Rumusan aturan Deryagin. Teori koagulasi Deryagin-Landau-fairway-overback

Halaman saat ini: 16 (buku memiliki total 19 halaman) [bagian bacaan yang tersedia: 13 halaman]

Jenis huruf:

100% +

99. Antagonisme dan sinergisme kerja elektrolit pada proses koagulasi

Koagulasi timbal balik terjadi ketika dua koloid dengan tanda muatan berbeda dicampur. Setiap koloid dapat dianggap sebagai elektrolit, yang satu ionnya normal dan ion lainnya bermassa sangat besar. Oleh karena itu, koloid dengan partikel bermuatan positif akan berperan sebagai elektrolit koagulasi untuk sol dengan partikel negatif, dan sebaliknya. Secara alami, koagulasi paling lengkap terjadi pada rasio optimal larutan koloid tertentu, sesuai dengan netralisasi partikel bersama. Jika salah satu koloid berlebih maka akan terjadi koagulasi parsial, atau sistem akan tetap stabil dengan tanda muatan koloid berlebih (recharge). Hasil koagulasi larutan koloid dengan campuran elektrolit berbeda-beda. Ada tiga kasus di sini:

1) fenomena aditif;

2) antagonisme ionik;

3) sinergisme ion.

Sedang dalam pengerjaan Yu.M.Glasman, E.Matievich dan penulis lain mempelajari kasus yang lebih kompleks, tetapi sangat penting untuk praktik - koagulasi dengan campuran elektrolit.

Aditif Efeknya adalah kapasitas koagulasi dalam campuran bertambah secara hitung sesuai aturan pencampuran. Dalam hal tindakan aditif, jika satu elektrolit ditambahkan dari 1/2 menjadi 1 sol, maka untuk mencapai koagulasi Anda perlu menambahkan 2/2. Efek aditif sering diamati, terutama ketika koagulasi dengan campuran elektrolit dengan ion dominan dengan valensi yang sama.

Telah lama diketahui bahwa, seiring dengan efek koagulasi aditif dari dua ion lawan, terdapat kasus antagonisme dan sinergisme dalam aksinya, yang sangat penting tidak hanya untuk banyak proses teknologi, tetapi juga untuk memahami pola aksi ion. pada organ dan jaringan organisme hidup, di mana ion-ion yang aktif secara biologis sering kali muncul sebagai antagonis atau sinergis.

Tindakan koagulasi suatu elektrolit dimulai dengan adanya elektrolit lain, yang merupakan fenomena yang diamati dalam campuran ion dengan valensi berbeda (misalnya, Al 3+ dan R +), serta selama koagulasi sol negatif. Alasan penyimpangan dari aditif mungkin karena penurunan aktivitas ion elektrostatik dalam campuran elektrolit dan pembentukan kompleks.

Ketika menggumpal dengan campuran elektrolit, dalam beberapa kasus, sinergisme ion diamati (efek kebalikan dari fenomena antagonisme, yaitu ketika efek koagulasi dari satu elektrolit meningkat dengan adanya elektrolit lain). Pada konsentrasi elektrolit yang rendah, larutan koloid mengalami koagulasi. Dengan tambahan pembuatan lapisan adsorpsi pada permukaan partikel koloid dengan sifat struktural dan mekanik yang ditingkatkan, stabilitas larutan terhadap koagulasi elektromagnetik dapat ditingkatkan secara signifikan. Lapisan ini dapat mencegah koagulasi oleh elektrolit. Stabilisasi sol terhadap elektron dengan menambahkan sedikit larutan senyawa bermolekul tinggi (gelatin, agar-agar, albumin telur, dll.) disebut proteksi.

Sol pelindung sangat tahan terhadap elektrolit. Misalnya larutan koloid perak yang dilindungi oleh zat protein dan digunakan sebagai obat (protargal, collargal), menjadi tidak sensitif terhadap elektrolit dan dapat diuapkan hingga kering. Setelah diolah dengan air, residu kering diubah kembali menjadi sol. Namun, efek perlindungan dari berbagai zat tidaklah sama. Sejumlah zat yang cukup untuk mencegah koagulasi sol tertentu, dalam kondisi standar tertentu, berfungsi sebagai ukuran tindakan protektif. Misalnya, “Angka Emas” gelatin adalah 0,01, yang berarti 0,01 mg gelatin melindungi 10 ml. Sol emas dari koagulasi 1 ml larutan NaCl 10% “Angka emas” albumin telur – 2,5, pati – 20. Dengan cara yang sama, Anda dapat mengevaluasi “Angka perak”, “Angka belerang”, dll.

100. Koagulasi sol bermuatan kuat dan lemah

Dalam proses perkembangan kimia koloid, muncul banyak teori yang mencoba menghubungkan stabilitas sol hidrofobik (khususnya efek koagulasi elektrolit) dengan parameter sistem tertentu dan fenomena yang timbul selama interaksi fase terdispersi dengan fase terdispersi. media dispersi. Yang paling sukses adalah teori stabilitas modern, yang menyandang nama ilmuwan Soviet dan disebut sebagai teori DLFO (B.V. Deryagina, L.D. Landau, E.Jalan Raya, J.Overbeck). Menurut teori DLPO, peningkatan konsentrasi elektrolit dalam media pendispersi menyebabkan penurunan ketebalan lapisan difusi. Ketebalan lapisan difus berkurang hingga mencapai ukuran di mana gaya tarik-menarik molekul mulai bekerja. Akibatnya, terjadi hilangnya stabilitas agregat dan kemudian kinetik. Teori fisik koagulasi DLFO mewakili teori kuantitatif pertama. Ini dapat digunakan untuk menghitung ambang koagulasi. Akibatnya, aturan Schulze-Hardy mengikuti teori ini.

"Hukum derajat keenam" Deryagin Z 6 Z 6 menetapkan ketergantungan ambang koagulasi atau kemampuan koagulasi ( V k = 1/Sk) pada muatan ion. Kuantitas V k untuk ion lawan bermuatan satu, dua, dan tiga berkorelasi satu sama lain sebagai 1:64:729 sesuai dengan aturan Schulze-Hardy.

Jika koagulasi terjadi sebagai akibat interaksi partikel jarak pendek, maka sistem tersebut tidak stabil, dan koagulasi dalam banyak kasus tidak dapat diubah, karena kedalaman minimum pertama biasanya lebih besar dari kT. Penurunan tinggi penghalang mungkin disebabkan oleh adsorpsi spesifik. Oleh karena itu, kita dapat membicarakan dua jenis koagulasi: konsentrasi dan adsorpsi.

Perlu dicatat bahwa perbandingan teori yang dianggap sederhana dengan eksperimen untuk z > 2 tidak mungkin dilakukan, karena versi teori ini tidak memperhitungkan ψ 1 (c) untuk ion-ion bermuatan ganda, yang berkaitan dengan besaran dan tanda. dari ψ 1 .

Dengan pengembangan lebih lanjut dari teori DLFO untuk fiksasi timbal balik partikel pada minimum kedua, kita dapat mencapai nilai eksponen 3,5–2,5. Hal ini dikonfirmasi oleh data eksperimen imajiner tentang interaksi lebih lanjut.

Semua pekerjaan gabungan didasarkan pada teori DLVO, yang menetapkan hubungan antara sifat-sifat lapisan listrik dan stabilitas sistem terdispersi. Karya-karya ini membahas kasus-kasus yang lebih kompleks (misalnya, dengan mempertimbangkan adsorpsi ion), dan, akibatnya, perubahan ψ 1, yang mengarah pada fenomena zona koagulasi.

Gagasan tentang sifat listrik atau tolakan menjadi lebih sah ketika hubungan dibuat antara zona koagulasi dan sifat perubahan ψ 1 dalam larutan elektrolit dengan ion lawan bermuatan ganda. Dengan muatan yang sama dari partikel-partikel fase dispersi dengan komposisi yang sama, tampak jelas bahwa mereka harus tolak-menolak secara elektrostatis.

Akibatnya, dalam kerangka pertimbangan kualitatif, gaya tolak-menolak muncul ketika lapisan difus terdeformasi, dan untuk mendekati partikel, gaya tolak-menolak harus mengatasi penghalang yang semakin tinggi, semakin tinggi ψ 1, dan semakin tertinggal dari permukaan. , semakin besar ketebalan lapisan difus.

Untuk ion lawan multivalen, nilai ψ 1 menurun jauh lebih cepat dengan meningkatnya konsentrasi, yang menjelaskan aturan Schulze-Hardy.

101. Flokulasi, heterokoagulasi (definisi, contoh)

Flokulasi- sejenis koagulasi yang mengarah pada pembentukan koagulasi yang longgar dan bersisik - flokulan.

Dalam banyak kasus, ketergantungan stabilitas, yang dinyatakan dalam karakteristik kuantitatif apa pun, misalnya c, pada jumlah koloid “pelindung” (PMC) yang ditambahkan, melewati batas minimum yang jelas. Dengan kata lain, resistensi menurun ketika IUD ditambahkan dalam jumlah yang tidak cukup untuk memberikan efek perlindungan. Fenomena ini, terutama karakteristik makromolekul linier yang mempunyai gugus polar di kedua ujung rantai (misalnya, polivinil alkohol), saat ini dijelaskan oleh fakta bahwa molekul polimer panjang terikat di kedua ujungnya ke dua partikel berbeda dari fase terdispersi, menyatukannya dengan “jembatan” hidrokarbon.

