Formulacija Deryaginovega pravila. Deryagin-Landau-farway-overback teorija koagulacije

Trenutna stran: 16 (knjiga ima skupaj 19 strani) [razpoložljiv odlomek za branje: 13 strani]

Pisava:

100% +

99. Antagonizem in sinergizem pri delovanju elektrolitov na proces koagulacije

Do medsebojne koagulacije pride, ko se pomešata dva koloida z različnimi predznaki naboja. Vsak koloid lahko obravnavamo kot elektrolit, v katerem je en ion normalen, drugi pa ima ogromno maso. Iz tega sledi, da bo imel koloid s pozitivno nabitimi delci vlogo koagulacijskega elektrolita za sol z negativnimi delci in obratno. Seveda se najbolj popolna koagulacija pojavi pri določenem optimalnem razmerju koloidnih raztopin, ki ustreza medsebojni nevtralizaciji delcev. Če pride do presežka enega od koloidov, pride do delne koagulacije ali pa bo sistem ostal stabilen s predznakom naboja presežnega koloida (ponovno polnjenje). Rezultati koagulacije koloidnih raztopin z mešanicami elektrolitov so različni. Tukaj so trije primeri:

1) pojav aditivnosti;

2) ionski antagonizem;

3) ionski sinergizem.

V delu Yu. M. Glazman, E. Matievich in drugi avtorji so preučevali bolj zapleten, a zelo pomemben primer za prakso - koagulacijo z mešanico elektrolitov.

Dodatek Učinek je, da se koagulacijska sposobnost v zmesi doda aritmetično v skladu s pravilom mešanja. V primeru aditivnega delovanja, če en elektrolit dodamo od 1/2 do 1 sola, potem morate za dosego koagulacije dodati 2/2. Pogosto opazimo aditivni učinek, zlasti pri koagulaciji z mešanicami elektrolitov z dominantnimi ioni iste valence.

Že dolgo je znano, da poleg aditivnega koagulacijskega učinka dveh protiionov opažamo primere antagonizma in sinergizma v njunem delovanju, ki sta zelo pomembna ne le za številne tehnološke procese, ampak tudi za razumevanje vzorcev delovanja ionov. na organih in tkivih živega organizma, pri čemer biološko aktivni ioni pogosto nastopajo kot antagonisti ali sinergisti.

Koagulacijsko delovanje enega elektrolita se začne v prisotnosti drugega, kar je pojav, ki ga opazimo v mešanicah ionov različnih valenc (na primer Al 3+ in R +), pa tudi med koagulacijo negativnega sola. Razlogi za odstopanje od aditivnosti so lahko elektrostatično zmanjšanje aktivnosti iona v mešanici elektrolitov in tvorba kompleksov.

Pri koagulaciji z mešanicami elektrolitov v nekaterih primerih opazimo sinergizem ionov (nasprotni učinek od pojava antagonizma, to je, ko se koagulacijski učinek enega elektrolita poveča v prisotnosti drugega). Pri nizkih koncentracijah elektrolitov pride do koagulacije koloidnih raztopin. Z dodatnim ustvarjanjem adsorpcijskih plasti na površini koloidnih delcev z izboljšanimi strukturnimi in mehanskimi lastnostmi lahko bistveno povečamo stabilnost raztopin proti elektromagnetni koagulaciji. Te plasti lahko preprečijo koagulacijo z elektroliti. Takšno stabilizacijo sola glede na elektrone z dodajanjem majhne količine raztopine visokomolekularnih spojin (želatina, agar-agar, jajčni albumin itd.) imenujemo zaščita.

Zaščitni soli so zelo odporni na elektrolite. Na primer, koloidne raztopine srebra, ki so zaščitene z beljakovinskimi snovmi in se uporabljajo kot zdravila (protargal, kolargal), postanejo neobčutljive na elektrolite in jih je mogoče izhlapeti do suhega. Po obdelavi z vodo se suhi ostanek ponovno pretvori v sol. Zaščitni učinki različnih snovi pa niso enaki. Količina snovi, ki je zadostna, da prepreči koagulacijo določenega sola, pod določenimi standardnimi pogoji, služi kot merilo zaščitnega delovanja. Na primer, "zlata številka" želatine je 0,01, kar pomeni, da 0,01 mg le-te zaščiti 10 ml. Zlati sol iz koagulacije 1 ml 10% raztopine NaCl "Zlato število" jajčnega albumina - 2,5, škrob - 20. Na podoben način lahko ocenite "Srebrno število", "Žveplovo število" itd.

100. Koagulacija močno in šibko nabitih solov

V procesu razvoja koloidne kemije so se pojavile številne teorije, ki so poskušale povezati stabilnost hidrofobnih solov (zlasti koagulacijski učinek elektrolitov) z nekaterimi parametri sistema in pojavi, ki nastanejo med interakcijo disperzne faze z disperzijski medij. Najuspešnejša je bila sodobna teorija stabilnosti, ki nosi ime sovjetskih znanstvenikov in je označena kot teorija DLFO. (B.V. Deryagina, L. D. Landau, E. Plovna pot, J. Overbeck). Po teoriji DLPO povečanje koncentracije elektrolita v disperzijskem mediju povzroči zmanjšanje debeline difuzne plasti. Debelina difuzne plasti se zmanjša do velikosti, pri kateri začnejo delovati sile molekularne privlačnosti. Posledica tega je izguba agregatne in nato kinetične stabilnosti. Fizikalna teorija koagulacije DLFO predstavlja prvo kvantitativno teorijo. Lahko se uporablja za izračun koagulacijskega praga. Posledično iz te teorije izhaja pravilo Schulze-Hardy.

Deryaginov "zakon šeste stopnje" Z 6 Z 6 določa odvisnost koagulacijskega praga ali koagulacijske sposobnosti ( V k = 1/Sk) na naboje iona. Količine V k za eno-, dvo- in tri nabite protiione med seboj korelirajo kot 1:64:729 v skladu s Schulze-Hardyjevim pravilom.

Če pride do koagulacije kot posledica kratkotrajne interakcije delcev, potem so takšni sistemi nestabilni, koagulacija pa je v večini primerov ireverzibilna, saj je globina prvega minimuma običajno večja od kT. Zmanjšanje višine pregrade je lahko posledica specifične adsorpcije. Zato lahko govorimo o dveh vrstah koagulacije: koncentracija in adsorpcija.

Opozoriti je treba, da primerjava obravnavane enostavne teorije z eksperimentom za z > 2 ni mogoča, saj ta različica teorije ne upošteva ψ 1 (c) za večnabite protiione, ki se nanašajo tako na velikost kot predznak od ψ 1 .

Z nadaljnjim razvojem teorije DLFO za medsebojno fiksacijo delcev v drugem minimumu lahko pridemo do eksponentne vrednosti 3,5–2,5. To potrjujejo namišljeni eksperimentalni podatki o nadaljnji interakciji.

Vsa skupna dela temeljijo na teoriji DLVO, ki vzpostavlja povezavo med lastnostmi električnega sloja in stabilnostjo razpršenih sistemov. V teh delih so obravnavani bolj zapleteni primeri (na primer ob upoštevanju adsorpcije ionov) in posledično spremembe v ψ 1, ki vodijo do pojava koagulacijskih con.

Zamisel o električni naravi ali odbijanju postane bolj legitimna, ko se vzpostavi povezava med koagulacijskimi conami in naravo sprememb ψ 1 v raztopinah elektrolitov z večkrat nabitimi protiioni. Z enakim nabojem delcev disperzijske faze enake sestave se zdi očitno, da bi se morali elektrostatsko odbijati.

Posledično v okviru kvalitativne obravnave nastanejo odbojne sile, ko se difuzna plast deformira, in da bi se delci približali, morajo premagati oviro, ki je višja, čim višji je ψ 1, in čim večje zaostajanje od površine večja je debelina difuzne plasti.

Za večvalentne protiione se vrednosti ψ 1 zmanjšujejo z naraščajočo koncentracijo veliko hitreje, kar pojasnjuje Schulze-Hardyjevo pravilo.

101. Flokulacija, heterokoagulacija (definicije, primeri)

Flokulacija- vrsta koagulacije, ki povzroči nastanek ohlapnih, kosmičastih koagulatov - kosmičev.

V mnogih primerih gre odvisnost stabilnosti, izražena s katero koli kvantitativno karakteristiko, na primer c, od količine dodanega »zaščitnega« koloida (PMC), skozi jasno določen minimum. Z drugimi besedami, odpornost se zmanjša, če IUD dodamo v količini, ki ne zadostuje za zagotovitev zaščitnega učinka. Ta pojav, značilen predvsem za linearne makromolekule, ki nosijo polarne skupine na obeh koncih verige (na primer polivinilalkoholi), trenutno razlagajo z dejstvom, da je dolga polimerna molekula na dveh koncih pritrjena na dva različna delca dispergirane faze, jih drži skupaj z ogljikovodikovim "mostom".

