Строение мицелл золя. Электрокинетические явления (электрофорез и электроосмос) и их практическое использование.

В 1808 г. работавший в России немецкий химик Фердинанд Рейсс, исследуя электролиз воды, поставил два опыта. В одном из них он использовал U-образную стеклянную трубку, которая была в нижней части перегорожена пористой мембраной из кварцевого песка и заполнена водой. Под действием приложенного напряжения наблюдалось пе­ремещение жидкости в сторону одного из электродов до установления, в конечном итоге, определенной разности уровней в коленах трубки. Оказалось, что мембрана играет особую роль: стоит ее убрать и перемещение жид­кости прекращается. Движение жидкости в пористых телах (через капиллярные системы) под действием электрического поля получило название электроосмоса.

Рис.13. Наблюдение электроосмоса

 

В другом опыте Рейсс погрузил в глину две стеклянные трубки и заполнил их водой. Под действием приложенной разности потенциалов наблюдалось перемещение частиц глины в сторону одного из электродов. Перенос частиц дисперсной фазы в электрическом поле называют электрофорезом.

Рис. 14. Наблюдение электрофореза

 

Электроосмос и электрофорез получили название электрокинетических явлений.

Электроосмос возможен потому, что жидкость, проходя через капилляр, каким-то образом заряжается. Перемещение частиц дисперсной фазы при электрофорезе в свою очередь указывает на их заряд, противоположный по знаку заряду жидкости.

Агрегативная устойчивость и коагуляция дисперсных систем. Методы разрушения дисперсных систем.

Различают два вида устойчивость дисперсных систем: седиментационную и агрегативную.

Седиментационная (кинетическая) устойчивость – это способность системы противостоять осаждению частиц дисперсной фазы под действием силы тяжести (седиментация). Она находится в зависимости от размеров частиц в системе, осаждению которой противодействуют силы диффузии. Высокодисперсные системы устойчивы к седиментации, в то время как грубодисперсные системы седиментационно не устойчивы.

Агрегативная устойчивость это способность системы противостоять слипанию частиц дисперсной фазы. Агрегативная устойчивость обусловлена термодинамическими и кинетическими факторами. Термодинамические факторы связаны с величиной удельной поверхностной энергии σ (поверхностное натяжение (δ) и энтропией в системе, а кинетические влияют на скорость столкновения частиц и зависит от вязкости и плотности дисперсионной среды. Оба вида устойчивости (агрегативная и седиментационная) определяют срок хранения и качество многих пищевых продуктов, медицинских препаратов и т.д.

Все дисперсные системы делятся на лиофильные и лиофобные. Лиофильные системы обладают агрегативной устойчивостью, а лиофобные неустойчивы к агрегации в независимости от степени дисперсности. Они обладают огромной свободной поверхностной энергией и стремятся ее само- произвольно изменить поверхность раздела фаз путем слипания частиц.

31. Методы формообразования, основанные на использовании свойств дисперсных систем.

32. Виды адсорбции и их использование в технологических процессах. Использование адсорбции в водоподготовке.

Адсорбция

Адсорбция – накопление молекул на поверхности раздела фаз. Физическая адсорбция происходит под действием сил Ван-дер-Ваальса. Химическая адсорбция (хемосорбция) происходит вследствие образования химических связей между адсорбируемыми молекулами и поверхностью

33. Эффект адсорбционного понижения прочности и облегчения деформации твердых тел (эффект Ребиндера).

Петр Александрович Ребиндер (1898-1972) в 20-х годах прошлого века обнаружил, что так называемые адсорбционно-активные вещества способны адсорбироваться на поверхности твердых тел и резко снижать их поверхностностное натяжение. При этом снижается работа диспергирования, следовательно тела измельчаются легче.

Рис. 11. Коллоидная мельница для получения частиц дисперсной фазы путем механического диспергирования

Эффект Ребиндера