Interpretasi kuantitatif terhadap fenomena flokulasi dilakukan secara teori La Mera berdasarkan pandangan I. Langmuir , menunjukkan bahwa kemungkinan adsorpsi oleh ujung yang lain pada partikel kedua untuk molekul yang sudah teradsorpsi pada partikel pertama akan semakin besar, semakin banyak jumlah molekul tersebut dan semakin besar fraksi permukaan bebasnya. Akibatnya, stabilitas minimum berhubungan dengan setengah pengisian lapisan permukaan dengan makromolekul.

Fenomena ini (flokulasi), karena relatif murahnya flokulan, banyak digunakan untuk sedimentasi suspensi, sol, dan terutama untuk pemurnian air alam dan air limbah.

Heterokoagulasi– interaksi antara partikel dengan komposisi atau ukuran berbeda. Konsep heterokoagulasi bersifat umum, mencakup, sebagai kasus khusus, interaksi dua benda identik dalam kasus yang dipertimbangkan.

Contoh heterokoagulasi adalah saling koagulasi partikel yang bermuatan berlawanan. Dalam hal ini gaya elektrostatis berubah tanda dan menjadi gaya tarik menarik. Tidak adanya penghalang energi menyebabkan koagulasi cepat pada nilai berapa pun Dengan.

Proses ini banyak digunakan untuk penghancuran praktis sistem tersebar, yang sangat penting dalam kaitannya dengan masalah pemurnian air alami dan industri. Jadi, di stasiun penyedia air, sebelum air masuk ke saringan pasir, ditambahkan Al 2 (SO 4) 3 atau FeCl 3; sol hidrat oksida Fe atau Al yang bermuatan positif, terbentuk sebagai hasil hidrolisis, menyebabkan koagulasi cepat partikel tanah bermuatan negatif yang tersuspensi. Fenomena saling koagulasi sol sangat penting dalam sejumlah proses alam dan teknologi. Saling koagulasi biasa terjadi di alam (misalnya saat mencampurkan air laut dan sungai). Koagulasi koloid air sungai terjadi sebagai berikut. Ion garam air laut teradsorpsi pada partikel koloid bermuatan air sungai. Sebagai hasil adsorpsi, partikel-partikel tersebut dibuang, bergabung menjadi agregat besar dan mengendap. Itulah sebabnya banyak lumpur secara bertahap terakumulasi di dasar, dan kemudian pulau-pulau dan beting terbentuk. Beginilah terbentuknya delta di banyak sungai kita.

Penerapan teori DLFO terhadap proses heterokoagulasi menunjukkan bahwa dalam beberapa kasus tanda tidak hanya U ter, tetapi juga U a berubah. Sifat kekuatan London dalam kasus ini tidak berubah; mereka selalu merupakan kekuatan tarik-menarik. Peran penting dalam proses fiksasi koloid yang teradsorpsi dimainkan oleh koagulasinya, yang disebabkan oleh kebalikan dari muatan partikel yang teradsorpsi dan permukaan adsorben.

L.A.Kulsky menetapkan bahwa bukan pengotor koloid air yang mengalami koagulasi, tetapi hidroksida yang terbentuk selama hidrolisis koagulan. Pemurnian air sendiri tidak terjadi akibat koagulasi, melainkan akibat adsorpsi pengotor koloid pada permukaan hidroksida. Koagulasi partikel aluminium hidroksida dan pengendapannya dari air terjadi di bawah pengaruh elektrolit yang terlarut dalam air.

102. Pengaruh elektrolit terhadap potensial elektrokinetik. Zona koagulasi

Besarnya ζ -potensial ditentukan oleh kandungan total elektrolit dalam larutan. Peningkatan konsentrasi menyebabkan penurunan ketebalan lapisan difusi dan oleh karena itu disertai dengan penurunan potensial elektrokinetik. Hal ini tidak hanya bergantung pada konsentrasi ion, tetapi juga pada valensinya, dan ion lawan, yaitu ion yang muatannya berlawanan dengan muatan partikel, memainkan peran yang sangat penting. Pengaruh yang sangat kuat pada ζ -potensi diberikan oleh ion organik kompleks monovalen (pewarna, alkaloid, dll.), yang pengaruhnya sepadan dengan pengaruh potensi ion anorganik divalen.

Pengalaman menunjukkan bahwa ion hidrogen dan hidroksil, ion valensi tinggi (AI 3+, Fe 3+, PO 3-, ion sitrat, dll.), serta ion organik kompleks alkaloid dan pewarna tidak hanya mampu mereduksi secara signifikan ζ -potensial, tetapi juga pada konsentrasi tertentu menyebabkan perubahan tandanya.

Selama koagulasi, partikel-partikel harus saling mendekat hingga jarak di mana energi tarik-menarik timbal balik akan lebih besar daripada energi gerak termal (Brownian), yang membuat partikel-partikel menjauh satu sama lain. Pendekatan yang diperlukan dicegah dengan tolakan elektrostatik yang terjadi ketika kulit ionik dari lapisan difus bersentuhan. Ketika elektrolit dimasukkan ke dalam larutan koloid, dua proses independen terjadi.

Pertama– pertukaran adsorpsi ion pada kulit difus terluar, yaitu pertukaran ion pada lapisan difus dengan ion dominan dari elektrolit yang dimasukkan; ini menjelaskan masuknya mereka ke dalam koagulum.

Proses kedua– kompresi lapisan difus ini, akibatnya sebagian ionnya masuk ke bagian dalam (Helmholtz) dari lapisan listrik ganda. Karena berkurangnya ketebalan lapisan difus, partikel koloid memperoleh kemungkinan mendekat tanpa timbul gaya tolak menolak di antara partikel-partikel tersebut; pada jarak yang cukup kecil, gaya tarik-menarik dapat menyebabkan adhesi dan koagulasi partikel.

Kompresi lapisan ganda listrik dapat dinilai dari jatuhnya ζ -potensial, yang biasanya diamati dengan penambahan elektrolit. Kejatuhannya tidak dengan sendirinya menjadi penyebab koagulasi, namun berfungsi sebagai indikator perubahan yang terjadi pada struktur lapisan ganda listrik. Koneksi ζ - Potensi koagulasi terlihat jelas dengan terjadinya barisan atau zona koagulasi yang tidak beraturan dan dapat diperhatikan dengan sebuah contoh. Ion logam trivalen dan tetravalen, serta kation organik besar, jika ditambahkan ke sol negatif dalam jumlah yang semakin banyak, akan berperilaku sangat istimewa. Awalnya, setelah mencapai ambang koagulasi, mereka, seperti ion koagulasi lainnya, menyebabkan koagulasi sol (zona koagulasi pertama). Kemudian, pada bagian sol baru dengan konsentrasi elektrolit yang lebih tinggi, tidak terjadi koagulasi (zona stabilitas). Selanjutnya, pada konsentrasi elektrolit yang lebih tinggi, koagulasi terjadi kembali (zona koagulasi kedua). Di zona stabilitas kedua, seperti yang dapat dengan mudah ditentukan melalui elektroforesis, partikel koloid tidak lagi bermuatan negatif, melainkan bermuatan positif. Jelasnya, kation bermuatan tinggi dan kation organik besar yang teradsorpsi dengan kuat dapat memasuki bagian Helmholtz dari lapisan ganda dalam jumlah yang sangat setara. Oleh karena itu, anion yang menyertainya memasuki bagian difus dari lapisan ganda, yang mengubah tandanya ζ -potensi.

Fenomena ini disebut zona koagulasi, yang terdiri dari munculnya zona stabilitas kedua setelah zona koagulasi dengan meningkatnya konsentrasi elektrolit. Pada zona kedua ini, muatan partikel ternyata berlawanan tanda dengan muatan pada zona kestabilan awal. Dengan pertumbuhan lebih lanjut Dengan pada beberapa nilai kritis baru s"k zona koagulasi kedua dimulai.

103. Kinetika koagulasi cepat. teori Smoluchowski

Dalam kisaran konsentrasi yang sempit terjadi peningkatan yang cepat ay ke nilai tertentu yang tidak berubah dengan peningkatan lebih lanjut Dengan. Sesuai dengan ini, tiga zona yang dibatasi dengan jelas dapat dibedakan: stabilitas, koagulasi lambat (dengan ambang batas sk m) dan koagulasi cepat (dengan ambang batas sk b).

Karena dengan pertumbuhan Dengan tinggi penghalang energi U berkurang, kita dapat menjelaskan pola yang diamati dengan fakta bahwa pada c = sk m muncul kemungkinan tertentu partikel “terpanas” melewati penghalang (T ≥ U) partikel; selanjutnya probabilitas ini meningkat dan pada c > sk b mencapai nilai batas - satu. Dengan kata lain, di wilayah ini penghalangnya berkurang sedemikian rupa sehingga semua partikel dapat mengatasinya dan jumlah tumbukan efektif yang menyebabkan penggabungan partikel tidak lagi berubah. Jumlah ini hanya bergantung pada konsentrasi partikel ay dan kecepatan mereka.

Wilayah koagulasi cepat didefinisikan sebagai wilayah di mana semua dampaknya efektif.

