric dispersat pe suprafața particulelor. Principalele componente ale factorului electrostatic sunt încărcarea granulelor tuturor particulelor coloidale, valoarea potențialului electrocinetic, precum și o scădere a tensiunii superficiale interfaciale datorită adsorbției electroliților (mai ales în cazurile în care electroliții sunt surfactanți ionici). ).

Sarcina electrică identică a granulelor duce la respingerea reciprocă a particulelor coloidale care se apropie. Mai mult, la distanțe care depășesc diametrul micelilor, repulsia electrostatică este cauzată în principal de încărcarea contraionilor din stratul difuz. Dacă particulele care se mișcă rapid se ciocnesc între ele, atunci contraionii stratului difuz, fiind relativ slab legați de particule, se pot mișca și, ca urmare, granulele intră în contact. În acest caz, potențialul electrocinetic joacă rolul principal în forțele de respingere. Și anume, dacă valoarea sa depășește 70-80 mV, atunci particulele care se ciocnesc între ele ca urmare a mișcării browniene nu vor putea depăși bariera electrostatică și, după ce s-au ciocnit, se vor dispersa și nu va avea loc agregarea. Rolul tensiunii superficiale ca factor de stabilitate termodinamică a fost discutat în Capitolul 1.

Factorul de adsorbție-solvație asociat cu hidratarea (solvatarea) atât a particulelor de fază dispersată, cât și a ionilor sau a moleculelor de surfactant neîncărcate adsorbite pe suprafața lor. Învelișurile de hidratare și straturile de adsorbție sunt conectate la suprafața particulelor prin forțe de adeziune. Prin urmare, pentru contactul direct al agregatelor, particulele care se ciocnesc trebuie să aibă energia necesară nu numai pentru a depăși bariera electrostatică, ci și pentru a depăși munca de aderență.

Factorul de entropie constă în tendința fazei dispersate de a distribui uniform particulele fazei dispersate pe tot volumul sistemului ca urmare a difuziei. Acest factor se manifestă în principal în sisteme ultramicroeterogene, ale căror particule participă la mișcarea browniană intensă.

La factori cinetici stabilitatea includ factori structural-mecanici și hidrodinamici.

Factorul structural-mecanic Acest lucru se datorează faptului că învelișurile de hidratare (solvat) existente pe suprafața particulelor au vâscozitate și elasticitate crescute. Acest lucru creează o forță de respingere suplimentară atunci când particulele se ciocnesc - așa-numita presiune de disjungere. Elasticitatea straturilor de adsorbție în sine contribuie, de asemenea, la presiunea de separare. Doctrina presiunii disjoining a fost dezvoltată de B.V. Deryagin (1935).

Factorul hidrodinamic asociate cu vâscozitatea mediului de dispersie. Reduce rata de distrugere a sistemului prin încetinirea mișcării particulelor într-un mediu cu vâscozitate ridicată. Acest factor este cel mai puțin pronunțat în sistemele cu mediu gazos, iar cea mai mare manifestare a sa se observă în sistemele cu mediu solid, unde particulele din faza dispersată sunt în general lipsite de mobilitate.

În condiții reale, stabilitatea sistemelor dispersate este de obicei asigurată de mai mulți factori simultan. Cea mai mare stabilitate se observă sub acțiunea combinată a factorilor termodinamici și cinetici.

Fiecare factor de rezistență are o metodă specifică de neutralizare. De exemplu, efectul factorului structural-mecanic poate fi eliminat folosind substanțe care lichefiază și dizolvă straturile structurate elastice de pe suprafața particulelor. Solvația poate fi redusă sau complet eliminată prin liofobizarea particulelor din faza dispersată în timpul adsorbției substanțelor corespunzătoare. Efectul factorului electrostatic este redus semnificativ atunci când electroliții sunt introduși în sistem, comprimând DES. Acest ultim caz este cel mai important atât în stabilizarea, cât și în distrugerea sistemelor dispersate.