Kvantitativna interpretacija pojava flokulacije, izvedena v teoriji La Mera na podlagi pogledov I. Langmuir , je pokazala, da bo verjetnost adsorpcije z drugega konca na drugem delcu za molekule, ki so že adsorbirane na prvem delcu, večja, čim večje je število teh molekul in čim večji je delež proste površine. Posledično minimalna stabilnost ustreza polovici zapolnjenosti površinske plasti z makromolekulami.

Ta pojav (flokulacija) se zaradi primerjalne poceni flokulantov pogosto uporablja za usedanje suspenzij, solov, predvsem pa za čiščenje naravnih in odpadnih voda.

Heterokoagulacija– interakcija med delci različne sestave ali velikosti. Koncept heterokoagulacije je splošen in kot poseben primer vključuje interakcijo dveh enakih teles v obravnavanem primeru.

Primer heterokoagulacije je medsebojna koagulacija nasprotno nabiti delci. V tem primeru elektrostatične sile spremenijo predznak in postanejo privlačne sile. Odsotnost energijske pregrade vodi do hitre koagulacije pri kateri koli vrednosti z.

Ta postopek se zelo pogosto uporablja za praktično uničenje razpršenih sistemov, kar je še posebej pomembno v povezavi s problemom čiščenja naravnih in industrijskih voda. Tako se na vodovodnih postajah, preden voda vstopi v peščene filtre, ji dodajo Al 2 (SO 4) 3 ali FeCl 3; pozitivno nabiti soli Fe ali Al oksidnih hidratov, ki nastanejo kot posledica hidrolize, povzročijo hitro koagulacijo suspendiranih negativno nabitih delcev prsti. Pojav medsebojne koagulacije solov je zelo pomemben v številnih naravnih in tehnoloških procesih. Medsebojna koagulacija je v naravi pogosta (na primer pri mešanju morske in rečne vode). Koagulacija koloidov rečne vode poteka na naslednji način. Ioni soli morske vode se adsorbirajo na nabite koloidne delce rečne vode. Zaradi adsorpcije se delci razelektrijo, združijo v velike agregate in usedejo. Zato se na dnu postopoma nabere veliko mulja, kasneje pa nastanejo otoki in plitvine. Tako so nastale delte mnogih naših rek.

Uporaba teorije DLFO na heterokoagulacijske procese kaže, da se v nekaterih primerih spremeni znak ne samo U ter, ampak tudi U a. Narava londonskih sil se v teh primerih ne spremeni; vedno so sile privlačnosti. Pomembno vlogo v procesu fiksacije adsorbiranih koloidov igra njihova koagulacija, ki jo povzročajo nasprotni naboji adsorbiranih delcev in površine adsorbenta.

L. A. Kulsky ugotovil, da koagulacije niso podvržene koloidne nečistoče vode, temveč hidroksidi, ki nastanejo med hidrolizo koagulanta. Samo čiščenje vode ne poteka kot posledica koagulacije, temveč zaradi adsorpcije koloidnih nečistoč na površini hidroksidov. Koagulacija delcev aluminijevega hidroksida in z njimi povezano obarjanje iz vode poteka pod vplivom v vodi raztopljenih elektrolitov.

102. Vpliv elektrolitov na elektrokinetični potencial. Koagulacijsko območje

Magnituda ζ -potencial je določen s skupno vsebnostjo elektrolitov v raztopini. Povečanje koncentracije povzroči zmanjšanje debeline difuzne plasti in ga zato spremlja zmanjšanje elektrokinetičnega potenciala. Ni odvisna le od koncentracije ionov, temveč tudi od njihove valence, pri čemer imajo posebno pomembno vlogo protiioni, tj. ioni, katerih naboj je nasproten naboju delcev. Še posebej močan vpliv na ζ -potencial izvajajo enovalentni kompleksni organski ioni (barvila, alkaloidi itd.), katerih vpliv je sorazmeren z vplivom na potencial dvovalentnih anorganskih ionov.

Izkušnje kažejo, da vodikovi in hidroksilni ioni, ioni z visoko valenco (AI 3+, Fe 3+, PO 3-, citratni ioni itd.), kot tudi kompleksni organski ioni alkaloidov in barvil niso sposobni le močno zmanjšati ζ -potencial, ampak tudi pri določeni koncentraciji povzročijo spremembo njegovega predznaka.

Med koagulacijo se morata delca približati drug drugemu na razdaljo, na kateri bi bila energija medsebojnega privlačenja večja od energije toplotnega (Brownovega) gibanja, ki delce oddaljuje drug od drugega. Potreben pristop prepreči elektrostatično odbijanje, ki nastane, ko pridejo v stik ionske lupine difuzne plasti. Ko v koloidno raztopino vnesemo elektrolit, pride do dveh neodvisnih procesov.

najprej– izmenjalna adsorpcija ionov v zunanji difuzni lupini, to je izmenjava ionov difuzne plasti za prevladujoče ione vnesenega elektrolita; to pojasnjuje njihov vnos v koagulum.

Drugi proces– stiskanje te difuzne plasti, zaradi česar del njenih ionov preide v notranji (Helmholtzov) del dvojne električne plasti. Zaradi zmanjšanja debeline difuzne plasti pridobijo koloidni delci možnost bližjega približevanja, ne da bi med njimi nastale odbojne sile; na neki dovolj majhni razdalji lahko sile medsebojnega privlačenja povzročijo adhezijo in koagulacijo delcev.

Stiskanje dvojne električne plasti lahko ocenimo po padcu ζ -potencial, ki se običajno opazuje ob dodajanju elektrolita. Njegov padec sam po sebi ni vzrok za koagulacijo, ampak služi kot pokazatelj sprememb v strukturi dvojne električne plasti. Povezava ζ - potencial s koagulacijo se jasno kaže v pojavu nepravilnih vrst ali con koagulacije in se lahko obravnava s primerom. Ioni tri- in štirivalentnih kovin ter veliki organski kationi se ob naraščajočih količinah dodajajo negativnemu solu in se obnašajo povsem posebno. Sprva, ko dosežejo koagulacijski prag, tako kot drugi koagulacijski ioni povzročijo koagulacijo sola (prva koagulacijska cona). Nato v novem delu sola pri višji koncentraciji elektrolita ne pride do koagulacije (območje stabilnosti). Nadalje, pri še višji koncentraciji elektrolita, ponovno pride do koagulacije (druga koagulacijska cona). V drugi coni stabilnosti, kot lahko zlahka ugotovimo z elektroforezo, koloidni delci nimajo več negativnega naboja, temveč pozitivnega. Očitno lahko visoko adsorbirani visoko nabiti kationi in veliki organski kationi vstopijo v Helmholtzov del dvojne plasti v super-ekvivalentnih količinah. Zaradi tega anioni, ki jih spremljajo, vstopijo v difuzni del dvojne plasti, ki spremeni znak ζ - potencial.

Ta pojav se imenuje koagulacijske cone, ki je sestavljen iz pojava drugega območja stabilnosti po območju koagulacije z naraščajočo koncentracijo elektrolita. V tem drugem območju se izkaže, da je naboj delcev v predznaku nasproten naboju v začetnem območju stabilnosti. Z nadaljnjo rastjo z pri neki novi kritični vrednosti s"k začne se druga cona koagulacije.

103. Kinetika hitre koagulacije. Teorija Smoluchowskega

V ozkem območju koncentracije se hitro poveča v na določeno vrednost, ki se z nadaljnjim povečevanjem ne spremeni z. V skladu s tem lahko ločimo tri jasno razmejene cone: stabilnost, počasna koagulacija (s pragom sk m) in hitra koagulacija (s pragom sk b).

Ker z rastjo z ko se višina energijske pregrade U zmanjša, lahko opazovani vzorec pojasnimo z dejstvom, da se pri c = sk m pojavi določena verjetnost, da "najbolj vroči" delci preidejo pregrado (T ≥ U) delci; nadalje ta verjetnost narašča in pri c > sk b doseže mejno vrednost - ena. Z drugimi besedami, v tem območju se pregrada toliko zmanjša, da jo premagajo vsi delci in se število učinkovitih trkov, ki vodijo do povezave delcev, ne spreminja več. Ta številka je odvisna le od koncentracije delcev v in njihovo hitrostjo.

Področje hitre koagulacije je opredeljeno kot območje, v katerem so vsi vplivi učinkoviti.

Izračun v za to regijo je bistveno poenostavljen, saj se zmanjša na štetje števila trkov. Vendar pa se tu pojavijo številne težave, saj je treba upoštevati trke ne le primarnih delcev, temveč tudi bolj zapletenih delcev, ki nastanejo v procesu koagulacije. Ta naloga je bila briljantno rešena M. Smoluchowski (1916), ki je predlagal kvantitativno interpretacijo kinetike hitre koagulacije na podlagi upoštevanja Brownovega gibanja (difuzije) delcev.

Hitrost procesa v je funkcija koncentracije v in intenzivnosti Brownovega gibanja, označena z difuzijskim koeficientom D.

Kinetiko koagulacije je razvil M. Smoluchowski v zvezi z najenostavnejšim primerom homogenih sferičnih delcev. Ko je dosežena znana koncentracija elektrolita, ki ustreza meji stabilnosti, začetni posamezni delci trčijo in tvorijo dvojne delce; ti pa ob trku med seboj ali s primarnimi delci tvorijo vse bolj zapletene (petkratne, šesterične itd.) agregate. Če s p 1, p 2, p 3, ... označimo koncentracijo delcev, sestavljenih iz enega, dveh, treh začetnih, potem je skupno število vseh delcev po začetku koagulacije Σp = p 1 + p 2. + p 3 + ...

Ker vsakič, ko se združita dva delca, nastane eden (pride do razpolovitve), koagulacijski proces formalno poteka kot bimolekularna reakcija, tj. skupno število delcev se s časom zmanjšuje v skladu z enačbo kinetike reakcije drugega reda:

Kje k– konstanta hitrosti koagulacije, odvisna od konstante hitrosti difuzije delcev in polmera privlačne sfere.

Teorija Smoluchowskega je bil večkrat podvržen eksperimentalnemu testiranju. Vrednote v(hitrost procesa) in ξ , (koagulacijsko obdobje) se določi eksperimentalno: neposredno - s štetjem števila delcev na enoto prostornine z uporabo ultramikroskopske metode v različnih časovnih točkah, s konstrukcijo krivulj. v – t, ali z metodo sipanja svetlobe z uporabo Rayleighove formule. Vrednote v ugotovljeno s tangensom kota naklona tangente na krivuljo, vrednosti ξ – s tangensom naklonskega kota premice v koordinatah. Opozoriti je treba, da za približno oceno v in od do Pogosto se uporablja čas, ki je pretekel od začetka izpostavljenosti koagulacijskemu sredstvu do pojava opazne motnosti raztopine, kot tudi razmerje med optično gostoto (ali sipanjem svetlobe) sola v dani standardni časovni točki ( na primer 1 ali 24 ur od začetka) do začetne optične gostote. Ta metoda se običajno imenuje turbidimetrična ali nefelometrična. Eksperimentalna potrditev teorije hitre koagulacije je odličen dokaz pravilnosti osnovnih pojmov teorije difuzije in Brownovega gibanja.

104. Kinetika koagulacije. Reverzibilnost procesa koagulacije. Peptizacija

Teorija, ki jo je razvil sovjetski fizik in kemik N. A. Fuks sprva za koagulacijo aerosolov, upošteva interakcijo delcev tako, da v kinetične enačbe vnese vrednost energijske pregrade.

Kje W– koeficient upočasnitve koagulacije ali faktor naključnosti, ki kaže, kolikokrat se zmanjša hitrost procesa v primerjavi s hitro koagulacijo.

Iz enačbe je razvidno, da se koagulacija močno upočasni z naraščanjem višine energijske pregrade U, izraženo v enotah kT, kot tudi s povečanjem debeline difuzne plasti (zaviranje pri "oddaljenih" pristopih) in z zmanjšanjem polmera delca.

Teorija kaže na linearno razmerje W od z, eksperimentalno potrjeno. Fizični pomen rezultata ustreza dejstvu, da se hitrost koagulacije v polju sile izkaže za večjo kot pri hitri koagulaciji v odsotnosti polja. Posledično je vpliv energijskih parametrov na kinetiko procesa opisan s teorijo počasne koagulacije.

Počasna koagulacija je mogoče razložiti z nepopolno učinkovitostjo trkov zaradi obstoja energijske pregrade.

Reverzibilnost procesa koagulacije– sposobnost koaguliranih sistemov za peptizacijo.

Padavine, ki padejo med koagulacijo, imajo drugačno strukturo. Nekatere med njimi so goste in kompaktne, kar kaže na tesen stik delcev, koagulacija pa je ireverzibilna. Drugi koagulati zavzemajo velik volumen in imajo ohlapno, odprto strukturo. Delci v njih ostanejo izolirani, ločeni s tankimi plastmi tekočine in stisnjenimi električnimi plastmi. Lahko se domneva, da je s povečanjem stopnje difuzije dvojne električne plasti možno ponovno prenesti koagulum v solno stanje. Dejansko je v nekaterih primerih mogoče z osvoboditvijo elektrolita-koagulatorja z izpiranjem usedline sprožiti obratni proces koagulacije - peptizacijo (prehod koagela v sol).

Peptizacija– to je razčlenitev delcev, prekinitev povezave med njimi, njihova ločitev drug od drugega. Peptizacija je tem verjetnejša, čim bolj je prvotni sol liofiliziran in čim manj časa je minilo od koagulacije, saj se sčasoma med tesno interakcijo delci postopoma združujejo z zmanjšanjem disperzije in površinske energije. V tem primeru postane koagulacija nepovratna in peptizacija je izključena. Metoda praktične izvedbe peptizacije odvisno od vzrokov, ki povzročajo koagulacijo. Dejansko bo peptizacija možna, če koagulum speremo z elektrolita z vodo (z dekantacijo, filtracijo ali dializo). Na primer, s pranjem je mogoče peptizirati sveže, zlasti oborine silicijevega dioksida, kositrovega dioksida, kovinskih sulfidov in žvepla, koaguliranega z enojno nabitimi ioni. Primer peptizacije s čisto tekočino je peptizacija gline pod vplivom vode. Pri interakciji z vodo se na površini glinenih delcev pojavijo ionsko solvatne plasti, ki oslabijo vez med glinenimi delci; Posledično nastane dokaj stabilna suspenzija gline v vodi. Peptizacija je lažja z dodajanjem majhne količine peptizacijskega sredstva, ki vam omogoča obnovitev strukture dvojne električne plasti. Peptizatorji so elektroliti, ki tvorijo potencial. Tla imajo vodoprepustnost, povečano nabrekanje, so brez strukture, z eno besedo, peptizirana. Detergentni učinek mila je povezan tudi s procesom peptizacije. Ioni maščobnih kislin se adsorbirajo na površini delcev “umazanije”, jih s tem odtrgajo od onesnažene površine in pretvorijo v solno stanje – peptizirajo; Sol odstranimo iz predmeta s curkom vode in mehurčki pene.

Deryaginovo pravilo

Deryaginovo pravilo- pravilo, ki ga je razvil kemik B.V. Deryagin o tehnologiji številnih dozirnih oblik.

Samo pravilo zveni takole: "Da bi dobili fino zmleto zdravilno učinkovino pri dispergiranju, je priporočljivo dodati topilo v polovico mase zdrobljene zdravilne učinkovine."

Razlaga pravila: Delci zdravila imajo razpoke (Griffithove fisure), v katere prodre tekočina. Tekočina izvaja na delec ločilni pritisk, ki presega kontrakcijske sile, kar spodbuja mletje. Če snov, ki jo meljemo, nabrekne, jo temeljito zmeljemo v suhi obliki in šele nato dodamo tekočino. Po mletju zdravilne snovi se z mešanjem delci frakcionirajo. Rjavenje je sestavljeno iz dejstva, da ko se trdna snov pomeša s tekočino, ki je 10-20-krat večja od njene mase, se majhni delci suspendirajo, veliki pa se usedejo na dno. Ta učinek je razložen z različnimi hitrostmi sedimentacije različno velikih delcev (Stokesov zakon). Suspenzijo najbolj zdrobljenih delcev odcedimo, usedlino pa ponovno zdrobimo in mešamo z novo količino tekočine, dokler se celotna usedlina ne spremeni v redko suspenzijo. ,

Uporaba v tehnologiji

Viri informacij

Fundacija Wikimedia. 2010.

Oglejte si, kaj je "Derjaginovo pravilo" v drugih slovarjih:

Deryaginovo pravilo je pravilo, ki ga je razvil kemik B.V. Deryagin v zvezi s tehnologijo številnih dozirnih oblik. Navedba pravila: Da dobimo fino zmleto zdravilno snov, ko jo razpršimo ... ... Wikipedia

Članek na temo Hinduism History · Pantheon Navodila ... Wikipedia

Pedofilija ... Wikipedia

ICD 10 F ... Wikipedia

Ena od sestavin splošne strukture kriminala, ki vključuje dejanja, povezana s fizičnim in duševnim nasiljem nad osebo ali grožnjo njegove uporabe. Nasilne zločine lahko razumemo v širokem smislu, vendar vključuje tudi ... ... Wikipedijo

Ekshibicionizem (lat. exhibeo razstavljam, prikazujem) oblika deviantnega spolnega vedenja, ko spolno zadovoljstvo dosegamo s kazanjem genitalij tujcem, običajno nasprotnega spola, pa tudi v javnosti... ... Wikipedia

Boris Vladimirovič Deryagin Datum rojstva: 9. avgust 1902 (1902 08 09) Kraj rojstva: Moskva Datum smrti: 16. maj 1994 (1994 05 16) (91 let) ... Wikipedia

Gre za predstave osebe, ki imajo negativno čustveno konotacijo (občutki nezadovoljstva, strahu, greha), povezane s spolnimi odnosi, ki pomembno in včasih odločilno vplivajo tako na spolno življenje kot na celotno... ... Wikipedia

- (iz latinskega coagulatio koagulacija, zgoščevanje), združevanje delcev dispergirane faze v agregate zaradi kohezije (adhezije) delcev med njihovimi trki. Trki nastanejo kot posledica Brownovega gibanja, pa tudi sedimentacije, gibanja delcev... Kemijska enciklopedija

Kar zadeva tehnologijo številnih dozirnih oblik.

Besedilo pravila:

Razlaga pravila

Delci zdravila imajo razpoke (Griffithove fisure), v katere prodre tekočina. Tekočina izvaja na delec ločilni pritisk, ki presega kontrakcijske sile, kar spodbuja mletje. Če snov, ki jo meljemo, nabrekne, jo temeljito zmeljemo v suhi obliki in šele nato dodamo tekočino. Po mletju zdravilne snovi se z mešanjem delci frakcionirajo. Rjavenje je sestavljeno iz dejstva, da ko se trdna snov pomeša s tekočino, ki je 10-20-krat večja od njene mase, se majhni delci suspendirajo, veliki pa se usedejo na dno. Ta učinek je razložen z različnimi hitrostmi sedimentacije različno velikih delcev (Stokesov zakon). Suspenzijo najbolj zdrobljenih delcev odcedimo, usedlino pa ponovno zdrobimo in mešamo z novo količino tekočine, dokler se celotna usedlina ne spremeni v redko suspenzijo.

Uporaba v tehnologiji

Bizmutijev subnitratis ana 3.0

Aqua destillatae 200 ml

M.D.S. Obriši si obraz

Pomen recepta: 200 ml prečiščene vode odmerimo v stojalo. V možnarju zdrobite 3 g škroba in 3 g bazičnega bizmutovega nitrata s 3 ml vode (po Deryaginovem pravilu), nato dodajte 60-90 ml vode, zmes premešajte in pustite nekaj minut. Redko suspenzijo iz usedline previdno prelijemo v steklenico. Mokro usedlino dodatno zdrobimo s pestilom, primešamo novo količino vode in odlijemo. Mletje in mešanje se ponavlja, dokler se vsi veliki delci ne spremenijo v redko suspenzijo.

Opombe

Fundacija Wikimedia. 2010.

Oglejte si, kaj je "Deryaginovo pravilo" v drugih slovarjih:

Deryaginovo pravilo je pravilo, ki ga je razvil kemik B.V. Deryagin v zvezi s tehnologijo številnih dozirnih oblik. Samo pravilo zveni takole: "Da bi dobili fino zmleto zdravilno snov, ko jo razpršimo, je priporočljivo dodati ... Wikipedia

Boris Vladimirovič Deryagin Datum rojstva: 9. avgust 1902 (1902 08 09) Kraj rojstva: Moskva Datum smrti: 16. maj 1994 (1994 05 16) (91 let) ... Wikipedia

Članek na temo Hinduism History · Pantheon Navodila ... Wikipedia

Pedofilija ... Wikipedia

ICD 10 F ... Wikipedia

Izračunano razmerje primerjamo z razmerjem pragov hitre koagulacije, ki izhaja iz pravila Deryagin-Landau (pravilo Schulze-Hardy).

Kvantitativno pojasnilo in teoretično utemeljitev Schulze-Hardyjevega pravila sta podala Deryagin in Landau. Za izračun koagulacijskega praga daje teorija naslednjo formulo

Za koagulacijsko sposobnost elektrolita je značilen koagulacijski prag, to je najmanjša koncentracija elektrolita v koloidni raztopini, ki povzroči njeno koagulacijo. Koagulacijski prag je odvisen od valence koagulacijskega iona. Ta odvisnost je izražena s pravilom pomembnosti (Schulze-Hardyjevo pravilo). Strožja, teoretično utemeljena kvantitativna povezava med pragom hitre koagulacije y in valenco iona je izražena z Deryagin-Landauovim pravilom

Ta rezultat, ki sta ga najprej teoretično pridobila Deryagin in Landau, izboljša Schulze-Hardyjevo pravilo.

Osnovni principi koagulacije pod vplivom elektrolitov. Spremembo stabilnosti solov s spremembo vsebnosti elektrolitov v njih so poznali že prvi raziskovalci koloidnih sistemov (F. Selmi, T. Graham, M. Faraday, G. I. Borschov). Kasneje, zahvaljujoč delu G. Schultza, W. Hardyja, G. Pictona, O. Linderja, G. Freundlicha, W. Paulija, G. Kreuta, N. P. Peskova, A. V. Dumanskega in drugih, se je nabralo obsežno eksperimentalno gradivo in osnovni narejene so bile teoretične posplošitve. Velik prispevek k razvoju teorije koagulacije elektrolitov so dali sovjetski znanstveniki B. V. Deryagin in drugi, P. A. Rebinder in njegova šola. Eksperimentalno ugotovljeni vzorci med koagulacijo z elektroliti so znani kot pravila koagulacije

Graf prikaži odvisnost optične gostote O od koncentracije elektrolita Se (slika III.5). Iz presečišča nadaljevanja obeh ravnih odsekov krivulje spustimo navpičnico na abscisno os in za vsak elektrolit ugotovimo prag hitre koagulacije. Z deljenjem dobljenih vrednosti koagulacijskih pragov z najmanjšo izmed njih se izpelje pravilo pomembnosti in primerja s pravilom Deryagin-Landau.

Obstoj ostrega skoka lastnosti na določeni razdalji od podlage sta prej odkrila V. V. Karasev in B. V. Deryagin pri merjenju odvisnosti viskoznosti nekaterih organskih tekočin od razdalje do trdne stene. Vse to daje pravico, da takšne plasti imenujemo posebna, mejna faza, saj je prisotnost ostrega vmesnika glavna definicija faze. Razlika z navadnimi fazami je v tem, da je debelina mejne faze povsem določena vrednost za določeno temperaturo.

Deryagin-Verwey-Overbeckova teorija ugotavlja, da je C obratno sorazmeren s šesto potenco valence koagulacijskega iona. Enako odvisnost odraža eksperimentalno ugotovljeno Schulze-Hardyjevo pravilo. Dobljeno odlično ujemanje dobro potrjuje pravilnost teorije o koagulaciji liofobnih solov.

Številni objekti so pokazali, da je koagulacijski prag obratno sorazmeren z valenco koagulacijskih ionov na potenco od 5 do 9, pogosto na potenco 6. Opažene so bile tudi nižje vrednosti eksponenta (2-3). Tako Schulze-Hardyjevo pravilo predvideva le visoko stopnjo odvisnosti koagulacijskega praga od valence (g) protiionov. Kljub temu ga včasih identificirajo s teoretično izpeljanim Deryagin-Landauovim zakonom 2.

Vpliv valence koagulacijskih ionov na koagulacijski prag določa Schulze-Hardyjevo pravilo: večja ko je valenca koagulacijskih ionov, večja je njihova koagulacijska sila oziroma nižji je koagulacijski prag. Teoretično utemeljitev tega pravila sta leta 1945 podala B. V. Deryagin in L. D. Landau. Razmerje, ki so ga našli med koagulacijskim pragom in valenco koagulacijskih ionov, je izraženo v obliki

Če upoštevamo, da je pri pregradnem mehanizmu pri r

Za pridobivanje tanjših in stabilnejših vodnih suspenzij hidrofilnih nabrekajočih snovi (bazični bizmutov nitrat, cinkov oksid, magnezijev oksid, kalcijev fosfat, karbonat in glicerofosfat, koalin, natrijev bikarbonat, železov glicerofosfat) je najbolj priporočljiva uporaba metode mešanja, ki je vrsta disperzijske metode. Bistvo tehnike je, da se snov najprej razprši v suhi obliki, nato ob upoštevanju Deryaginovega pravila. Nastalo tanko kašo približno 10-krat razredčimo z vodo (raztopino), zmeljemo in zgornjo plast suspenzije vlijemo v steklenico za točenje. Postopek mešanja se ponavlja, dokler se vsa snov ne razprši in dobimo v obliki fine suspenzije.