Menghitung v untuk wilayah ini disederhanakan secara signifikan karena harus menghitung jumlah tumbukan. Namun, banyak kesulitan muncul di sini, karena tumbukan tidak hanya partikel primer harus diperhitungkan, tetapi juga partikel yang lebih kompleks yang terbentuk selama proses koagulasi. Tugas ini diselesaikan dengan cemerlang M.Smoluchowski (1916), yang mengusulkan interpretasi kuantitatif kinetika koagulasi cepat berdasarkan pertimbangan gerak Brown (difusi) partikel.

Kecepatan proses ay adalah fungsi konsentrasi v dan intensitas gerak Brown, yang dicirikan oleh koefisien difusi D.

Kinetika koagulasi dikembangkan oleh M. Smoluchowski dalam kaitannya dengan kasus paling sederhana dari partikel bola homogen. Ketika konsentrasi elektrolit yang diketahui sesuai dengan batas stabilitas tercapai, partikel tunggal awal bertabrakan dan membentuk partikel ganda; mereka, pada gilirannya, bertabrakan satu sama lain atau dengan partikel primer, membentuk agregat yang semakin kompleks (lima, enam, dll.). Jika dilambangkan dengan p 1, p 2, p 3, ... konsentrasi partikel yang terdiri dari satu, dua, tiga partikel awal, maka jumlah seluruh partikel setelah dimulainya koagulasi adalah p = p 1 + p 2 + hal 3 + ...

Karena setiap kali dua partikel bergabung, satu terbentuk (terjadi separuhnya), proses koagulasi secara formal berlangsung sebagai reaksi bimolekuler, yaitu jumlah total partikel berkurang seiring waktu sesuai dengan persamaan kinetika reaksi orde kedua:

Di mana k– konstanta laju koagulasi, bergantung pada konstanta laju difusi partikel dan jari-jari bola tarik-menarik.

teori Smoluchowski telah berulang kali mengalami pengujian eksperimental. Nilai-nilai ay(kecepatan proses) dan ξ , (masa koagulasi) ditentukan secara eksperimental: baik secara langsung - dengan menghitung jumlah partikel per satuan volume menggunakan metode ultramikroskopik pada berbagai titik waktu, dengan konstruksi kurva v – t, atau dengan metode hamburan cahaya menggunakan rumus Rayleigh. Nilai-nilai ay ditemukan oleh garis singgung sudut kemiringan garis singgung kurva, nilainya ξ – dengan garis singgung sudut kemiringan garis lurus dalam koordinat. Perlu dicatat bahwa untuk perkiraan perkiraan ay Dan dari untuk Waktu yang berlalu dari awal paparan zat koagulasi hingga timbulnya kekeruhan larutan yang nyata sering digunakan, serta rasio kerapatan optik (atau hamburan cahaya) sol pada titik waktu standar tertentu ( misalnya 1 atau 24 jam dari awal) hingga kerapatan optik awal. Cara ini biasa disebut turbidimetri atau nefelometri. Konfirmasi eksperimental teori koagulasi cepat merupakan bukti yang sangat baik tentang kebenaran konsep dasar teori difusi dan gerak Brown.

104. Kinetika koagulasi. Reversibilitas proses koagulasi. Peptisasi

Teori yang dikembangkan oleh fisikawan dan kimiawan Soviet N. A. Fuks awalnya untuk koagulasi aerosol, interaksi partikel diperhitungkan dengan memasukkan nilai penghalang energi ke dalam persamaan kinetik.

Di mana W– koefisien perlambatan koagulasi atau faktor keacakan, menunjukkan berapa kali kecepatan proses menurun dibandingkan dengan koagulasi cepat.

Jelas dari persamaan tersebut bahwa koagulasi melambat secara tajam dengan meningkatnya ketinggian penghalang energi kamu, dinyatakan dalam satuan kT, serta dengan peningkatan ketebalan lapisan difus (pengereman pada pendekatan “jauh”) dan dengan penurunan jari-jari partikel.

Teori menunjukkan hubungan linear W dari Dengan, dikonfirmasi secara eksperimental. Arti fisis dari hasil tersebut sesuai dengan fakta bahwa kecepatan koagulasi dalam medan gaya ternyata lebih besar dibandingkan dengan koagulasi cepat tanpa adanya medan. Oleh karena itu, pengaruh parameter energi terhadap kinetika proses dijelaskan oleh teori koagulasi lambat.

Koagulasi lambat dapat dijelaskan dengan efisiensi tumbukan yang tidak lengkap karena adanya penghalang energi.

Reversibilitas proses koagulasi– kemampuan sistem terkoagulasi untuk melakukan peptisasi.

Curah hujan yang turun selama koagulasi memiliki struktur yang berbeda-beda. Beberapa di antaranya padat dan kompak, yang menunjukkan kontak partikel yang erat, dan koagulasi tidak dapat diubah. Koagulasi lainnya menempati volume yang besar dan memiliki struktur kerawang yang longgar. Partikel-partikel di dalamnya tetap terisolasi, dipisahkan oleh lapisan tipis cairan dan lapisan listrik terkompresi. Dapat diasumsikan bahwa dengan meningkatkan derajat difusi lapisan ganda listrik, koagulum dapat dipindahkan kembali ke keadaan sol. Memang, dalam beberapa kasus, dengan membebaskan diri dari koagulator elektrolit dengan mencuci sedimen, proses kebalikan dari koagulasi dapat dipicu - peptisasi (transisi koagel menjadi sol).

Peptisasi– ini adalah disagregasi partikel, terputusnya hubungan antar partikel, pemisahannya satu sama lain. Semakin besar kemungkinan terjadinya peptisasi, semakin terliofilisasi sol aslinya dan semakin sedikit waktu yang berlalu sejak koagulasi, karena seiring waktu, dengan interaksi yang erat, partikel secara bertahap menyatu dengan penurunan dispersi dan energi permukaan. Dalam hal ini, koagulasi menjadi ireversibel dan peptisasi tidak termasuk. Metode pelaksanaan praktis peptisasi tergantung pada alasan yang menyebabkan koagulasi. Memang, peptisasi akan dimungkinkan jika koagulum dicuci dari elektrolit dengan air (menggunakan dekantasi, filtrasi atau dialisis). Misalnya, dengan mencuci, dimungkinkan untuk membuat peptisasi segar, terutama endapan silikon dioksida, timah dioksida, logam sulfida, dan belerang yang terkoagulasi dengan ion bermuatan tunggal. Contoh peptisasi dengan cairan murni adalah peptisasi tanah liat di bawah pengaruh air. Saat berinteraksi dengan air, lapisan ion-solvat muncul di permukaan partikel tanah liat, melemahkan ikatan antar partikel tanah liat; Hasilnya, terbentuk suspensi tanah liat yang cukup stabil di dalam air. Peptisasi lebih mudah bila menambahkan sedikit zat peptisasi, yang memungkinkan Anda memulihkan struktur lapisan ganda listrik. Peptizer merupakan elektrolit pembentuk potensial. Tanah memiliki permeabilitas air, peningkatan pembengkakan, tidak berstruktur, dengan kata lain, terpeptisasi. Efek deterjen sabun juga berhubungan dengan proses peptisasi. Ion asam lemak teradsorpsi pada permukaan partikel “kotoran”, sehingga memisahkannya dari permukaan yang terkontaminasi dan mengubahnya menjadi keadaan sol - peptisasi; Sol dikeluarkan dari benda dengan aliran air dan gelembung busa.

aturan Deryagin

aturan Deryagin- aturan yang dikembangkan oleh ahli kimia B.V. Deryagin mengenai teknologi banyak bentuk sediaan.

Aturannya sendiri adalah sebagai berikut: “Untuk memperoleh bahan obat yang digiling halus pada saat pendispersiannya, dianjurkan untuk menambahkan pelarut pada setengah massa bahan obat yang dihancurkan.”

Penjelasan aturannya: Partikel obat memiliki retakan (celah Griffith) yang menjadi tempat penetrasi cairan. Cairan memberikan tekanan terputus-putus pada partikel, yang melebihi gaya kontraksi, sehingga mendorong penggilingan. Jika bahan yang digiling membengkak, maka bahan tersebut ditumbuk seluruhnya dalam bentuk kering dan baru kemudian ditambahkan cairan. Setelah bahan obat digiling, agitasi digunakan untuk fraksionasi partikel. Pengkaratan terdiri dari fakta bahwa ketika zat padat dicampur dengan cairan yang volumenya 10-20 kali lebih besar dari massanya, partikel-partikel kecil akan tersuspensi, dan partikel-partikel besar mengendap di dasar. Efek ini dijelaskan oleh perbedaan laju sedimentasi partikel dengan ukuran berbeda (hukum Stokes). Suspensi partikel yang paling hancur ditiriskan, dan sedimen dihancurkan kembali dan diaduk dengan sebagian cairan baru sampai seluruh sedimen berubah menjadi suspensi tipis. ,

Penerapan dalam teknologi

Sumber informasi

Yayasan Wikimedia. 2010.

