11. Факторы устойчивости дисперсных систем.

Факторы устойчивости дисперсных систем в порядке возрастания эффективности можно разделить на три группы: 1) наличие двойного электрического слоя на поверхности дисперсных частиц, который обусловливает возникновение энергетического барьера, препятствующего сближению частиц на такое расстояние, где проявляются молекулярные силы; 2) образование значительного сольватного слоя на поверхности частиц, препятствующего их сближению; 3) образование на поверхности частиц стабилизирующей адсорбционной пленки, являющейся структурно-механическим барьером, препятствующим агрегированию частиц.

12. Что такой двойной электрический слой.

Двойной электрический слой (межфазный) (ДЭС) — слой ионов, образующийся на поверхности частиц в результате адсорбции ионов из раствора, диссоциации поверхностного соединения или ориентирования полярных молекул на границе фаз. Ионы, непосредственно связанные с поверхностью, называются потенциалоопределяющими. Заряд этого слоя компенсируется зарядом второго слоя ионов, называемых противоионами.

Двойной электрический слой – возникает при контакте двух фаз одна из который обязательно является жидкостью. При получении дисперсных систем на поверхности раздела фаз возникает избыточная энергия. Стремление системы уменьшить избыточное поверхностную энергию приводит к тому, что полярные молекулы, ионы и электроны на поверхности раздела фаз ориентированы особым образом в результате чего контактные фазы приобретают заряды противоположного знака на равной велечины.

13. Механиз образования двойного электрического слоя.

Двойной электрический слой возникает при контакте двух фаз, из которых хотя бы одна является жидкой. Стремление системы понизить поверхностную энергию приводит к тому, что частицы на поверхности раздела фаз ориентируются особым образом. Вследствие этого контактирующие фазы приобретают заряды противоположного знака, но равной величины, что приводит к образованию двойного электрического слоя. Можно выделить три механизма образования ДЭС:

1. Переход ионов или электронов из одной фазы в другую (поверхностная ионизация). Примером может служить диссоциация поверхностных функциональных групп, принадлежащих одной из фаз (как правило, твердой). Для определения знака заряда поверхности используется правило Фаянса — Панета

2. Преимущественная адсорбция в межфазном слое ионов одного знака.

3. Ориентирование полярных молекул в поверхностном слое. По этому механизму ДЭС образуется в случае, если вещества, составляющие фазы системы, не могут обмениваться зарядами. Для определения знака заряда поверхности используют правило Кёна, гласящее, что из двух соприкасающихся фаз положительно заряжается та, которая имеет большую диэлектрическую проницаемость.

14. Строение двойного электрического слоя

В отсутствие теплового движения частиц строение двойного электрического слоя было бы подобно строению плоскогоконденсатора. Но в отличие от идеального случая, ДЭС в реальных условиях имеет диффузное (размытое) строение. Согласно современной теории структуру ДЭС составляют два слоя:

• Слой Гельмгольца или адсорбционный слой, примыкающий непосредственно к межфазной поверхности. Этот слой имеет толщину δ, равную радиусу потенциалопределяющих ионов внесольватированном состоянии.

• Диффузный слой или слой Гуи, в котором находятся противоионы. Диффузный слой имеет толщину λ, которая зависит от свойств системы и может достигать больших значений. Толщина диффузного слоя рассчитывается по формуле:

Λ=

Рис. Строение ДЭС

Электрической характеристикой ДЭС является потенциал φ. Существует несколько характеристических потенциалов:

• Потенциал диффузного слоя φ_δ, соответствующий границе адсорбционного и диффузного слоёв. Внутри диффузного слоя потенциал можно рассчитать по уравнению Гуи-Чепмена:

φ=φ_δe^-μx

• Потенциал φ_x=λ, меньший, чем φ_δ в e раз и характеризующий толщину диффузного слоя.

• Электрокинетический потенциал или дзета-потенциал. Этот потенциал соответствует плоскости скольжения и является частью потенциала диффузного слоя. Плоскость скольжения образуется в результате того, что при движении дисперсных частиц наиболее удаленная часть диффузного слоя не участвует в движении, а остается неподвижной. Поэтому появляется нескомпенсированность поверхностного заряда частицы и становятся возможными электрокинетические явления. Дзета-потенциал является одной из важнейших характеристик двойного электрического слоя.