седиментаційна стійкість

Дисперсні системи характеризуються значним надлишком вільної нескомпенсованих поверхневої енергії

пов'язаним як з великою питомою поверхнею S. обумовленої наявністю роздробленою дисперсної фази, так і з порівняно високими значеннями міжфазного поверхневого натягу. Цей надлишок визначає принципову нестійкість ліофобних дисперсних систем. В результаті в них протікають процеси, що ведуть до зниження дисперсності (укрупнення частинок дисперсної фази) і, в кінцевому підсумку, до руйнування дисперсних систем, ᴛ.ᴇ. розділ ?? енію на дві макрофази. З цієї причини можна говорити лише про відносну термодинамічної стійкості дисперсних систем.

Стійкість - ϶ᴛᴏ здатність дисперсних систем зберігати свій склад незмінним, коли концентрація дисперсної фази та розподілу житла ?? ення частинок за розмірами залишаються постійними в часі.

Проблема стійкості - одна з центральних проблем колоїдної хімії, це проблема''жізні і смерті'' дисперсних систем. На практиці, часто доводиться вирішувати дві протилежні завдання: зберегти дисперсних систем або зруйнувати її. Наприклад, стійкими повинні бути харчові маси. Вода природних водойм представляє собою дисперсних систем, яку для використання вкрай важливо очистити - перевести в осад нд ?? е домішки, тобто зруйнувати.

Розрізняють два види стійкості: седиментаційну і агрегатівную.

Седиментаційна стійкість - ϶ᴛᴏ здатність системи протидіяти ос ?? еданію частинок (силі тяжкості).

Протидія силі тяжіння залежить від розмірів частинок. Для великих (середньо- і грубодисперсних) частинок - ϶ᴛᴏ сила тертя, для дрібних (високодисперсних) - теплове (броунівський) рух.

Нехай r - радіус частинок дисперсної фази (сферичний); # 961; - щільність частки; # 961; 0 - щільність дисперсійного середовища; m - в'язкість дисперсійного середовища; V - об'єм частинки.

На частку діють сили:

1) гравітаційна сила Fсед

де g - прискорення вільного падіння.

Важливо зауважити, що для сферичної частинки

де d - діаметр частинки.

2) сила тертя при ос ?? еданіі частки Fтр:

де В - коефіцієнт тертя;

Uсед - швидкість ос ?? еданія частки.

Сила тертя пропорційна в'язкості дисперсійного середовища:

3) теплове (броунівський) рух, наслідком якого є дифузія, яка прагне вирівняти концентрацію частинок по вс ?? йому обсягом:

Підвищити седиментаційну стійкість дисперсної системи можна за рахунок наступних чинників:

1) зниження сили тяжіння: досягається шляхом зменшення розміру часток за допомогою пристроїв для подрібнення дисперсної фази - диспергаторов (зменшення діаметра частинки в 2 рази призводить до зниження сили тяжіння в 8 разів)

2) підвищення в'язкості середовища: досягається при введенні різних добавок, що підвищують в'язкість (сиропи, желатин)

3) забезпечення зберігання дисперсної системи при температурі, не нижче встановленої норми, так як при зниженні температури зменшується броунівський рух, а, отже, і седиментаційна стійкість (наприклад, в разі якщо поставити вино в холодильник, може утворитися осад).

Варто сказати, що для порушення седиментаційною стійкості вкрай важливо навпаки збільшити силу тяжіння, для чого застосовується відцентрове поле (сепарування, центрифугування). Наприклад, при сепарування молока емульсія руйнується і виділяється молочний жир, крапельки якого є дисперсною фазою системи.

Читайте також

При розгляді дифузії ми не беремо до уваги вплив за багато тяжіння на систему. Але потрібно враховувати цей вплив на частинки досить більшої маси, тому що такі частинки під дією гравітаційного поля, будуть осідати або седіментіровать. Седіментація- це. [Читати далі].

Осмотичний тиск дисперсних систем. Рівняння Вант-Гоффа для дисперсних систем має вигляд: p = (n / NA) * R * T (7.6) де n - часткова концентрація дисперсної фази; NA - число Авогадро. Оскільки часткова концентрація визначається як число часток в одиниці об'єму. [Читати далі].

Під впливом гравітації великі частинки осідають (седіментіруют). При деякому розмірі частинок встановлюється рівновага їх розподілу по висоті. Під седиментаційною або кінетичної стійкістю системи розуміють її здатність зберігати рівномірний. [Читати далі].