1. Химическая теория Дюкло.

Причиной коагуляции считалось химическое взаимодействие электролита с коллоидной частицей, приводящее к нейтрализации поверхностного заряда. Эта теория применима для очень небольшого числа электролитов (практического значения не имеет).

2. Адсорбционная теория Фрейндлиха.

Потеря устойчивости коллоидного раствора происходит в результате сильной адсорбции ионов, приводящей к снижению общего заряда частиц. В этом случае поверхностный потенциал  понижается до критического значения, то есть в результате адсорбции ионов происходит нейтрализация заряда частиц. Чем больше концентрация электролита, тем больше адсорбция. Часть ионов раствора в процессе коагуляции уходит с коагулятом. Количество поглощенных ионов на единицу массы коагулята x=с^1/n , где с-равновесная концентрация электролита, и^1/n константы.

3. Электростатические теории

А) Мюллера.

В отличии от Фрейндлиха, Миллер связывал действие электролитов не с уменьшением

общего заряда, а с уменьшением  потенциала, происходящего в результате сжатия диффузной части двойного электрического слоя.

Б) А.И.Рабиновича и В.А. Каргина.

Коагуляция рассматривается как результат совместного действия: 1) ионного обмена (быстрый процесс), 2) сжатие дэс и понижение  потенциала.

В) Оствальда

Коагуляция рассматривалась как «вытеснение» дисперсной фазы меж ионными силами притяжения, действующими в дисперсной среде (сжатие динамической ионной решетки). Параметром, определяющим коагуляцию, является активности электролита.

Все рассмотренные теории в значительной степени односторонни, так как сложный процесс коагуляции связывают с 1 каким-либо параметром системы. В настоящее время все они имеют лишь историческое значение .

Теория устойчивости гидрофобных коллоидов. (длфо)

Дерягин (1937-1941г.) совместно с Ландау. Не зависимо, но несколько позже Фервей и Овербек.

Согласно теории ДЛФО, устойчивость коллоидного раствора определяется потенциальной энергией взаимодействия коллоидных частиц. U=U_r+ U_а

Энергия взаимодействия 2 частиц имеет 2 составляющие: 1)энергия отталкивания U_r обусловленная электростатическими силами и 2) энергия притяжения U_а , обусловленная действием вандерваальсовых сил. Если U_r0, то энергия положительна, если U_а  0, то отрицательна. Преобладание 1ой из составляющих и определяет будет ли система устойчива. Рассмотрим подробнее действие этих сил.

1. Электростатические силы отталкивания

Нам известно, что частицы в растворе, благодаря взаимодействию с дисперсной средой, заряжены одноименно. Представим себе 2 частицы сблизившихся на расстояние, меньшее толщины их двойного электрического слоя. Потенциал в этом случае не достигает нулевого значения при удалении от поверхности. Минимальное его значение на середине между поверхностями двух частиц (x=h). Суммарная кривая распределения потенциала между 2 частицами находится сложением 2 кривых распределения потенциала (1 и 2 частицы).=2_х. То есть на расстоянии Х от каждой из 2ух взаимодействующих частиц в растворе, имеется отличный от нуля потенциал того же знака, что и на поверхности частицы. Это приводит к взаимному отталкиванию частиц (расклинивающему давлению ).

₀ ₀ ₀

₁ ₁

х х

Энергия отталкивания U_r является функцией расстояния между частицами.

U_r=2 (1) Это уравнение выражает работу, необходимую для перенесения 2 частиц из  на расстояние h от плоскости симметрии. Подставляя выражение для , находят U_r . =64²сR T e^-2x, а U_r=((64сRT)/)²е^-2кх(2). Из уравнения 2 параметр Дебая или обратная толщина диффузного слоя к=1/ (10⁵-10⁷ при изменении С от 10^-5-10^-1 и для =1).

Где С концентрация, х=1/2 расстояния между 2 частицами,  потенциал в данной системе, а =(е^{ZF / 2RT}-1) / (е^{ZF / 2RT}+1).

Анализ уравнения (2) показал, что силы отталкивания уменьшаются с ростом заряда z и концентрации ионов элемента, и с уменьшением электрокинетического потенциала φ₁. Если φ₁ = 0, то γ = 0.

2) Энергия притяжения обусловлена в основном действием сил Лондона – Ван-дер-Ваальса. Они действуют между молекулами независимо от их полярности и аддитивно складываются.

В отличие от ориентационного и индукционного эффектов отдельных молекул, которые могут в значительной мере взаимно компенсироваться.

Энергия притяжения между 2 частицами:

(3)

- константа Гамакера.

n – число атомов в единице объема частицы

h – постоянная Планка,

ν₀ – основная частота дисперсионного спектра колебаний атома,

α – поляризуемость.

Константа Гамакера А имеет порядок 10^-12 эрг и слагается из отдельных констант, характеризующих когезионное и адгезионное взаимодействия. Она вычисляется квантово-статистическим путем.

Суммарная энергия взаимодействия двух частиц в растворе:

(4)

U_r > 0, U_a <0.

Зависимость U_r от Х экспоненциальная, U_a от Х - степенная. Тоесть притяжение медленнее ослабевает с расстоянием, чем отталкивание. Поэтому на больших расстояниях Х преобладают силы притяжения. При Х → 0, U_r → к const, а U_a → ∞ поэтому на малых расстояниях Х тоже преобладают силы притяжения.

Изобразим кривые потенциальной энергии.

На средних Х может преобладать отталкивание. На построенной кривой – в этом случае 1 мах и 2 ямы (т.е. потенциальный барьер и 2 минимума).

Возможность сближения частиц и коагуляции определяется высотой барьера и глубиной ям. Рассмотрим возможные варианты их соотношений: