Коллоидная химия
жүктеу/скачать 1,83 Mb.
|
Лекция коллоид рус
| Положительное расклинивающее давление возникает, когда:
«+» Р в слое < Ро, π>0. Это препятствует вытеканию из него жидкости, т.е. сближению частиц; «расклинивающее давление», т.е. раздвигает, расклинивает: Отрицательное расклинивающее давление π<0 «-« когда давление в слое растет, что способствует сближению частиц Рассмотрим случаи сближения частиц дисперсной фазы на разные расстоняия: нет расклинивающего давления, h > 2δ (толщина диффузного слоя) h
в тонкую прослойку, «-» - жидкость будет вытекать из зазора, а Р Р частицы сближаться «+» «-»
Рис.6.1. Образование расклинивающего давления в тонких слоях До перекрывания диффузных слоев энергия Е свободных дисперсных систем была неизменной, а Р в зазоре = Ро (давление внутри свободной жидкости). После перекрывания свободная энергия изменяется, а в прослойке жидкости возникает направленное в сторону соприкасающихся тел Р.д. Представление о расклинивающем давлении – одно из фундаментальных в физико-химии дисперсных систем. Расклинивающее давление возникает всегда, когда между частицами дисперсной фазы (твёрдыми, жидкими или газообразными) образуется тонкая прослойка жидкости. В слое воды толщиной 1 мкм, заключённой между двумя поверхностями слюды, расклинивающее давление равно 430 Па. При толщине прослойки воды 0,04 мкм расклинивающее давление существенно выше и составляет 1,88104Па. Для изучения строения пленки и измерения ее толщины обычно используют оптические и, прежде всего, интероферометрические методы. Интенсивность I отраженного света вследствие интерференции сложным образом зависит от отношения толщины пленки к длине падающей световой волны. I 1/4 3/4 5/4 7/4 h/λ Рис. 6.2. Зависимость I отраженного монохроматического света от относительной толщины пленки.
n – показатель преломления.
Для серых и черных пленок измерение интенсивности I позволяет определить их h, а зависимость I=f(t) – кинетику утончения. Силы отталкивания в тонких пленках носят электростатический характер: Еотт=А е – h/δ (6.1) Еотт ↓ при 1) ↑ Z и С противоионов 2) при ↓φ и дзета-потенциалов Силы притяжения между частицами имеют природу ван-дер-ваальсовых сил, энергия притяжения выражается уравнением:
Здесь A*- т.н. константа Гамакера(71), объединяющая свойства молекул среды и частиц фазы. Тогда зависимость суммарной потенциальной энергии взаимодействия частиц от расстояния между ними x имеет вид: U(h) =А е – h/δ - (6.3) и графически передается кривой на рис.6.3. Как видно из рис.6.3, на больших (h > 1 мкм) и очень малых расстояниях (h < 1 нм) преобладает энергия притяжения частиц (U < 0); на средних расстояниях (h 100 нм) преобладает энергия отталкивания (U > 0). Максимум потенциальной энергии соответствует барьеру электростатического отталкивания частиц U, препятствующему агрегации частиц. Е отт 1 2 3 h Епр
жүктеу/скачать 1,83 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|