Lihat apa itu “aturan Deryagin” di kamus lain:

Aturan Deryagin adalah aturan yang dikembangkan oleh ahli kimia B.V. Deryagin mengenai teknologi berbagai bentuk sediaan. Pernyataan aturan: Untuk memperoleh bahan obat yang digiling halus ketika disebarkan... ... Wikipedia

Artikel tentang topik Sejarah Hindu · Arah Pantheon ... Wikipedia

Pedofilia ... Wikipedia

ICD 10 F ... Wikipedia

Salah satu komponen struktur umum kejahatan, yang meliputi perbuatan yang berkaitan dengan kekerasan fisik dan mental terhadap seseorang atau ancaman penggunaannya. Kejahatan dengan kekerasan dapat dipahami dalam arti luas, tetapi juga mencakup... ... Wikipedia

Eksibisionisme (lat. exhibeo Exhibition, show) suatu bentuk perilaku seksual menyimpang, ketika kepuasan seksual dicapai dengan memperlihatkan alat kelamin kepada orang asing, biasanya lawan jenis, maupun di depan umum... ... Wikipedia

Boris Vladimirovich Deryagin Tanggal lahir: 9 Agustus 1902 (1902 08 09) Tempat lahir: Moskow Tanggal kematian: 16 Mei 1994 (1994 05 16) (91 tahun) ... Wikipedia

Ini adalah gagasan tentang seseorang yang memiliki konotasi emosional negatif (perasaan tidak puas, ketakutan, dosa) yang terkait dengan hubungan seksual, yang memiliki dampak signifikan dan terkadang menentukan baik pada kehidupan seksual maupun secara keseluruhan... ... Wikipedia

- (dari bahasa Latin koagulasi koagulasi, penebalan), penggabungan partikel-partikel fase terdispersi menjadi agregat akibat kohesi (adhesi) partikel selama tumbukannya. Tumbukan terjadi akibat gerak Brown, begitu pula sedimentasi, pergerakan partikel... Ensiklopedia kimia

Mengenai teknologi banyak bentuk sediaan.

Kata-kata aturan:

Penjelasan aturannya

Partikel obat memiliki retakan (celah Griffith) yang menjadi tempat penetrasi cairan. Cairan memberikan tekanan terputus-putus pada partikel, yang melebihi gaya kontraksi, sehingga mendorong penggilingan. Jika bahan yang digiling membengkak, maka bahan tersebut ditumbuk seluruhnya dalam bentuk kering dan baru kemudian ditambahkan cairan. Setelah bahan obat digiling, agitasi digunakan untuk fraksionasi partikel. Pengkaratan terdiri dari fakta bahwa ketika zat padat dicampur dengan cairan yang volumenya 10-20 kali lebih besar dari massanya, partikel-partikel kecil akan tersuspensi, dan partikel-partikel besar mengendap di dasar. Efek ini dijelaskan oleh perbedaan laju sedimentasi partikel dengan ukuran berbeda (hukum Stokes). Suspensi partikel yang paling hancur ditiriskan, dan sedimen dihancurkan kembali dan diaduk dengan sebagian cairan baru sampai seluruh sedimen berubah menjadi suspensi tipis.

Penerapan dalam teknologi

Bismuthi subnitratis ana 3.0

Aqua destilatae 200 ml

MDS Usap wajahmu

Arti resep: 200 ml air murni ditimbang ke dalam stand. Dalam lesung, haluskan 3 g pati dan 3 g bismut nitrat basa dengan 3 ml air (sesuai aturan Deryagin), lalu tambahkan 60-90 ml air, aduk campuran dan biarkan selama beberapa menit. Tuangkan suspensi tipis dari sedimen dengan hati-hati ke dalam botol. Sedimen basah juga digiling dengan alu, dicampur dengan air baru, dan ditiriskan. Penggilingan dan pengadukan diulangi sampai semua partikel besar berubah menjadi suspensi tipis.

Catatan

Yayasan Wikimedia. 2010.

Lihat apa itu “Aturan Deryagin” di kamus lain:

Aturan Deryagin adalah aturan yang dikembangkan oleh ahli kimia B.V. Deryagin mengenai teknologi berbagai bentuk sediaan. Aturannya sendiri berbunyi seperti ini: “Untuk mendapatkan bahan obat yang digiling halus ketika disebarkan, disarankan untuk menambahkan ... Wikipedia

Boris Vladimirovich Deryagin Tanggal lahir: 9 Agustus 1902 (1902 08 09) Tempat lahir: Moskow Tanggal kematian: 16 Mei 1994 (1994 05 16) (91 tahun) ... Wikipedia

Artikel tentang topik Sejarah Hindu · Arah Pantheon ... Wikipedia

Pedofilia ... Wikipedia

ICD 10 F ... Wikipedia

Rasio yang dihitung dibandingkan dengan rasio ambang koagulasi cepat, yang mengikuti aturan Deryagin-Landau (aturan Schulze-Hardy).

Klarifikasi kuantitatif dan pembenaran teoretis terhadap aturan Schulze-Hardy diberikan oleh Deryagin dan Landau. Untuk menghitung ambang koagulasi, teori memberikan rumus berikut

Kemampuan koagulasi suatu elektrolit ditandai dengan ambang koagulasi, yaitu konsentrasi minimum elektrolit dalam larutan koloid yang menyebabkan koagulasinya. Ambang koagulasi tergantung pada valensi ion koagulasi. Ketergantungan ini dinyatakan dengan aturan signifikansi (aturan Schulze-Hardy). Hubungan kuantitatif yang lebih ketat dan dibuktikan secara teoritis antara ambang koagulasi cepat y dan valensi ion dinyatakan dengan aturan Deryagin-Landau

Hasil ini, yang pertama kali diperoleh secara teoritis oleh Deryagin dan Landau, menyempurnakan aturan Schulze-Hardy.

Prinsip dasar koagulasi di bawah pengaruh elektrolit. Perubahan kestabilan sol dengan perubahan kandungan elektrolit di dalamnya telah diketahui oleh para peneliti sistem koloid pertama (F. Selmi, T. Graham, M. Faraday, G. I. Borschov). Selanjutnya, berkat karya G. Schultz, W. Hardy, G. Picton, O. Linder, G. Freundlich, W. Pauli, G. Kreut, N. P. Peskov, A. V. Dumansky dan lain-lain, bahan eksperimen yang luas terakumulasi dan dasar generalisasi teoritis dibuat. Kontribusi besar terhadap pengembangan teori koagulasi elektrolit dibuat oleh ilmuwan Soviet B.V. Deryagin dkk., P.A. Rebinder dan sekolahnya. Pola yang ditetapkan secara eksperimental selama koagulasi dengan elektrolit dikenal sebagai aturan koagulasi

Grafik ketergantungan kerapatan optik O pada konsentrasi elektrolit Se (Gbr. III.5). Dari titik perpotongan kelanjutan kedua bagian lurus kurva, garis tegak lurus diturunkan ke sumbu absis dan ditemukan ambang koagulasi cepat untuk setiap elektrolit. Dengan membagi nilai ambang koagulasi yang diperoleh dengan nilai terkecilnya, aturan signifikansi diturunkan dan dibandingkan dengan aturan Deryagin-Landau.

Adanya lonjakan sifat yang tajam pada jarak tertentu dari substrat ditemukan sebelumnya oleh V.V. Karasev dan B.V. Deryagin ketika mengukur ketergantungan viskositas beberapa cairan organik pada jarak ke dinding padat. Semua ini memberikan hak untuk menyebut lapisan tersebut sebagai fase batas khusus, karena keberadaan antarmuka yang tajam adalah definisi utama dari fase tersebut. Perbedaannya dengan fase biasa adalah bahwa ketebalan fase batas adalah nilai yang pasti untuk suhu tertentu.

Teori Deryagin-Verwey-Overbeck menetapkan bahwa C berbanding terbalik dengan pangkat keenam valensi ion koagulasi. Ketergantungan yang sama tercermin dalam aturan Schulze-Hardy yang ditemukan secara eksperimental. Kesepakatan luar biasa yang diperoleh menegaskan kebenaran teori koagulasi sol liofobik.

Banyak objek telah menunjukkan bahwa ambang koagulasi berbanding terbalik dengan valensi ion koagulasi pangkat 5 hingga 9, seringkali pangkat 6. Nilai eksponen yang lebih rendah (2-3) juga telah diamati. Jadi, aturan Schulze-Hardy hanya mengasumsikan tingkat ketergantungan yang tinggi dari ambang koagulasi pada valensi (g) ion lawan. Namun demikian, kadang-kadang hal ini diidentikkan dengan hukum Deryagin-Landau yang diturunkan secara teoritis 2.

Pengaruh valensi ion koagulasi terhadap ambang koagulasi ditentukan oleh aturan Schulze-Hardy: semakin besar valensi ion koagulasi, semakin besar gaya koagulasinya atau semakin rendah ambang koagulasi. Pembenaran teoretis untuk aturan ini diberikan pada tahun 1945 oleh B.V. Deryagin dan L.D. Landau. Hubungan yang mereka temukan antara ambang koagulasi dan valensi ion koagulasi dinyatakan dalam bentuk

Jika kita memperhitungkan bahwa dalam kasus mekanisme penghalang di sungai

Untuk mendapatkan suspensi berair yang lebih encer dan lebih stabil dari zat pembengkakan hidrofilik (bismut nitrat dasar, seng oksida, magnesium oksida, kalsium fosfat, karbonat dan gliserofosfat, koalin, natrium bikarbonat, besi gliserofosfat), paling disarankan untuk menggunakan metode pengadukan, yaitu adalah salah satu jenis metode dispersi. Inti dari teknik ini adalah zat tersebut didispersikan terlebih dahulu dalam bentuk kering, kemudian memperhatikan aturan Deryagin. Bubur tipis yang dihasilkan diencerkan kurang lebih 10 kali dengan air (larutan), digiling dan lapisan atas suspensi dituangkan ke dalam botol untuk disalurkan. Operasi pengadukan diulangi sampai seluruh zat terdispersi dan diperoleh bentuk suspensi halus.