Vpliv maziva na parametre trenja pri mejnih pogojih mazanja se praviloma ocenjuje glede na količino adsorpcije olja (medija) in njegovo kemično aktivnost. Adsorpcijska sposobnost se upošteva predvsem v primeru uporabe kemično neaktivnega mazivnega medija. Tako je B. V. Deryagin predlagal oceno učinkovitosti oljnega filma glede na merilo oljnatosti, ki je razmerje med hrapavostjo namazanih in nenamazanih površin. Drugo merilo mazljivosti je označeno z razmerjem med razliko v delu, ki ga opravijo sile trenja nenamazanih in mazanih površin v času, ki je potreben za brušenje filma debeline /g, in debeline tega filma. Merila naoljenosti določata predvsem čas zadrževanja molekul olja (maziva) na torni površini in aktivnost maziva.

Pri koagulaciji elektrolitov v skladu z mehanizmom koncentracije (za visoko nabite delce) je koagulacijski prag C v skladu s pravilom Deryagin-Landau (utemeljitev empiričnega Schulze-Hardyjevega pravila) obratno sorazmeren z nabojem 2 protiiona13 na šesti moč, tj.

Teorija dvojne električne plasti je bila razvita v delih Frumkina in Deryagina. Po njihovih zamislih je notranja plast ionov dvojne električne plasti, imenovana potencialno tvorna, tesno blizu določenega dela nasprotno nabitih ionov (slika 50, a), imenovanih nasprotni ioni in. Ta del protiionov se premika z delcem in tvori 6" debelo plast, imenovano adsorpcija. Na sl. 50, meja med takim delcem in medijem pa je označena s pikčasto črto. Preostali protiioni se nahajajo v disperzijskem mediju, kjer se porazdelijo praviloma difuzno.

Vendar pa so bili pred kratkim pridobljeni eksperimentalni podatki, ki kažejo na neuporabnost Schulze-Hardyjevega pravila v obliki Deryagin-Landauovega zakona v nekaterih primerih.V izkušnjah pogosto opazimo pomembna odstopanja od tega vzorca, in sicer v številnih primerih , je koagulacijski učinek elektrolitov sorazmeren z valenco protiionov na stopinjo manj kot šest. Po mnenju I. F. Efremova in O. G. Usyarova je to odstopanje od

Uporabnost Deryaginove teorije in Schulze-Hardyjevega pravila za koagulacijo visokomolekularnih spojin je bila prikazana na primeru gumijastih lateksov pri interakciji z elektroliti različnih valenc (Voyutsky, Neumann, Sandomirsky).

Sicer pa se teorija tudi v prvem obravnavanem približku dobro ujema z eksperimentalnimi podatki (na primer Schenklovi in Kitchenerjevi podatki, pridobljeni na monodisperznih lateksih), morda pa je njen najpomembnejši dosežek utemeljitev Schulze-Hardyjevega pravila, ki je upravičeno velja za temelj za preizkušanje teorij stabilnosti. Razmislimo o tej razlagi. Analiza pogojev za stabilnost disperznih sistemov kaže, da lahko robne pogoje za hitro koagulacijo v smislu Deryaginove teorije zapišemo kot Utyakh = O in dOmax/ek = 0, kjer je C/max največja energija (slika XIII). 7). Ti pogoji izražajo zmanjšanje višine pregrade na nič.

V najpreprostejšem primeru je q = onst. Coef. Temperatura mirovanja je praviloma višja od koeficienta. kinematična T., tako da je zagonska sila (zagonski moment) večja od upora enakomernemu gibanju. Natančneje fizično. procesi med suhim T. se odražajo s ti. po Deryaginovem zakonu dvodelnega trenja q = F/(N + PgS), kjer je / dodan N s tlakom, ki ga povzročajo medmolekularne sile. interakcija drgnjenje teles, in S-pov-et fakt. stik drgnjenih teles zaradi valovitosti in hrapavosti površin T. stik teles ni popoln.

V delih 1937 in 1940. Deryagin je z uporabo Fuchsovih formul za hitrost koagulacije medsebojno delujočih delcev izpeljal merilo agregatne stabilnosti šibko nabitih koloidnih delcev za dva mejna primera, ko je polmer delcev veliko manjši od debeline ionskih atmosfer oz. z drugimi besedami, značilna Debyejeva dolžina in ko je polmer delcev veliko večji od debeline ionskih atmosfer. V drugem primeru kriterij posplošuje in kvantitativno izpopolnjuje empirično Eulers-Korffovo pravilo, ki se ujema s številnimi eksperimentalnimi dejstvi. Hkrati se je na krivulji, ki izraža odvisnost sile interakcije (odboja) od razdalje, pokazal obstoj oddaljenega minimuma.

Dobro znana težava za teorijo je, da se pravilo inverzne šeste stopnje (Hardy-Schulzejevo pravilo, ki sta ga izboljšala Deryagin in Landau) opazi tudi takrat, ko brezrazsežni potencial površine ni samo majhen, ampak manjši od enote. To je mogoče, kot so pokazali Glazman et al. , če se produkt potenciala in naboja protiiona malo spremeni, ko se slednji spremeni. Kvantitativno razlago za to, ki temelji na neodvisnosti od naboja adsorpcije protiionov, je podal Usyarov.

Najbolj razvita teorija stabilnosti koloidnih raztopin, stabiliziranih z ioni, je privedla do številnih temeljnih rezultatov. Teorija visoko nabitih solov, ki upošteva samo koncentracijsko koagulacijo, je omogočila utemeljitev Schulze-Hardyjevega pravila v obliki zakona Deryagin-Laidau 2. Pri zmernih potencialih koloidnih delcev se koagulacijski pragi spreminjajo z valenco protiionov po zakonu 2, kjer je 2 a 6, kar je tudi v skladu. s Schulze-Hardyjevim pravilom. Teorija je omogočila utemeljitev različnih vzorcev koagulacijskega delovanja mešanic elektrolitov in učinka sinergizma, ki ni našel nobene razlage. Treba je še omeniti, da na podlagi teorije razširjena nezakonitost

Po pridobitvi natančnih vrednosti praga koagulacije za vse elektrolite se izpelje pravilo pomembnosti, za katerega se ugotovljene vrednosti praga delijo z najnižjim pragom koagulacije (za AI I3). Eksperimentalno razmerje koagulacijskih pragov primerjamo s teoretičnim, izračunanim po Deryagin-Landauovem pravilu, po katerem je Y a b Vai u 11 1. Rezultate primerjave analiziramo in delo dokumentiramo v laboratorijski reviji.

Oglejte si strani, kjer je izraz omenjen Deryaginovo pravilo: Sintetični polimeri v tiskarstvu (1961) - [str.130]

Kemija in kemijska tehnologija

Deryagin Landauova teorija koagulacije

Pravilo Deryagin-Landau, ki so ga avtorji izpeljali na podlagi konceptov fizikalne teorije koagulacije, omogoča določitev vrednosti praga hitre koagulacije, ki ustreza izginotju energijske pregrade na krivulji splošna interakcija koloidnih delcev v odvisnosti od razdalje med njimi. Vrednosti koagulacijskega praga, izračunane po tem pravilu, ne sovpadajo vedno z eksperimentalnimi vrednostmi zaradi dejstva, da je koagulacijski učinek ionov odvisen ne le od valence, temveč tudi od specifične adsorpcije, ki je ne upošteva zgornja enačba.

Briljantna potrditev teorije DLFO je bil izračun B.V. Deryagin in L.D. Landau (1941) razmerja med vrednostmi koagulacijskih pragov za elektrolite, ki vsebujejo ione različnih vrednosti naboja. Izkazalo se je, da je koagulacijski prag obratno sorazmeren s šesto stopnjo naboja koagulacijskega stožca. Zato je treba vrednosti koagulacijskih pragov za eno-, dvo-, tri- in štirinabite ione povezati kot

To je bistvo teorije električne stabilizacije in koagulacije razpršenih sistemov Deryagina, Landaua, Verweya in Overbecka (teorija DLVO).

Koagulacija emulzij je bila eksperimentalno slabo raziskana, saj do nedavnega ni bilo zanesljivih metod za preučevanje tega procesa. Toda teorija koagulacije razpršenih sistemov je bila podrobno razvita. To je tako imenovana teorija DLFO (Deryagin-Landau-Verwey-Overbeck).

Pokažimo, da so v primeru splošno sprejetega razumevanja gonilne sile koagulacije (agregacije) pogoji (1.266) pogoji za spontano koagulacijo in določajo prag stabilnosti v koncentraciji ter predstavljajo posplošitev teorije stabilnosti Deryagina in Landaua. .

Teoretične ideje o razlogih, ki določajo stabilnost liofobnih solov, so bile nadalje razvite v delih B. V. Deryagin in L. D. Landau. Po Deryaginovih teoretičnih pogledih in eksperimentalnih podatkih, tekoči film, zaprt med dvema trdnima telesoma, ki sta vanj potopljeni, nanje izvaja ločevalni pritisk in s tem preprečuje njuno približevanje. Delovanje se hitro poveča s tanjšanjem filma in se močno zmanjša zaradi prisotnosti elektrolitov. S tega vidika je koagulacija delcev preprečena z zagozditvenim učinkom filmov, ki jih ločujejo. Vnos elektrolitov v sol povzroči spremembo dvojne električne plasti, stiskanje njenega difuznega dela in spremembo trdnosti filmov, ki ločujejo delce, in s tem kršitev stabilnosti sol. Dobro razvita matematična teorija stabilnosti in koagulacije Deryagina in Landaua vodi do stroge fizikalne utemeljitve Schulze-Hardyjevega valenčnega pravila in hkrati zagotavlja fizikalno podlago za empirične vzorce, ki jih je odkril Ostwald.

Poleg kvalitativnih razmerij med koagulacijskimi interakcijami in koagulacijskimi učinki obstaja med njimi tudi kvantitativna povezava. Za sole in suspenzije je koagulacijski prag vedno višji od minimalne koncentracije elektrolita, ki povzroči koagulacijsko interakcijo, zaznano z reološkimi metodami. Kot je znano, teorija Deryagin-Landau daje naslednji izraz za koagulacijski prag

Opis stabilnosti liofobnih solov vključuje podrobno obravnavo teorije kinetike hitre koagulacije po Smoluchowskem, približen prikaz teorije stabilnosti in koagulacije z elektroliti Deryagin-Landau-Verwey-Overbeck. Pri opisu strukture pen je posebna pozornost namenjena vlogi črnih filmov, ki nastanejo pri določenih, kritičnih koncentracijah površinsko aktivnih snovi. Tudi tu imajo vodilno vlogo bolgarski znanstveniki.

Po teoriji koagulacije B. V. Deryagin in L. D. Landau se med Brownovim gibanjem koloidni delci prosto približujejo drug drugemu na razdalji do 10 cm (v povprečju), vendar njihovo nadaljnje približevanje preprečuje tako imenovani ločilni tlak. ki nastane v tankih plasteh vode med dvema površinama. Ločilni tlak je presežek (v primerjavi s hidrostatičnim) tlakom, ki deluje iz tanke plasti na mejnih površinah. V solih ga povzroča predvsem medsebojno odbijanje protiionov difuzne plasti približujočih se delcev in poleg tega še sile molekularne interakcije med površinami teh delcev in molekul vode. Pod vplivom elektrostatičnih polj,

Kot smo že omenili, v skladu s teorijo koagulacije Deryagin-Landau vrednost R0 10 m ustreza fiksaciji delcev na razdalji tesne koagulacije (močni koagulacijski stiki) m določa položaj delcev na razdalji

Prvič sta kvalitativni pristop k preučevanju stabilnosti solov začrtala Kalman in Willstetter leta 1932. Prve kvantitativne izračune je opravil B. V. Deryagin v poznih 30-ih in nato dokončal v delu B. V. Deryagin in L. D. Landau (1941). .). Podoben pristop k preučevanju stabilnosti koloidnih sistemov sta kasneje razvila v svojih delih nizozemska raziskovalca Verwey in Overbeck. Na podlagi začetnih črk glavnih avtorjev nastajajoče fizikalne teorije koagulacije se ta teorija danes pogosto imenuje teorija DLFO.

Po teoriji koagulacije B. V. Deryagina in L. D. Landaua se med Brownovim gibanjem koloidni delci prosto približujejo drug drugemu na razdaljo do 10 cm (v povprečju), vendar njihovo nadaljnje približevanje preprečuje tako imenovani ločilni tlak,

Prvič je razlago agregatne stabilnosti disperznih sistemov in njihove koagulacije s kvantitativnim upoštevanjem skupne energije interakcije delcev podal Deryagin, nato pa podrobneje Deryagin in Landau. Nekoliko kasneje sta enak pristop k problemom stabilnosti in koagulacije izvedla Verwey in Overbeck. Zato se teorija interakcije in koagulacije razpršenih delcev imenuje Deryagin-Landau-Verwey-Overbeckova teorija ali krajše DLFO.

Naša naloga ni razpravljati o številnih teorijah koagulacije, ki so jih razvili različni raziskovalci ob koncu prejšnjega stoletja - na začetku tega stoletja. So samo zgodovinskega pomena. Trenutno je splošno sprejeta fizikalna teorija koagulacije liofobnih solov Deryagin - Landau - Verwey - Overbeck, v kateri je stopnja stabilnosti sistema določena iz ravnovesja molekularnih in elektrostatičnih sil (glej poglavje I). Čeprav podroben razvoj te teorije še ni dokončan, je zahvaljujoč načeloma pravilni razlagi vloge površinskih sil različne narave omogočil razlago številnih koloidno-kemijskih pojavov.

Razvoj kvantitativne teorije stabilnosti in koagulacije koloidnih sistemov, zlasti teorije DLFO (teorija Deryagin-Landau-Verwey-Overbeck), je po drugi svetovni vojni povzročil povečanje števila študij različnih koloidni sistemi.

N. P. Peskov je ugotovil razlog za stabilnost koloidnih raztopin, B. Deryagin in L. Landau pa sta razvila sodobno teorijo koagulacije. Na področju splošne teorije raztopin so dela N. A. Izmailova, posvečena diferencialnemu učinku topil, zelo pomembna za analitično kemijo. V njih je uporabil že dolgo znani vpliv topila na jakost kislin in baz, ugotovil, da obstajajo topila, pri katerih se ta vpliv še posebej kaže, značilen za kisline različnih razredov, to je diferenciranje in uporaba velikega Eksperimentalni material je pokazal, kako uporabiti ta pojav v analizni kemiji.

Tako je teorija Deryagina in Landaua širša od teorije koagulacije. Gre za teorijo stabilizacije koloidnih sistemov, iz katere izhaja tudi koagulacija koloidov.

Proces koagulacije v emulzijah opisuje DLVO (Deryagin-Landau-Verwey-Overbeck) teorija. Njegovo bistvo je v tem, da se v prisotnosti hidrofilnih območij na globulah dispergirane faze in delcev, ki se približujejo na razdalji delovanja disperzijskih sil, združijo v konglomerate delcev postopoma naraščajoče velikosti. Ta proces se pojavi z zmanjšanjem proste energije in se pojavi spontano. Prisotnost strukturno-mehanske pregrade okoli globul disperzne faze jih ne ščiti pred oprijemom na zunanje plasti, čeprav je odvisna od viskoznosti zunanjega okolja. Hitrost koagulacije v koncentriranem sistemu je mogoče oceniti iz kinetike povečanja njegovih strukturnih in mehanskih lastnosti, če je hitrost koalescence globul majhna v primerjavi s hitrostjo njihove koagulacije.

Agregatna stabilnost in dolgoročni obstoj liofobnih D.s. pri čemer ohranjanje njihovih lastnosti zagotavlja stabilizacija. Za visoko disperzne sisteme s tekočim disperzijskim medijem se uporablja uvedba stabilizatorjev (elektrolitov, površinsko aktivnih snovi, polimerov). V teoriji stabilnosti Deryagin-Landau-Verwey-Overbeck (teorija DLFO) je osnovna. vlogo igrajo ionsko-elektrostatični. stabilizacijski faktor. Stabilizacija je zagotovljena elektrostatično. odboj difuznih delov dvojnega električnega. plast, ki nastane z adsorpcijo ionov elektrolita na površini delcev. Na določeni razdalji med delci odbojnost difuznih plasti določa prisotnost minimalnega potenciala. krivulja (daleč ali sekundarna, minimalna, glej sliko). Čeprav je ta minimum razmeroma plitek, lahko prepreči nadaljnjo konvergenco delcev, ki jih privlačijo sile medmolekularne interakcije. Bližnji ali primarni minimum ustreza močni adheziji delcev, v tem primeru energija toplotnega gibanja ni dovolj, da bi jih ločila. Ko se približajo razdalji, ki ustreza temu minimumu, se delci združijo v agregate, katerih tvorba povzroči izgubo agregatne stabilnosti sistema. V tem primeru je stabilnost sistema na koagulacijo določena z višino energije. pregrada.

Glavna znanstvena dela so posvečena preučevanju površinskih pojavov. Razvil je termodinamiko sistemov ob upoštevanju koncepta disjunktivnega tlaka tankih plasti, ki ga je uvedel. Prvič je izvedel neposredne meritve molekularne privlačnosti trdnih snovi v odvisnosti od razdalje in ločilnega tlaka tankih plasti tekočin. Teoretično je utemeljil vpliv prekrivanja ionskih atmosfer na ločevalni tlak tekočih plasti in interakcijo koloidnih delcev, kar mu je omogočilo oblikovanje teorije koagulacije in heterokoagulacije koloidnih in disperznih sistemov. Skupaj s sovjetskim fizikom L. D. Landauom je ustvaril (1928) teorijo stabilnosti liofobnih koloidov, danes znano kot teorija DLFO (teorija stabilnosti razpršenih sistemov Deryagin - Landau - Verwey - Overbeck). Odkril je posebne lastnosti mejnih plasti tekočin, ki jih določa njihova specifična (anizotropna) zgradba. Razvil je teorije o termoosmozi in kapilarni osmozi v tekočinah, termoforezi in difuzionoforezi aerosolnih delcev. Avtor dvočlenskega zakona zunanjega trenja. Pod njegovim vodstvom so bili pri nizkih tlakih prvič sintetizirani brkatim diamantni kristali. Razvil je metode za gojenje diamantnih kristalov in prahu iz plina pri nizkih tlakih.

Uporabnost Deryagin-Landau-Verwey-Overbeckove teorije za opis stabilnosti in koagulacije disperzij v nepolarnih medijih so utemeljili Parfit et al. , ki je skrbno analiziral dejavnike, ki otežujejo kvantitativni opis koagulacijskih procesov.

Pomembna P. I. - površinska aktivnost, ki se kaže v zmanjšanju površinske napetosti med adsorpcijo ene od komponent raztopine. Površinsko aktivne snovi imajo velik praktični učinek. pomen kot regulatorji P. i. vplivajo na omočenje, disperzijo, adhezijo itd. Vloga površinsko aktivnih snovi je še posebej pomembna v koloidnih sistemih, ki imajo velik presežek površinske energije. Termodinamični nestabilnost takih sistemov. se kaže v koagulaciji in koalescenci/gnozi, ko se delci približujejo drug drugemu, kar je lahko ovirano zaradi ločevalnega tlaka, ki je posledica prekrivanja površinskih plasti približujočih se delcev. Na tej podlagi je nastala fizikalna znanost. teorija stabilnosti koloidov Deryagin - Landau - Verwey - Overbeck.

Najbolj razvita teorija stabilnosti koloidnih raztopin, stabiliziranih z ioni, je privedla do številnih temeljnih rezultatov. Teorija visoko nabitih solov, ki upošteva le koncentracijsko koagulacijo, je omogočila utemeljitev Schulze-Hardyjevega pravila v obliki Deryagin-Landauovega zakona 2. Pri zmernih potencialih koloidnih delcev se koagulacijski pragi spreminjajo z valenco protiionov po zakonu 2, kjer 2 a Glej strani, kjer je omenjen izraz Deryagin Landauova teorija koagulacije: Adhezija tekočine in močenje (1974) - [str.196]

Pravilo Landau-Derjagin

Zgodovina razvoja koloidne kemije

Spoznajmo se bolje

Pravila koagulacije

1. Vsi močni elektroliti, dodani solu v zadostnih količinah, povzročijo njegovo koagulacijo.

Minimalna koncentracija elektrolita, ki povzroči koagulacijo sola v določenem kratkem času, se imenuje koagulacijski prag.

Koagulacijski prag lahko izračunamo tako, da poznamo koncentracijo koagulacijskega elektrolita C, prostornino dodanega elektrolita V in prostornino sola V sola (običajno 10 ml): Recipročna vrednost koagulacijskega praga se imenuje koagulacijsko sposobnost elektrolit. To pomeni, da nižji kot je koagulacijski prag, večja je koagulacijska sposobnost elektrolita.

2. Koagulacijski učinek nima ves elektrolit, ampak samo tisti ion, katerega naboj po predznaku sovpada z nabojem protiionov micela liofobnega sola (naboj koagulacijskega iona je nasproten naboju koloidnega delca). Ta ion se imenuje ion - koagulant.

3. Večji kot je naboj iona, večja je koagulacijska sposobnost koagulacijskega iona. Ta vzorec je kvantitativno opisan z empiričnim Schulze–Hardyjevo pravilo, teoretično utemeljena povezava med nabojem koagulacijskega iona in koagulacijskim pragom pa je podana z Deryagin-Landauova teorija.

Razmerje koagulacijskih pragov za eno-, dvo- in trivalentne ione je enako ( pravilo vrednosti) :

Posledično je koagulacijska sposobnost trikrat nabitega iona 729-krat večja od koagulacijske sposobnosti enojno nabitega iona.

Trenutno so ugotovljena odstopanja od pravila Schulze–Hardy–Deryagin–Landau (pravilo pomembnosti). Na koagulacijski prag poleg naboja vplivajo polmer koagulacijskega iona, sposobnost adsorpcije in hidratacije ter narava iona, ki spremlja koagulirajočega.

Kdaj večnapolnjena ioni, takšen učinek kot polnjenje delcev, tj. sprememba predznaka naboja in potenciala koloidnega delca. Dodani ioni se lahko izmenjujejo s protiioni in jih nadomestijo v difuzni in adsorpcijski plasti. Poleg tega, če je ion z več naboji dovolj majhen (na primer Al 3+, Th 4+ itd.), nadomesti na površini delcev (v adsorpcijski plasti) neenakovredne v bremeštevilo nekdanjih ionov ( superekvivalentna adsorpcija). Na primer, namesto enega ali dveh ionov K + je lahko ion Th 4+. Zato lahko pri dovolj visoki koncentraciji takih ionov naboj, ki ga ustvarijo na površini, v absolutni vrednosti postane večji od naboja ionov, ki določajo potencial. To pomeni spremembo predznaka naboja in potenciala. Zdaj taki ioni postanejo potencialno določujoči (namesto prejšnjih) in drugi protiioni so usmerjeni okoli delca.

4. Koagulacijska sposobnost iona z enakim nabojem je tem večja, čim večja večji je njen kristalni polmer.

Pri anorganskih kationih z enim nabojem se koagulacijska sposobnost zmanjšuje v naslednjem vrstnem redu:

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

sites.google.com

Pravila za koagulacijo z elektroliti

Koagulacijo opazimo, ko dodamo določeno količino katerega koli elektrolita, ki kemično ne reagira z disperzno fazo sistema. Opazovanja G. Schulzeja so pokazala, da koagulacijo povzroča eden od ionov elektrolita. Ta ion se imenuje koagulacijski ion. Poleg tega se koagulacijska sposobnost iona povečuje z naraščanjem naboja iona v geometrijski progresiji v razmerju 1:100:1000 (pravilo pomembnosti ali Schulzejevo pravilo). Landau, Deryagin je ugotovil, da se koagulacijska sposobnost spreminja v skladu s 6. stopnjo naboja ionov: 1 6:2 6:3 6 = 1:64:729.

Vzorci, ki sta jih odkrila Schulze in Hardy, so združeni v eno pravilo (Schulze-Hardy pravilo): koagulacijski učinek je učinek iona elektrolita, katerega naboj je nasproten naboju zrnca in je koagulacijski učinek močnejši, čim višji naboj koagulacijskega iona.

, mol/l.

Koagulacijski prag je odvisen od številnih pogojev: od trenutka fiksacije po dodajanju elektrolita; od metode opazovanja; na koncentracijo preskusne raztopine in dodanega elektrolita. Koagulacijski prag se določi z merjenjem sipanja svetlobe ali titriranjem koloidne raztopine z elektrolitom, dokler se ne začne očitna koagulacija.

Recipročna vrednost koagulacijskega praga se imenuje koagulacijska sposobnost: . Izraža prostornino koaguliranega sola pod delovanjem 1 mmol koagulacijskega iona. Večja ko je koagulacijska sposobnost, manj elektrolita je na voljo za indukcijo koagulacije.