Coagulare

După cum sa menționat mai sus, coagularea se bazează pe o încălcare a stabilității agregative a sistemului, ceea ce duce la lipirea particulelor din faza dispersată în timpul ciocnirilor lor. Extern, coagularea soluțiilor coloidale se manifestă sub formă de turbiditate, uneori însoțită de o schimbare a culorii, urmată de precipitare.

În agregatele formate în timpul coagulării, particulele primare sunt conectate între ele fie printr-un strat de mediu de dispersie, fie direct. În funcție de aceasta, agregatele pot fi fie libere, ușor peptizate, fie destul de puternice, adesea ireversibile, care sunt peptizate cu dificultate sau deloc. În sistemele cu un mediu de dispersie lichid, în special cu o concentrație mare de particule din faza dispersată, precipitarea agregatelor rezultate este adesea însoțită de formarea structurii - formarea unui coagel sau gel care acoperă întregul volum al sistemului.

Prima etapă de coagulare a solului când stabilitatea acestuia este încălcată este coagulare ascunsă, care constă în combinarea doar a unui număr mic de particule. Coagularea ascunsă nu este de obicei vizibilă cu ochiul liber și poate fi observată numai cu o examinare specială, de exemplu, folosind un ultramicroscop. Urmează coagularea latentă explicit, atunci când un număr atât de semnificativ de particule se combină, încât aceasta duce la o schimbare clar vizibilă a culorii, încețoșarea solului și pierderea unui precipitat liber din acesta ( coagulează). Coagulatele care apar ca urmare a pierderii stabilității agregative sunt formațiuni de decantare (sau plutitoare) de diferite structuri - dense, coagulate, floculente, fibroase, asemănătoare cristalului. Structura și rezistența coagulatelor este determinată în mare măsură de gradul de solvatare (hidratare) și de prezența substanțelor adsorbite de diferite naturi, inclusiv agenți tensioactivi, pe particule.

P. A. Rebinder a studiat în detaliu comportamentul solurilor în timpul coagulării cu factorii de protecție neînlăturați complet și a arătat că în astfel de cazuri se observă formarea structurii de coagulare, ducând la apariția unor sisteme asemănătoare gelului (a căror structură va fi discutată în capitolul 11). .

Procesul invers de coagulare se numește peptizare (vezi secțiunea 4.2.3). În sistemele ultramicroeterogene, în care energia mișcării browniene este proporțională cu energia de legare a particulelor din agregate (flocule), se poate stabili un echilibru dinamic între coagulare și peptizare. Trebuie să îndeplinească condiția

½ zE = kT ln( V s/ V La),

Unde z – numărul de coordonare al unei particule din structura spațială a coagulatului (cu alte cuvinte, numărul de contacte ale unei particule din agregatul rezultat cu alte particule incluse în acesta); E - energie de legare între particulele în contact, k – constanta Boltzmann, T - temperatura absolută, V h – volumul pe particulă într-o soluție coloidală după formarea unui coagulat (dacă concentrația particulelor este egală cu n particule/m3, atunci V z = 1/ n ,), V k este volumul efectiv pe particulă din interiorul structurii de coagulare (sau volumul în care fluctuează în raport cu poziția de echilibru).

În sistemele dispersate liofobe după coagulare, concentrația de particule în cenușa de echilibru este de obicei neglijabilă în comparație cu concentrația lor. Prin urmare, în conformitate cu ecuația de mai sus, coagularea este, de regulă, ireversibilă. În sistemele liofile, energiile de legare între particule sunt mici și, prin urmare

½ zE < kT ln( V s/ V La),

adică coagularea este fie imposibilă, fie foarte reversibilă.

Motivele care cauzează coagularea pot fi foarte diferite. Acestea includ influențe mecanice (agitare, vibrații, scuturare), influențe ale temperaturii (încălzire, fierbere, răcire, înghețare) și altele, adesea greu de explicat și imprevizibile.