Pengaruh pelumas pada parameter gesekan dalam kondisi pelumasan batas biasanya dinilai berdasarkan jumlah adsorpsi minyak (medium) dan aktivitas kimianya. Kapasitas adsorpsi diperhitungkan terutama ketika menggunakan media pelumas yang tidak aktif secara kimia. Oleh karena itu, B.V. Deryagin mengusulkan untuk mengevaluasi efektivitas lapisan oli berdasarkan kriteria sifat manis mulut, yaitu rasio kekasaran permukaan yang dilumasi dan tidak dilumasi. Kriteria pelumasan lainnya dicirikan oleh rasio perbedaan kerja yang dilakukan oleh gaya gesekan permukaan yang tidak dilumasi dan dilumasi selama waktu yang diperlukan untuk mengikis film dengan ketebalan /g dengan ketebalan film tersebut. Kriteria sifat manis mulut terutama ditentukan oleh lamanya tinggal molekul minyak (pelumas) pada permukaan gesekan dan aktivitas pelumas.

Dalam koagulasi elektrolit menurut mekanisme konsentrasi (untuk partikel bermuatan tinggi), ambang koagulasi C sesuai dengan aturan Deryagin-Landau (pembenaran aturan empiris Schulze-Hardy) berbanding terbalik dengan muatan 2 ion lawan13 ke keenam kekuasaan, yaitu

Teori lapisan ganda listrik dikembangkan dalam karya Frumkin dan Deryagin. Menurut gagasan mereka, lapisan dalam ion-ion dari lapisan listrik ganda, yang disebut pembentuk potensial, berdekatan dengan bagian tertentu dari ion-ion yang bermuatan berlawanan (Gbr. 50, a), yang disebut ion-ion berlawanan dan. Bagian ion lawan ini bergerak bersama partikel dan membentuk lapisan setebal 6″ yang disebut adsorpsi. Pada Gambar. 50, dan batas antara partikel tersebut dan mediumnya ditunjukkan dengan garis putus-putus. Ion lawan yang tersisa terletak di media pendispersi, di mana mereka biasanya didistribusikan secara difus.

Namun belakangan ini diperoleh data eksperimen yang menunjukkan tidak dapat diterapkannya aturan Schulze-Hardy dalam bentuk hukum Deryagin-Landau dalam beberapa kasus.Dalam pengalaman, sering terjadi penyimpangan yang signifikan dari pola ini, yaitu pada beberapa kasus. , efek koagulasi elektrolit sebanding dengan valensi ion lawan hingga derajat kurang enam. Menurut I. F. Efremov dan O. G. Usyarov, ini merupakan penyimpangan dari

Penerapan teori Deryagin dan aturan Schulze-Hardy untuk koagulasi senyawa bermolekul tinggi ditunjukkan dengan menggunakan contoh lateks karet ketika berinteraksi dengan elektrolit dengan valensi berbeda (Voyutsky, Neumann, Sandomirsky).

Namun, bahkan dalam perkiraan pertama yang dipertimbangkan, teori ini memberikan kesesuaian yang baik dengan data eksperimen (misalnya, data Schenkel dan Kitchener yang diperoleh dari lateks monodisperse), tetapi mungkin pencapaiannya yang paling penting adalah pembuktian aturan Schulze-Hardy, yang memang benar. dianggap sebagai landasan untuk menguji teori stabilitas. Mari kita simak penjelasan ini. Analisis kondisi kestabilan sistem terdispersi menunjukkan bahwa kondisi batas koagulasi cepat menurut teori Deryagin dapat ditulis sebagai Utyakh = O dan dOmax/ek = 0, dimana C/max adalah energi maksimum (Gbr. XIII .7). Kondisi ini menyatakan penurunan tinggi penghalang menjadi nol.

Dalam kasus paling sederhana, q = onst. Koefisien. Suhu istirahat biasanya lebih besar dari koefisiennya. kinematik T., sehingga gaya awal (torsi awal) lebih besar dari hambatan gerak beraturan. Lebih tepatnya fisik. proses selama T. kering tercermin oleh apa yang disebut. menurut hukum gesekan dua bagian Deryagin q = F/(N + PgS), di mana / ditambahkan ke N oleh tekanan yang disebabkan oleh gaya antarmolekul. interaksi menggosok tubuh, dan S-pov-et faktual. kontak benda yang bergesekan akibat bergelombang dan kasarnya permukaan T. kontak benda tidak sempurna.

Dalam karya tahun 1937 dan 1940. Deryagin, dengan menggunakan rumus Fuchs untuk laju koagulasi partikel yang berinteraksi, memperoleh kriteria stabilitas agregat partikel koloid bermuatan lemah untuk dua kasus pembatas ketika jari-jari partikel jauh lebih kecil daripada ketebalan atmosfer ionik, atau, dalam dengan kata lain, karakteristik panjang Debye, dan ketika jari-jari partikel jauh lebih besar daripada ketebalan atmosfer ionik. Dalam kasus kedua, kriteria tersebut menggeneralisasi dan secara kuantitatif menyempurnakan aturan empiris Eulers-Korff, yang sesuai dengan sejumlah fakta eksperimental. Pada saat yang sama, keberadaan minimum jauh ditunjukkan pada kurva yang menyatakan ketergantungan gaya interaksi (tolakan) pada jarak.

Kesulitan yang terkenal dalam teori ini adalah bahwa aturan derajat keenam terbalik (aturan Hardy-Schulze yang disempurnakan oleh Deryagin dan Landau) juga diamati ketika potensi permukaan yang tidak berdimensi tidak hanya kecil, tetapi kurang dari kesatuan. Hal ini mungkin terjadi, seperti yang ditunjukkan oleh Glazman dkk. , jika produk potensial dan muatan ion lawan berubah sedikit ketika ion lawan berubah. Penjelasan kuantitatif untuk hal ini berdasarkan independensi muatan adsorpsi ion lawan diberikan oleh Usyarov.

Teori paling maju tentang stabilitas larutan koloid yang distabilkan ion telah memberikan sejumlah hasil mendasar. Teori sol bermuatan tinggi, yang hanya mempertimbangkan koagulasi konsentrasi, memungkinkan pembuktian aturan Schulze-Hardy dalam bentuk hukum Deryagin-Laidau 2. Pada partikel koloid potensial sedang, ambang koagulasi berubah dengan valensi ion lawan menurut hukum 2, di mana 2 a 6, yang juga sesuai. dengan aturan Schulze-Hardy. Teori ini memungkinkan untuk membuktikan berbagai pola aksi koagulasi campuran elektrolit dan efek sinergisme, yang tidak dapat dijelaskan. Perlu juga dicatat bahwa, berdasarkan teori, meluasnya ilegalitas

Setelah memperoleh nilai ambang koagulasi yang tepat untuk semua elektrolit, diperoleh aturan signifikansi, dimana nilai ambang batas yang ditemukan dibagi dengan ambang koagulasi terendah (untuk AI I3). Rasio eksperimental ambang koagulasi dibandingkan dengan teoritis, dihitung menurut aturan Deryagin-Landau, yang menurutnya Y a b Vai u 11 1. Hasil perbandingan dianalisis dan pekerjaannya didokumentasikan dalam jurnal laboratorium.

Lihat halaman di mana istilah tersebut disebutkan aturan Deryagin: Polimer sintetik dalam percetakan (1961) - [hal.130]

Kimia dan teknologi kimia

Teori koagulasi Deryagin Landau

Aturan Deryagin-Landau, yang diturunkan oleh penulis berdasarkan konsep teori fisika koagulasi, memungkinkan untuk menentukan nilai ambang koagulasi cepat, yang sesuai dengan hilangnya penghalang energi pada kurva koagulasi. interaksi umum partikel koloid tergantung pada jarak di antara mereka. Nilai ambang koagulasi yang dihitung menggunakan aturan ini tidak selalu sesuai dengan nilai eksperimen karena fakta bahwa efek koagulasi ion tidak hanya bergantung pada valensi, tetapi juga pada adsorpsi spesifik, yang tidak diperhitungkan oleh persamaan di atas.

Konfirmasi cemerlang dari teori DLFO adalah perhitungan B.V. Deryagin dan L.D. Landau (1941) tentang hubungan antara nilai ambang koagulasi untuk elektrolit yang mengandung ion dengan nilai muatan berbeda. Ternyata ambang koagulasi berbanding terbalik dengan muatan derajat keenam kerucut koagulasi. Oleh karena itu, nilai ambang koagulasi untuk ion bermuatan satu, dua, tiga, dan empat harus dihubungkan sebagai

Inilah inti dari teori stabilisasi listrik dan koagulasi sistem terdispersi oleh Deryagin, Landau, Verwey dan Overbeck (teori DLVO).

