27/3 Расклинивающее давление и его составляющие

Р асклинивающее давление – избыточное (по сравнению с гидростатическим) давление в достаточно тонкой , разделяющей 2 фазы плёнке-прослойке.

Р. д. стремиться как бы «расклинить», раздвинуть стороны прослойки изнутри. Оно действует по нормали к пов-ти и возникает в т/д равновесной системе при перекрывании межфазных слоёв по мере утончения прослойки.

Мерой р.д. служит разность м/у давлением на прослойку со стороны ограничивающих её фаз р и давлением р₀ фазы, из кот. образовалась прослойка, т.е П(h) = р-р₀, где р – давление на пов-ти прослойки, а р₀ – гидростатическое давление в фазе, утоньшённую часть кот. представляет прослойка.

Физ. смысл р.д (по Дерягину): Р.д явл. частной производной энергии Гиббса по изменению толщины прослойки жидкости при перекрывании межфазных слоёв

П(h) = -(dG/dh)_τ,ρ,μ

Осн. составляющими р.д. явл. факторы устойчивости: ионно-электрический, молекулярный, структурный и адсорбционный.

Электрический и сольватационный факторы действуют совместно, т.к за счёт 2-го эл. слоя. В золях р. д . обусловлено ионно- электрической и молекулярной составляющими. Менее выражены в р.д. структурная и адсорбционная составляющие. Структурная сост-я связана с перекрыванием граничных слоёв р-ля. Адсорбционная сост-я связана с перераспределением конц-ий молекул по толщине плёнки при перекрывании дифф. слоёв.

28/1Общие вопросы устойчивости дисперсных систем. Седиментационная и агрегативная устойчивость.

С позиций термодинамики устойчивой следует считать ту систему, которой при данных конкретных условиях соответствует меньшее значение термодинамической функции (такой функцией при постоянных р,Т является энергия Гиббса).Если при этих же условиях возможны другие состояния системы, то их надо рассматривать как метастабильное состояние. Также устойчивой системой принято считать такую, в которой основные параметры, определяющие дисперсность и равновесное распределение дисперсной фазы в дисперсионной среде, меняются с пренебрежимо малой скоростью. Иначе говоря, устойчивость дисп. сист. состоит в ее способности противостоять седиментации (осаждению в гравитационном поле) и агрегации частиц дисп. фазы. Эти явления протекают в дисперсиях одновременно, но в разных системах с различными скоростями. Это позволяет различать седиментационную и агрегативную устойчивость. Под седиментационной устойчивостью понимают способность системы противостоять седиментации и сохранять равномерное распределение частиц и частичную концентрацию по всему объему. Это обеспечивает седиментационное равновесие. Возможное слипание частиц в таком случае не учитывают. Мерой устойчивости служит гипсометрическая высота(высота от некоторго уровня, при подъеме на которую концентрация коллоидных частиц уменьшается в 2 раза) , где h – гипсометрическая высота, υ₀ и υ_h-частичные концентрации дисперсной фазына исходном уровне и высоте h, V_ч-объем отдельной коллоидной частицы. Высота h_e, на уровне которой концентрация дисп. фазы мен-ся в е раз: . Агрегативная устойчивость проявляется в способности системы противостоять самопроизвольной коагуляции, связанной со стремлением дисперсной фазы снизить поверхностную энергию за счет уменьшения поверхности. Факторы, определяющие агрегативную устойчивость, обычно делят на две группы. Это термодинамические и кинетические факторы устойчивости. Различные факторы, определяющие устойчивость коллоидных систем, всегда сосуществуют, а соот­ношение их зависит от реальных условий и определяется при­родой дисперсной фазы и стабилизатора мицеллы. Иногда мож­но говорить о преобладающем действии отдельного фактора.

В рамках вышеприведенных представлений дисперсные си­стемы делят на термодинамически устойчивые и термоди­намически неустойчивые.К первым системам относят лиофильные золи, микроэмуль­сии, гели, ксерогели из макромолекул. Термодинамически ус­тойчивые системы образуются при самопроизвольном диспер­гировании одной из фаз, например, при растворении полимера в подходящем растворителе. Термодинамически неустойчивы­ми системами являются лиофобные золи, которые находятся в метастабильном состоянии и обладают некоторой кинетической устойчивостью. Устойчивость коллоидных систем - это центральный вопрос в коллоидной химии. Причины, оп­ределяющие устойчивость и разрушение дисперсной системы, имеют единую термодинамическую базу. Это подтверждается анализом основного уравнения термодинамики с составляю­щими, характерными для дисперсных систем: dG = -SdT+Vdp+σds+Σμ_idn_i+ φdq+П(h)dh, где П(h)dh-расклинивающее давление