Dar cea mai importantă din punct de vedere practic și în același timp cea mai bine studiată este coagularea sub influența electroliților sau coagularea electroliților.

cinetică termodinamică

(↓).(↓viteze de coagulare datorate proprietăților hidrodinamice ale mediului)

a) factorul electrostatic – ↓ datorită a) factorului hidrodinamic

educație DES

b) factor de adsorbţie-solvatare - ↓ b) structural-mecanic

datorită factorului de adsorbție și solvație de suprafață

c) factorul de entropie

Factori termodinamici:

Electrostatic factor contribuie la crearea forțelor repulsive electrostatice, care cresc odată cu creșterea potențialului de suprafață al particulelor, și în special a potențialului ζ.

Factorul de adsorbție-solvație datorită scăderii suprafeței particulelor ca urmare a solvației. Suprafața particulelor este lichefiată prin natură sau datorită adsorbției stabilizatorilor non-electroliți. Astfel de sisteme pot fi stabile agregativ chiar și în absența potențialului pe suprafața particulelor.

Sistemele liofobe pot fi liofilizate prin adsorbția de molecule pe suprafața lor cu care mediul lor interacționează. Este vorba despre surfactanți, agenți navali, iar în cazul emulsiilor, pulberi fine umezite de mediu.

Adsorbția unor astfel de substanțe este însoțită de solvatarea și orientarea moleculelor în conformitate cu polaritatea fazelor de contact (regula lui Rehbinder). Adsorbția agenților tensioactivi duce la o scădere a energiei Gibbs de suprafață și, prin urmare, la o creștere a stabilității termodinamice a sistemului.

Factorul de entropie joacă un rol special în sistemele cu particule mici, deoarece datorită mișcării browniene, particulele din faza dispersată sunt distribuite uniform în volumul sistemului. Ca urmare, haosul sistemului crește (este mai puțin haotic dacă particulele sunt sub formă de sediment la fundul vasului), ca urmare, crește și entropia acestuia. Aceasta duce la o creștere a stabilității termodinamice a sistemului, realizată prin reducerea energiei totale Gibbs. Într-adevăr, dacă în timpul oricărui proces S > 0, atunci conform ecuaţiei

G = H - TS,

un astfel de proces are loc cu o scădere a energiei Gibbs G

Factori cinetici:

Factorul de stabilitate structural-mecanic are loc în timpul adsorbției surfactanților și hidrocarburilor pe suprafața particulelor, ceea ce duce la formarea de straturi de adsorbție cu proprietăți structurale și mecanice crescute. Aceste substanțe includ: agenți tensioactivi cu lanț lung, majoritatea DIU, de exemplu, gelatină, cazeină, proteine, săpunuri, rășini. Concentrându-se pe suprafața particulelor, acestea pot forma o peliculă asemănătoare unui gel. Aceste straturi de adsorbție acționează ca o barieră la apropierea particulelor și agregarea acestora.

Scăderea simultană a tensiunii superficiale în acest caz duce la faptul că acest factor devine universal pentru stabilizarea tuturor sistemelor dispersate.

Factorul de stabilitate hidrodinamică se manifestă în medii de dispersie foarte vâscoase și dense în care viteza de mișcare a particulelor din faza dispersată este scăzută și energia lor cinetică nu este suficientă pentru a depăși chiar și o barieră potențială respingătoare mică.

În sistemele coloidale reale, mai mulți factori de stabilitate termodinamică și cinetică funcționează de obicei simultan. De exemplu, stabilitatea micelilor din latex de polistiren (vezi capitolul 5) este asigurată de factorii de stabilitate ionici, structural-mecanici și de adsorbție-solvat.

Trebuie remarcat faptul că fiecare factor de stabilitate are propria sa metodă specifică de neutralizare. De exemplu, efectul factorului ionic este redus semnificativ odată cu introducerea electroliților. Efectul factorului structural-mecanic poate fi prevenit cu ajutorul unor substanțe - așa-numitele. demulgatori(aceștia sunt de obicei surfactanți cu lanț scurt) care lichefiază straturile elastice structurate de pe suprafața particulelor, precum și metode mecanice, termice și alte metode. Ca urmare, are loc o pierdere a stabilității agregative a sistemelor și coagulare.