Koagulasi emulsi kurang dipelajari secara eksperimental, karena hingga saat ini tidak ada metode yang dapat diandalkan untuk mempelajari proses ini. Namun teori koagulasi sistem terdispersi telah dikembangkan secara rinci. Inilah yang disebut teori DLFO (Deryagin-Landau-Verwey-Overbeck).

Mari kita tunjukkan bahwa dalam kasus pemahaman yang diterima secara umum tentang kekuatan pendorong koagulasi (agregasi), kondisi (1,266) adalah kondisi untuk koagulasi spontan dan menentukan ambang stabilitas konsentrasi dan mewakili generalisasi teori stabilitas Deryagin dan Landau .

Ide teoretis tentang alasan yang menentukan stabilitas sol liofobik dikembangkan lebih lanjut dalam karya B.V. Deryagin dan L.D. Landau. Menurut pandangan teoretis dan data eksperimen Deryagin, lapisan film cair yang diapit di antara dua benda padat yang dibenamkan di dalamnya memberikan tekanan yang tidak dapat disatukan pada keduanya sehingga mencegah keduanya mendekat. Aksinya meningkat dengan cepat dengan penipisan film dan sangat berkurang dengan adanya elektrolit. Dari sudut pandang ini, koagulasi partikel dicegah oleh efek terjepit dari lapisan film yang memisahkannya. Masuknya elektrolit ke dalam sol menyebabkan perubahan pada lapisan ganda listrik, kompresi bagian difusnya dan perubahan kekuatan lapisan film yang memisahkan partikel dan, dengan demikian, mengganggu stabilitas sol. Teori matematika stabilitas dan koagulasi yang dikembangkan dengan baik oleh Deryagin dan Landau mengarah pada pembenaran fisik yang ketat terhadap aturan valensi Schulze-Hardy dan pada saat yang sama memberikan dasar fisik untuk pola empiris yang ditemukan oleh Ostwald.

Selain hubungan kualitatif antara interaksi koagulasi dan efek koagulasi, terdapat juga hubungan kuantitatif di antara keduanya. Untuk sol dan suspensi, ambang koagulasi selalu lebih tinggi dari konsentrasi elektrolit minimum yang menyebabkan interaksi koagulasi terdeteksi dengan metode reologi. Seperti diketahui, teori Deryagin-Landau memberikan ungkapan ambang koagulasi sebagai berikut

Uraian tentang kestabilan sol liofobik meliputi pembahasan rinci tentang teori kinetika koagulasi cepat menurut Smoluchowski, perkiraan presentasi teori kestabilan dan koagulasi dengan elektrolit Deryagin-Landau-Verwey-Overbeck. Saat mendeskripsikan struktur busa, perhatian khusus diberikan pada peran film hitam yang terbentuk pada konsentrasi surfaktan tertentu dan kritis. Di sini, ilmuwan Bulgaria juga memainkan peran utama.

Menurut teori koagulasi B.V. Deryagin dan L.D. Landau, selama gerak Brown, partikel koloid dengan bebas mendekat pada jarak hingga 10 cm (rata-rata), namun pendekatannya lebih lanjut dicegah oleh apa yang disebut tekanan disjoining yang timbul. dalam lapisan tipis air yang terletak di antara dua permukaan. Tekanan lepas adalah tekanan berlebih (dibandingkan dengan tekanan hidrostatik) yang bekerja dari lapisan tipis pada permukaan pembatas. Dalam sol, hal ini terutama disebabkan oleh tolakan timbal balik ion-ion lawan dari lapisan difus partikel yang mendekat dan, di samping itu, oleh gaya interaksi molekul antara permukaan partikel-partikel ini dan molekul air. Di bawah pengaruh medan elektrostatik,

Seperti yang telah disebutkan, sesuai dengan teori koagulasi Deryagin-Landau, nilai R0 10 m sesuai dengan fiksasi partikel pada jarak koagulasi dekat (kontak koagulasi kuat) m menentukan posisi partikel pada jarak

Untuk pertama kalinya, pendekatan kualitatif untuk mempelajari stabilitas sol diuraikan oleh Kalman dan Willstetter pada tahun 1932. Perhitungan kuantitatif pertama dilakukan oleh B.V. Deryagin pada akhir tahun 30-an dan kemudian diselesaikan dalam karya B.V. Deryagin dan L.D. Landau (1941 .). Pendekatan serupa untuk mempelajari stabilitas sistem koloid kemudian dikembangkan dalam karya peneliti Belanda Verwey dan Overbeck. Berdasarkan surat awal penulis utama munculnya teori fisika koagulasi, teori ini sekarang sering disebut teori DLFO.

Menurut teori koagulasi B.V. Deryagin dan L.D. Landau, selama gerak Brown, partikel-partikel koloid dengan bebas mendekati satu sama lain pada jarak hingga 10 cm (rata-rata), tetapi pendekatan mereka lebih lanjut dicegah oleh apa yang disebut tekanan disjoining,

Untuk pertama kalinya, penjelasan tentang stabilitas agregat sistem terdispersi dan koagulasinya dengan pertimbangan kuantitatif energi total interaksi partikel diberikan oleh Deryagin, dan kemudian lebih rinci oleh Deryagin dan Landau. Beberapa saat kemudian, pendekatan yang sama terhadap masalah stabilitas dan koagulasi dilakukan oleh Verwey dan Overbeck. Oleh karena itu, teori interaksi dan koagulasi partikel terdispersi disebut teori Deryagin-Landau-Verwey-Overbeck, atau disingkat DLFO.

Bukan tugas kita untuk membahas berbagai teori koagulasi yang dikembangkan oleh berbagai peneliti pada akhir abad terakhir - awal abad ini. Mereka hanya untuk kepentingan sejarah. Saat ini, teori fisika koagulasi sol liofobik yang diterima secara umum adalah Deryagin - Landau - Verwey - Overbeck, di mana derajat stabilitas sistem ditentukan dari keseimbangan gaya molekul dan elektrostatis (lihat Bab I). Meskipun pengembangan rinci teori ini belum selesai, berkat interpretasi yang benar secara fundamental tentang peran gaya permukaan yang berbeda sifatnya, teori ini telah memungkinkan untuk menjelaskan sejumlah fenomena kimia koloid.

Perkembangan teori kuantitatif stabilitas dan koagulasi sistem koloid, khususnya teori DLFO (teori Deryagin-Landau-Verwey-Overbeck), sejak Perang Dunia Kedua, telah menyebabkan peningkatan jumlah penelitian tentang berbagai hal. sistem koloid.

N. P. Peskov menemukan alasan stabilitas larutan koloid, dan B. Deryagin dan L. Landau mengembangkan teori koagulasi modern. Di bidang teori umum larutan, karya N. A. Izmailov, yang membahas tentang efek diferensiasi pelarut, sangat penting untuk kimia analitik. Di dalamnya, ia menggunakan pengaruh pelarut yang sudah lama diketahui terhadap kekuatan asam dan basa, menemukan bahwa ada pelarut di mana pengaruh ini terutama terlihat, khusus untuk asam dari kelas yang berbeda, yaitu. materi eksperimen menunjukkan bagaimana fenomena ini digunakan dalam kimia analitik.

Dengan demikian, teori Deryagin dan Landau lebih luas dibandingkan teori koagulasi. Ini adalah teori stabilisasi sistem koloid, yang juga merupakan asal mula koagulasi koloid.

Proses koagulasi dalam emulsi dijelaskan oleh teori DLVO (Deryagin-Landau-Verwey-Overbeck). Esensinya bermuara pada kenyataan bahwa dengan adanya daerah hidrofilik pada butiran fase terdispersi dan partikel-partikel yang mendekat pada jarak aksi gaya dispersi, mereka berkumpul menjadi konglomerat partikel-partikel dengan ukuran yang semakin meningkat. Proses ini terjadi dengan penurunan energi bebas dan terjadi secara spontan. Kehadiran penghalang struktural-mekanis di sekitar butiran fase terdispersi tidak melindunginya dari adhesi ke lapisan luar, meskipun hal ini bergantung pada viskositas lingkungan luar. Laju koagulasi dalam sistem terkonsentrasi dapat diperkirakan dari kinetika peningkatan sifat struktural dan mekaniknya, jika laju koagulasi butiran-butiran kecil dibandingkan dengan laju koagulasinya.

Stabilitas agregat dan keberadaan jangka panjang D.s. dengan pelestarian propertinya dijamin dengan stabilisasi. Untuk sistem yang sangat terdispersi dengan media dispersi cair, penggunaan stabilisator (elektrolit, surfaktan, polimer) digunakan. Dalam teori stabilitas Deryagin-Landau-Verwey-Overbeck (teori DLFO) dasar. peran ini dimainkan oleh ion-elektrostatis. faktor stabilisasi. Stabilisasi disediakan secara elektrostatis. tolakan bagian difus listrik ganda. lapisan, yang dibentuk oleh adsorpsi ion elektrolit pada permukaan partikel. Pada jarak tertentu antar partikel, gaya tolak menolak lapisan difus menentukan adanya potensial minimum. kurva (jauh, atau sekunder, minimum, lihat gambar). Meskipun nilai minimum ini relatif dangkal, hal ini dapat mencegah konvergensi lebih lanjut dari partikel yang tertarik oleh gaya interaksi antarmolekul. Minimum dekat, atau primer, berhubungan dengan adhesi partikel yang kuat, dalam hal ini energi gerakan termal tidak cukup untuk memisahkannya. Ketika mendekati jarak yang sesuai dengan minimum ini, partikel-partikel bergabung menjadi agregat, yang pembentukannya menyebabkan hilangnya stabilitas agregat sistem. Dalam hal ini, ketahanan sistem terhadap koagulasi ditentukan oleh ketinggian energi. penghalang.