Koagulacijska sposobnost je odvisna od atomske mase in naboja, tj. gostota ionskega naboja. Ko se atomska masa poveča, se gostota naboja zmanjša in ioni postanejo manj polarizirani. Posledično postane njihova solvatna lupina tanjša. Zato veliki ioni lažje prodrejo v adsorpcijsko plast micela in nevtralizirajo naboj delca, kar povzroči koagulacijo sola. Na primer, za sol srebrovega jodida s sestavo xK + so indiferentni elektroliti KNO 3, NaNO 3, Ca(NO 3) 2, Al(NO 3) 3, Th(NO 3) 4, koagulacijski ioni pa K +, Na +, Ca 2+, Al 3+, Th 4+. Koagulacijska sposobnost ionov narašča v nizu: Li + + + + + ali Na + 2+ 3+ 4+. Nižja kot je hidratacija (solvatacija) kationa, nižji je koagulacijski prag, tj. močnejši koagulacijski učinek. Hidracijska lupina poveča velikost iona in prepreči, da bi ion prodrl v adsorpcijsko plast. Koagulacijska sposobnost organskih spojin se poveča v skladu s Traubejevim pravilom.

Kasneje je M. Hardy odkril, da je naboj koagulacijskega iona vedno nasproten naboju micelnega zrnca (Hardyjevo pravilo). Posledično negativna granula koagulira pod vplivom pozitivno nabitih ionov, pozitivno nabita granula pa koagulira pod vplivom anionov dodanega elektrolita.

Za karakterizacijo in primerjavo različnih elektrolitov se uporablja koncept "koagulacijskega praga" - to je najmanjša koncentracija dodanega elektrolita, pri kateri se začne (opazi) koagulacija:

, mol/l.

Recipročna vrednost koagulacijskega praga se imenuje koagulacijska sposobnost:
. Izraža prostornino koaguliranega sola pod delovanjem 1 mmol koagulacijskega iona. Večja ko je koagulacijska sposobnost, manj elektrolita je na voljo za indukcijo koagulacije.

Teorije koagulacije z elektroliti

Obstoječe teorije koagulacije so poskušale odgovoriti na 3 vprašanja:

- zakaj pride do koagulacije pri določeni koncentraciji elektrolita-koagulatorja?

- zakaj ima glavno vlogo koncentracija iona, ki je nasprotna naboju zrnca?

- zakaj je vpliv naboja koagulacijskega iona podrejen Schulze-Hardyjevemu pravilu?

Freundlichova adsorpcijska teorija. Po tej teoriji se koagulacijski ioni na površini delcev adsorbirajo v skladu z adsorpcijsko izotermo:
. Poleg tega pride do koagulacije s postopnim, enakim zmanjšanjem potenciala zeta zaradi adsorpcije enake količine različnih ionov. Zaradi nevtralizacije se zmanjša število nabojev ionov, ki določajo potencial, kar vodi do zmanjšanja z- potencial do kritične vrednosti.

Omejitev teorije je, da v praksi ni vedno opaziti enakovredne adsorpcije, adsorpcijske izoterme različnih ionov so različne in včasih koagulacija vpliva le na difuzno plast.

Mullerjeva elektrostatična teorija. Po tej teoriji vnos elektrolita ne spremeni celotnega naboja v DES, ampak povzroči le kompresijo difuzne plasti (premik protiionov v adsorpcijsko plast). Zmanjšanje debeline ionske atmosfere povzroči zmanjšanje z-potenciala, kar zmanjša stabilnost sol.

Ta teorija ne upošteva adsorpcije vnesenih ionov in njihovega vstopa v EDL.

Obe teoriji sta veljavni, obe potekata med koagulacijo, vendar v različnih fazah. Zaradi omejitev jih ni mogoče uporabiti za razlago drugih vrst koagulacije.

Teorija DLFO razvili Deryagin, Landau, Verwey in Overbeck (1941). V skladu s prvimi črkami priimkov avtorjev se imenuje DLFO. Upošteva potencialno energijo delcev in ravnovesje e/statičnih sil, ki delujejo med njimi. Ko se delci približajo drug drugemu, med njimi nastanejo e/statične sile privlačnosti in odboja. Stanje sistema je določeno z njihovim razmerjem. Če je odbojna sila večja, je sistem stabilen. Prevlada privlačne energije povzroči koagulacijo. Privlačna energija je posledica van der Waalsovih sil in se spreminja obratno s kvadratom razdalje med delci:
. Te sile delujejo le na zelo majhnih razdaljah (1,10 − 10 – 1,10 − 11 m, tj. 1/10 velikosti koloidnih delcev). Koagulacijo torej opazimo šele, ko se delci približajo drug drugemu na ustrezno razdaljo. Ta pristop se pojavi med toplotnim gibanjem delcev in zato vplivi, ki povečajo hitrost gibanja delcev in število trkov (glej dejavnike, ki povzročajo koagulacijo), spodbujajo koagulacijo.

Slika 1. Prekrivanje ionskih atmosfer koloidnih delcev

Z zmanjševanjem razdalje med delci se povečujejo sile elektrostatičnega odboja. Solvatna lupina tudi preprečuje, da bi delci prišli v stik. Običajno se elektrostatične odbojne sile pojavijo, ko se razpršene plasti (ionske krogle) podobno nabitih delcev prekrivajo. Odbojna energija se zmanjšuje z večanjem razdalje med njimi.

Slika 2. Potencialna koagulacijska krivulja

Za določitev stanja sistema se izračuna skupna energija (izdela se potencialna koagulacijska krivulja). Ima več odsekov: globok primarni minimum (potencialna vrtina 1) v območju majhnih razdalj, plitvi sekundarni minimum (potencialna vrtina 2) v območju velikih razdalj. Kažejo na znatno prevlado privlačne energije, tj. v njih U pr >> U ott.

V območju povprečnih razdalj je maksimum. Če se nahaja nad osjo x, potem med delci delujejo odbojne sile, tj. sistem je agregatno stabilen. V tem primeru U out >> U in. Višji kot je maksimum, stabilnejši je sistem.

Za začetek koagulacije zadostuje predhodna delna nevtralizacija naboja delcev na določeno vrednost in uničenje solvatne lupine. To dosežemo z vnosom elektrolita ali odstranitvijo stabilizacijskega elektrolita. Najmanjši naboj delcev, pri katerem se začne koagulacija, imenujemo kritičen z- potencial (

0,03 V). Pri kritični vrednosti zeta potenciala kinetična energija gibanja delcev zadostuje za premagovanje sil preostalega elektrostatičnega odboja (U pr

U ott) in adhezija delcev v agregate.

Po teoriji DLFO ločimo pri hitri koagulaciji z elektroliti dva mehanizma: koncentracijsko koagulacijo in adsorpcijsko (nevtralizacijsko) koagulacijo.

pri koncentracijska koagulacija dodani indiferentni ioni ne spremenijo vrednosti -potenciala. Do koagulacije pride zaradi stiskanja difuzne plasti, tj. premik protiionov v adsorpcijsko plast ali s povečanjem ionske moči raztopine.

Adsorpcijska koagulacija nastane kot posledica zmanjšanja -potenciala. To vrsto koagulacije povzročajo elektroliti, katerih ioni se lahko (lahko) adsorbirajo na površini delcev in imajo naboj, nasproten naboju zrnca. Ko prodrejo v adsorpcijsko plast, nevtralizirajo ione, ki določajo potencial, in zmanjšajo -potencial.

Če so na površini mikrokristalov prosti centri, je kristalna mreža popolna. Na primer, v primeru x K + sol dodatek KI povzroči koagulacijo zaradi adsorpcije jodidnih ionov. V tem primeru se najprej povečata - in -potencial. Ko so središča nasičena, se adsorpcija ustavi. Nadaljnje povečanje koncentracije KI povzroči zmanjšanje -potenciala zaradi stiskanja difuzne plasti (izpodrivanje kalijevih ionov v adsorpcijsko plast). Ko je dosežena določena koncentracija, začne sol koagulirati.

Če na površini ni prostih središč, potem adsorpcije ne opazimo in -potencial se ne poveča, ampak pride do stiskanja difuzne plasti.

Ko dodamo AgNO 3, srebrovi ioni Ag + niso indiferentni. Ker so ioni, ki določajo potencial, jodidni ioni, vodi dodatek srebrovih ionov do tvorbe težko topne spojine AgI. Posledično se postopoma zmanjšuje število tistih, ki določajo potencial, kar vodi do zmanjšanja - in -potencialov. Pri kritični vrednosti -potenciala sol koagulira po adsorpcijskem mehanizmu. Nadaljnje dodajanje AgNO 3 vodi do ponovnega polnjenja in povečanja pozitivnega naboja granule zaradi selektivne adsorpcije srebrovih ionov s tvorbo novega DES: x NO 3 ─. Pri nadaljnjem dodajanju AgNO 3 sol koagulira po koncentracijskem mehanizmu pod vplivom nitratnih ionov.