Mecanisme de acțiune ale stabilizatorilor

Stabilizatorii creează o barieră potențială sau structural-mecanică pe calea aderenței particulelor, iar dacă aceasta este suficient de mare, un sistem instabil termodinamic poate exista destul de mult timp din motive pur cinetice, fiind în stare metastabilă.

Să luăm în considerare mai detaliat factorul electrostatic de stabilitate sau factorul ionic de stabilizare a sistemelor dispersate.

6.3. Factorul ionic pentru stabilizarea sistemelor dispersate

Teoria stabilității solurilor liofobe DLPO

Adsorbția, electrostaticul și o serie de alte teorii ale stabilității și coagulării nu au putut explica o serie de fapte observate pentru sistemele dispersate. Cele mai importante prevederi ale acestora au devenit parte din teoria modernă a stabilității, care este în acord cu comportamentul solurilor tipic liofobe.

Formarea EDL duce, pe de o parte, la o scădere a tensiunii interfaciale, ceea ce mărește stabilitatea termodinamică a sistemelor, iar pe de altă parte, creează o barieră potențială de repulsie electrostatică pe calea agregării particulelor, determinând astfel numit. factor de stabilitate ionic (electrostatic)..

Să luăm în considerare natura acestei bariere. Conform teoriei stabilității coloizilor hidrofobi Deryagina (*) , Landou (*) , Fairway (*) , Overbeck (*) (teoria DLFO), între particulele cu EDL, acţionează forţele de atracţie şi de respingere. Forțele de repulsie sunt cauzate de presiunea de disjuncție: atunci când particulele se apropie unele de altele, părțile difuze ale EDL se suprapun și concentrația de contraioni între particule devine mai mare decât în interiorul fazei. Un flux de mediu de dispersie apare în spațiul dintre particule, având tendința de a le separa. Acest flux creează presiune de disjungere. Conform teoriei DLVO, energia respingătoare a particulelor este exprimată prin ecuația:

Teoria fizică modernă a stabilității a fost dezvoltată de oamenii de știință ruși Deryagin și Landau (1937) și a primit recunoaștere universală. Ceva mai târziu (1941), o dezvoltare teoretică care a dus la aceleași rezultate a fost realizată de oamenii de știință olandezi Verwey și Overbeck. În conformitate cu primele litere ale autorilor, teoria stabilității este cunoscută sub numele de teorie DLFO(DLVO).

Tensiunea superficială interfacială a sistemelor disperse nu este singurul motiv pentru stabilitatea agregativă. Când particulele de sol încărcate similar se apropie una de cealaltă, straturile lor difuze se suprapun. Această interacțiune are loc într-un strat subțire de mediu de dispersie care separă particulele.

Stabilitatea solurilor liofobe determinate de proprietăţile speciale ale acestor straturi lichide. Subtierea acestui strat se termina fie cu ruperea lui la o anumita grosime mica, fie cu realizarea unei anumite grosimi de echilibru, care nu mai scade. În primul caz, particulele se lipesc, în al doilea - nu.

Subțierea stratului subțire are loc prin scurgerea lichidului din acesta. Când stratul de lichid devine subțire (100 – 200 nm), proprietățile lichidului din el încep să difere foarte mult de proprietățile lichidului în vrac. Apare în strat presiune suplimentară , pe care Deryagin l-a numit „presiune de separare” π.

Presiunea de separare este presiunea în exces care trebuie aplicată pe suprafețele care conțin o peliculă subțire, astfel încât grosimea acesteia să rămână constantă sau să poată fi modificată reversibil într-un proces de echilibru termodinamic.