Karya ilmiah utama dikhususkan untuk mempelajari fenomena permukaan. Dia mengembangkan termodinamika sistem dengan mempertimbangkan konsep tekanan terputus-putus dari lapisan tipis yang dia perkenalkan. Untuk pertama kalinya, ia melakukan pengukuran langsung tarikan molekul zat padat sebagai fungsi jarak dan tekanan pemisahan lapisan tipis zat cair. Dia secara teoritis membuktikan pengaruh tumpang tindih atmosfer ionik pada tekanan terputus-putus lapisan cair dan interaksi partikel koloid, yang memungkinkan dia untuk menciptakan teori koagulasi dan heterokoagulasi sistem koloid dan sistem terdispersi. Bersama dengan fisikawan Soviet L.D. Landau menciptakan (1928) teori stabilitas koloid liofobik, yang sekarang dikenal sebagai teori DLFO (teori stabilitas sistem terdispersi Deryagin - Landau - Verwey - Overbeck). Ia menemukan sifat khusus lapisan batas cairan, yang ditentukan oleh struktur spesifiknya (anisotropik). Ia mengembangkan teori termoosmosis dan osmosis kapiler dalam cairan, termoforesis dan difusioforesis partikel aerosol. Penulis hukum dua istilah gesekan eksternal. Di bawah kepemimpinannya, kristal berlian mirip kumis disintesis untuk pertama kalinya pada tekanan rendah. Dia mengembangkan metode untuk menumbuhkan kristal berlian dan bubuk dari gas pada tekanan rendah.

Penerapan teori Deryagin-Landau-Verwey-Overbeck untuk menggambarkan stabilitas dan koagulasi dispersi dalam media non-polar dibuktikan oleh Parfit et al. , yang dengan cermat menganalisis faktor-faktor yang memperumit deskripsi kuantitatif proses koagulasi.

Penting P. I. - aktivitas permukaan, dimanifestasikan dalam penurunan tegangan permukaan selama adsorpsi salah satu komponen larutan. Surfaktan memiliki efek praktis yang sangat besar. signifikansi sebagai pengatur P. i. mereka mempengaruhi pembasahan, dispersi, adhesi, dll. Peran surfaktan sangat penting dalam sistem koloid yang memiliki kelebihan energi permukaan yang besar. Termodinamika ketidakstabilan sistem tersebut. memanifestasikan dirinya dalam koagulasi dan penggabungan/gnosis ketika partikel saling mendekat, yang dapat terhambat oleh tekanan terputus-putus akibat tumpang tindih lapisan permukaan partikel yang mendekat. Atas dasar inilah ilmu fisika muncul. teori kestabilan koloid Deryagin - Landau - Verwey - Overbeck.

Teori paling maju tentang stabilitas larutan koloid yang distabilkan ion telah memberikan sejumlah hasil mendasar. Teori sol bermuatan tinggi, yang hanya mempertimbangkan koagulasi konsentrasi, memungkinkan pembuktian aturan Schulze-Hardy dalam bentuk hukum Deryagin-Landau 2. Pada potensial partikel koloid yang moderat, ambang koagulasi berubah seiring dengan valensi ion lawan menurut hukum 2, di mana 2 a Lihat halaman di mana istilah tersebut disebutkan Teori koagulasi Deryagin Landau: Adhesi cairan dan pembasahan (1974) - [hal.196]

pemerintahan Landau-Deryagin

Sejarah perkembangan kimia koloid

Mari kita mengenal satu sama lain lebih baik

Aturan koagulasi

1. Semua elektrolit kuat yang ditambahkan ke sol dalam jumlah yang cukup menyebabkan koagulasi.

Konsentrasi minimum elektrolit yang menyebabkan terjadinya penggumpalan sol dalam waktu singkat tertentu disebut ambang koagulasi.

Ambang koagulasi dapat dihitung dengan mengetahui konsentrasi elektrolit koagulasi C, volume elektrolit yang ditambahkan V, dan volume sol V dari sol (biasanya 10 ml): Kebalikan dari ambang koagulasi disebut kemampuan koagulasi elektrolit. Artinya semakin rendah ambang koagulasi maka semakin besar kemampuan koagulasi elektrolit.

2. Tidak seluruh elektrolit mempunyai efek koagulasi, tetapi hanya ion yang muatannya bertepatan dengan muatan ion lawan misel sol liofobik (muatan ion koagulasi berlawanan dengan muatan partikel koloid). Ion ini disebut ion - koagulan.

3. Semakin besar muatan ion maka semakin besar pula kemampuan koagulasi ion koagulan tersebut. Pola ini dijelaskan secara kuantitatif secara empiris Aturan Schulze – Hardy, dan hubungan yang dibuktikan secara teoritis antara muatan ion koagulasi dan ambang koagulasi diberikan oleh Teori Deryagin – Landau.

Rasio ambang koagulasi untuk ion satu, dua, dan trivalen adalah ( aturan nilai) :

Akibatnya, kemampuan koagulasi ion bermuatan rangkap tiga adalah 729 kali lebih tinggi dibandingkan kemampuan koagulasi ion bermuatan tunggal.

Saat ini, penyimpangan dari aturan Schulze – Hardy – Deryagin – Landau (aturan signifikansi) telah diketahui. Selain muatan, ambang koagulasi dipengaruhi oleh jari-jari ion penggumpal, kemampuan adsorpsi dan hidrasi, serta sifat ion yang menyertai ion penggumpal.

Kapan multi-biaya ion, efek seperti pengisian ulang partikel, yaitu. perubahan tanda muatan dan potensial suatu partikel koloid. Ion yang ditambahkan dapat bertukar dengan ion lawan, menggantikannya pada lapisan difusi dan adsorpsi. Selain itu, jika ion bermuatan ganda cukup kecil (misalnya Al 3+, Th 4+, dll.), ion tersebut akan menggantikan permukaan partikel (di lapisan adsorpsi) penanggung jawab yang tidak setara jumlah ion sebelumnya ( adsorpsi superekuivalen). Misalnya, alih-alih satu atau dua ion K+, mungkin terdapat ion Th 4+. Oleh karena itu, pada konsentrasi ion-ion tersebut yang cukup tinggi, muatan yang dihasilkannya di permukaan dapat menjadi lebih besar nilai absolutnya daripada muatan ion-ion penentu potensial. Artinya terjadi perubahan tanda muatan dan potensial. Sekarang ion-ion tersebut menjadi penentu potensial (bukan ion-ion sebelumnya) dan ion-ion lawan lainnya berorientasi di sekitar partikel.

4. Kemampuan koagulasi suatu ion dengan muatan yang sama semakin besar semakin besar radius kristalnya.

Untuk kation anorganik bermuatan tunggal, kemampuan koagulasi menurun dengan urutan sebagai berikut:

Ag + > Cs + > Rb + > NH 4 + > K + > Na + > Li +

situs.google.com

Aturan koagulasi dengan elektrolit

Koagulasi diamati ketika sejumlah elektrolit ditambahkan yang tidak bereaksi secara kimia dengan fase terdispersi sistem. Pengamatan G. Schulze menetapkan bahwa koagulasi disebabkan oleh salah satu ion elektrolit. Ion ini disebut ion koagulasi. Selain itu, kemampuan koagulasi ion meningkat seiring dengan meningkatnya muatan ion secara eksponensial dengan perbandingan 1:100:1000 (aturan signifikansi atau aturan Schulze). Landau, Deryagin menetapkan bahwa kemampuan koagulasi berubah sesuai dengan muatan ion derajat 6: 1 6:2 6:3 6 = 1:64:729.

Pola yang ditemukan oleh Schulze dan Hardy digabungkan menjadi satu aturan (aturan Schulze-Hardy): efek koagulasi adalah ion elektrolit, muatannya berlawanan dengan muatan butiran dan efek koagulasi semakin kuat, semakin tinggi muatan ion koagulasi.

, mol/l.

Ambang koagulasi bergantung pada sejumlah kondisi: dari saat fiksasi setelah penambahan elektrolit; dari metode observasi; pada konsentrasi larutan uji dan elektrolit yang ditambahkan. Ambang koagulasi ditentukan dengan mengukur hamburan cahaya atau titrasi larutan koloid dengan elektrolit sampai koagulasi jelas dimulai.

Kebalikan dari ambang koagulasi disebut kemampuan koagulasi: . Ini menyatakan volume sol yang terkoagulasi di bawah aksi 1 mmol ion koagulasi. Semakin tinggi kemampuan koagulasi, semakin sedikit elektrolit yang tersedia untuk menginduksi koagulasi.