Pozitiv presiunea de separare are loc atunci când:

„+” P în stratul 0. Acest lucru împiedică curgerea lichidului din acesta, adică. apropierea particulelor;

„presiune de disjungere”, adică tartine, felii:

Presiunea de disjungere negativă π

„-“ când presiunea din strat crește, ceea ce contribuie la convergența particulelor

Să luăm în considerare cazurile de particule de fază dispersate care se apropie la diferite distanțe:

Fără presiune de separare, h > 2δ

(grosimea stratului difuz)

R o R o „+” - R

Într-un strat subțire,

„-” - lichidul va curge din gol și

Particulele P P se apropie

Fig.6.1. Formarea presiunii de disjungere în straturi subțiri

Înainte ca straturile difuze să se suprapună, energia E a sistemelor de dispersie liberă a fost neschimbată, iar P în gol = P o (presiunea în interiorul lichidului liber).

După suprapunere, energia liberă se modifică, iar în stratul lichid apare un R.D. îndreptat către corpurile în contact.

Conceptul de presiune disjoining este unul dintre conceptele fundamentale în fizicochimia sistemelor dispersate. Presiunea de separare apare întotdeauna atunci când se formează un strat subțire de lichid între particulele fazei dispersate (solid, lichid sau gazos). Într-un strat de apă de 1 micron grosime, închis între două suprafețe de mica, presiunea de separare este de 430 Pa. Cu o grosime a stratului de apă de 0,04 microni, presiunea de separare este semnificativ mai mare și se ridică la 1,8810 4 Pa.

Pentru a studia structura filmului și a măsura grosimea acestuia, se folosesc de obicei metode optice și, mai ales, interoferometrice.

Intensitatea I a luminii reflectate din cauza interferenței depinde într-un mod complex de raportul dintre grosimea filmului și lungimea de undă a luminii incidente.

1/4 3/4 5/4 7/4 h/λ

Orez. 6.2. Dependența lui I a luminii monocromatice reflectate de grosimea relativă a filmului.

Pentru filme groase: h=(k+½)λ/2n.

k – ordine de interferență

n – indicele de refracție.

În lumină albă, peliculele subțiri sunt colorate în culori diferite. Filmele subțiri cu h≤ λ/10 apar gri în lumina reflectată, în timp ce filmele mai subțiri apar negre.

Pentru filmele gri și negre, măsurarea intensității I permite determinarea h lor, iar dependența I=f(t) determină cinetica de subțiere.

Forțele repulsive din peliculele subțiri sunt de natură electrostatică: un sistem coloidal format din apă, proteine... folosește realizările organice, anorganice și analitice. chimie, procese și aparate de chimie și...

Proteine și acizi nucleici

Ghid de studiu >> Chimie

TEHNOLOGIA COMPUȘILOR MOLECULARE ÎNALTE BIOLOGICE CHIMIE ABSTRACT PRELEGII pentru studenții specialităților 49 ... în anumite condiții se formează soluții proteice coloidal sisteme - geluri sau jeleuri... apă înconjurătoare într-un strat gros coloidal particule de proteine și așa...

Aspecte de mediu ale predării temei P-elementele la clasă chimieși ecologie

Lucrări de curs >> Pedagogie

Efectuarea prelegeri pe tema, profesorul, împreună cu elevii, întocmește sprijinirea note. ...reacții la teme. Coloidal particule Experiment de laborator 21... in chimie. M.: Educație, 1981, 192 p. Rudzitis G. E. Chimie: anorganic chimie. Organ. Chimie: Educatie...

Bazele ecologiei (10)

Rezumat >> Ecologie

Necesitatea pregătirii și publicării note prelegeri, care poate fi... sau maro la culoare, îmbogățit coloidal- minerale dispersate. Orizontul de bază... rezervoare de decantare, centrifugare, filtrare. L, fizică chimic si curatare biol. plutire...

Teorie chimie. Organic și anorganic chimieși metodele de predare a acesteia

Rezumat >> Chimie

... chimie. Structura caracterului el-tov s-noi. În l-s-s-me curs... fixare la sfârșit prelegeri. Didactic. conditii prelegeri: foarte concentrat prelegeri, conștientizare crescută, ... apă, sub forme de apă caldă coloidal soluţie. Macromoleculele de amidon sunt construite...