Kemampuan koagulasi tergantung pada massa dan muatan atom, mis. kepadatan muatan ion. Ketika massa atom meningkat, kepadatan muatan menurun dan ion-ion menjadi kurang terpolarisasi. Akibatnya cangkang solvasinya menjadi lebih tipis. Oleh karena itu, ion-ion besar lebih mudah menembus lapisan adsorpsi misel dan menetralkan muatan partikel sehingga menyebabkan koagulasi sol. Misalnya, untuk sol perak iodida dengan komposisi xK +, elektrolit acuh tak acuh adalah KNO 3, NaNO 3, Ca(NO 3) 2, Al(NO 3) 3, Th(NO 3) 4, dan ion penggumpalnya adalah K +, Na+, Ca 2+, Al 3+, Th 4+. Kemampuan koagulasi ion meningkat pada deret : Li + + + + + atau Na + 2+ 3+ 4+. Semakin rendah hidrasi (solvasi) kation, semakin rendah ambang koagulasi, yaitu. efek koagulasi yang lebih kuat. Cangkang hidrasi meningkatkan ukuran ion dan mencegah ion menembus lapisan adsorpsi. Kemampuan koagulasi senyawa organik meningkat sesuai dengan aturan Traube.

Belakangan, M. Hardy menemukan bahwa muatan ion koagulasi selalu berlawanan dengan muatan butiran misel (aturan Hardy). Akibatnya, butiran negatif menggumpal di bawah pengaruh ion bermuatan positif, dan butiran bermuatan positif menggumpal di bawah pengaruh anion elektrolit yang ditambahkan.

Untuk mengkarakterisasi dan membandingkan elektrolit yang berbeda, konsep "ambang koagulasi" digunakan - ini adalah konsentrasi minimum elektrolit yang ditambahkan di mana koagulasi dimulai (diamati):

, mol/l.

Kebalikan dari ambang koagulasi disebut kemampuan koagulasi:
. Ini menyatakan volume sol yang terkoagulasi di bawah aksi 1 mmol ion koagulasi. Semakin tinggi kemampuan koagulasi, semakin sedikit elektrolit yang tersedia untuk menginduksi koagulasi.

Teori koagulasi oleh elektrolit

Teori koagulasi yang ada telah mencoba menjawab 3 pertanyaan:

- mengapa terjadi koagulasi pada konsentrasi elektrolit-koagulator tertentu?

- mengapa konsentrasi ion yang berlawanan dengan muatan butiran memainkan peran utama?

- mengapa pengaruh muatan ion koagulator mengikuti aturan Schulze-Hardy?

Teori adsorpsi Freundlich. Menurut teori ini, ion-ion koagulasi pada permukaan partikel teradsorpsi sesuai dengan isoterm adsorpsi:
. Selain itu, koagulasi terjadi dengan penurunan potensial zeta secara bertahap dan merata karena adsorpsi ion-ion berbeda dalam jumlah yang setara. Karena netralisasi, jumlah muatan ion penentu potensial berkurang, yang menyebabkan penurunan z-potensi ke nilai kritis.

Keterbatasan teori ini adalah bahwa dalam praktiknya adsorpsi ekivalen tidak selalu diamati, isoterm adsorpsi ion yang berbeda berbeda-beda, dan terkadang koagulasi hanya mempengaruhi lapisan difus.

Teori elektrostatis Muller. Menurut teori ini, masuknya elektrolit tidak mengubah muatan total pada DES, tetapi hanya menyebabkan kompresi pada lapisan difus (perpindahan ion lawan ke dalam lapisan adsorpsi). Penurunan ketebalan atmosfer ionik menyebabkan penurunan z-potensial, yang mengurangi stabilitas sol.

Teori ini tidak memperhitungkan adsorpsi ion-ion yang dimasukkan dan masuknya ion-ion tersebut ke dalam EDL.

Kedua teori tersebut valid, keduanya terjadi selama koagulasi, namun pada tahapan yang berbeda. Karena keterbatasannya, mereka tidak dapat digunakan untuk menjelaskan jenis koagulasi lainnya.

teori DLFO dikembangkan oleh Deryagin, Landau, Verwey dan Overbeck (1941). Sesuai dengan huruf pertama nama belakang penulis disebut DLFO. Ini memperhitungkan energi potensial partikel dan keseimbangan gaya e/statis yang bekerja di antara mereka. Ketika partikel-partikel saling mendekat, gaya tarik-menarik dan tolak-menolak e/statis muncul di antara mereka. Keadaan sistem ditentukan oleh rasionya. Jika gaya tolak menolaknya semakin besar, maka sistem tersebut stabil. Dominasi energi atraktif menyebabkan koagulasi. Energi tarik menarik ini disebabkan oleh gaya van der Waals dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antar partikel:
. Gaya-gaya ini hanya bekerja pada jarak yang sangat kecil (1,10 − 10 – 1,10 − 11 m, yaitu 1/10 ukuran partikel koloid). Oleh karena itu, koagulasi hanya diamati ketika partikel-partikel mendekati satu sama lain pada jarak yang tepat. Pendekatan ini terjadi selama pergerakan termal partikel dan oleh karena itu pengaruh yang meningkatkan kecepatan pergerakan partikel dan jumlah tumbukan (lihat faktor penyebab koagulasi) mendorong koagulasi.

Gambar.1. Tumpang tindih atmosfer ionik partikel koloid

Ketika jarak antar partikel berkurang, gaya tolak-menolak elektrostatis meningkat. Cangkang solvasi juga mencegah partikel bersentuhan. Biasanya, gaya tolak-menolak elektrostatis muncul ketika lapisan difusi (bola ionik) dari partikel bermuatan serupa saling tumpang tindih. Energi tolakan berkurang dengan bertambahnya jarak di antara keduanya.

Gambar.2. Kurva potensi koagulasi

Untuk menentukan keadaan sistem, energi total dihitung (dibuat kurva koagulasi potensial). Ia memiliki beberapa bagian: minimum primer dalam (sumur potensial 1) di wilayah jarak kecil, minimum sekunder dangkal (sumur potensial 2) di wilayah jarak jauh. Mereka menunjukkan dominasi energi tarik yang signifikan, yaitu. di dalamnya kamu pr >> kamu ott.

Di wilayah jarak rata-rata ada yang maksimal. Jika terletak di atas sumbu x, maka gaya tolak-menolak bekerja antar partikel, yaitu. sistem ini stabil secara agregat. Dalam hal ini, U keluar >> U masuk. Semakin tinggi nilai maksimumnya, semakin stabil sistemnya.

Untuk memulai koagulasi, netralisasi parsial awal muatan partikel hingga nilai tertentu dan penghancuran cangkang solvasi sudah cukup. Hal ini dicapai dengan memasukkan elektrolit atau menghilangkan elektrolit penstabil. Muatan partikel minimum di mana koagulasi dimulai disebut kritis z-potensi (

0,03V). Pada nilai kritis potensial zeta, energi kinetik gerak partikel cukup untuk mengatasi gaya tolakan elektrostatis sisa (U pr

U ott) dan adhesi partikel menjadi agregat.

Menurut teori DLFO, dengan koagulasi cepat dengan elektrolit, ada dua mekanisme yang dibedakan: koagulasi konsentrasi dan koagulasi adsorpsi (netralisasi).

Pada koagulasi konsentrasi penambahan ion acuh tak acuh tidak mengubah nilai potensial . Koagulasi terjadi karena kompresi lapisan difus, yaitu. perpindahan ion lawan ke dalam lapisan adsorpsi atau dengan meningkatkan kekuatan ionik larutan.

Koagulasi adsorpsi terjadi sebagai akibat dari penurunan potensi . Jenis koagulasi ini disebabkan oleh elektrolit, yang ion-ionnya dapat (mampu) teradsorpsi pada permukaan partikel dan mempunyai muatan yang berlawanan dengan muatan granul. Menembus ke dalam lapisan adsorpsi, mereka menetralkan ion penentu potensial dan mengurangi potensi .

Jika terdapat pusat bebas pada permukaan mikrokristal, maka kisi kristal telah selesai. Misalnya pada kasus x K + sol, penambahan KI menyebabkan koagulasi akibat adsorpsi ion iodida. Dalam hal ini, potensi - dan  pertama-tama meningkat. Setelah pusatnya jenuh, adsorpsi berhenti. Peningkatan lebih lanjut dalam konsentrasi KI menyebabkan penurunan potensi  karena kompresi lapisan difus (perpindahan ion kalium ke dalam lapisan adsorpsi). Ketika konsentrasi tertentu tercapai, sol mulai menggumpal.

Jika tidak ada pusat bebas di permukaan, maka adsorpsi tidak diamati dan potensi  tidak meningkat, tetapi terjadi kompresi pada lapisan difus.

Ketika AgNO 3 ditambahkan, ion perak Ag+ bersifat non-indifferent. Karena ion penentu potensial adalah ion iodida, penambahan ion perak menghasilkan pembentukan senyawa AgI yang sedikit larut. Akibatnya, jumlah penentu potensial secara bertahap berkurang, yang menyebabkan penurunan potensi - dan . Pada nilai potensial  yang kritis, sol terkoagulasi sesuai dengan mekanisme adsorpsi. Penambahan AgNO 3 lebih lanjut menyebabkan pengisian ulang dan peningkatan muatan positif butiran karena adsorpsi selektif ion perak dengan pembentukan DES baru: x NO 3 ─. Dengan penambahan AgNO 3 lebih lanjut, sol menggumpal menurut mekanisme konsentrasi di bawah pengaruh ion nitrat.