АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Гидрофобные (коагуляционные) структуры

Читайте также:
  1. АМТХАУЭРА ИНТЕЛЛЕКТА СТРУКТУРЫ ТЕСТ
  2. Анализ ассортимента, структуры и номенклатуры выпуска продукции
  3. Анализ динамики и структуры активов и пассивов организации
  4. Анализ динамики и структуры затрат на производство
  5. Анализ динамики и структуры необоротных активов
  6. Анализ наличия, движения и структуры основных средств за 2008 г.
  7. Анализ олигополистической структуры и эффективность.
  8. Анализ состава и структуры материальных затрат
  9. Анализ состава, структуры и динамики источников формирования имущества. Оценка рыночной устойчивости предприятия.
  10. Анализ структуры внеоборотных активов.
  11. Анализ структуры затрат на производство
  12. Анализ структуры значения многозначного слова

Структура промывочных жидкостей определяет все ее основные свойства (СНС, вязкость, водоотдачу и т.д.), поэтому начнем с изучения структуры.

„Структура, (от латинского Structura - строение, расположение, порядок) это совокупность устойчивых связей объекта, обеспечивающих его целостность и тождественность самому себе, т.е. сохранение основных свойств при различных внешних и внутренних изменениях” [45].

В коллоидной химии понятию структуры придаётся более широкий смысл. По классификации П.А. Ребиндера для дисперсных систем в зависимости от вида взаимодействия частиц выделяют два типа структур: кристаллизационный (конденсационный) и коагуляционный (тиксотропный). Первый тип структур соответствует вышеописанному определению, т.е. представляет собой совокупность устойчивых связей твёрдых частиц с образованием жёсткого каркаса. Второй тип структур представляет собой совокупность неустойчивых связей твёрдых частиц, не обеспечивающих целостности каркаса при различных внешних и внутренних изменениях (например, при течениях). Это временные структуры, существующие только в покое. За критерий прочности таких структур принимают статическое напряжение сдвигу.

Таким образом, в настоящее время в коллоидной химии под структурой дисперсных систем понимают совокупность межмолекулярных связей твёрдых частиц (как устойчивых, так и не устойчивых).

Далее будет показано, что прочность связей в дисперсных системах определяется не только межмолекулярным взаимодействием твёрдой фазы, но и межмолекулярным взаимодействием молекул воды между собой и межмолекулярным взаимодействием молекул воды с молекулами (частицами) твердой фазы и других компонентов промывочной жидкости.

В соответствии с типом твёрдой фазы дисперсной системы (гидрофильной и гидрофобной) структуры промывочных жидкостей разделим на гидрофобные и гидрофильные.

Гидрофобные структуры (гели) возникают в процессе коагуляции за счёт сцепления частиц вандерваальсовыми силами через весьма тонкие прослойки воды или при полном их отсутствии. Коагуляции способствует неоднородность поверхности частиц и наличие гидрофобных участков, на которых и возникают контакты частиц. В результате межмолекулярного и электростатического взаимодействия частиц образуются временные пространственные каркасы. Получают такие структуры путём частичной дегидратации поверхности частиц электролитами невысокой концентрации. При высоких концентрациях электролита дегидратация происходит по всей поверхности частиц и в результате полной коагуляции происходит агрегатирование частиц и образование осадка.

Впервые теория коагуляции дисперсных систем была разработана академиками Б.В. Дерягиным и Л.Д. Ландау. Несколько позже теоретическая разработка, почти аналогичная, была осуществлена Г. Фервеем и Т.Г. Овербеком. Поэтому теория носит имя четырёх учёных, сокращённо теория ДЛФО.

В соответствии с этой теорией процесс коагуляции есть результат одновременного действия ван-дер-ваальсовых сил притяжения и расклинивающего давления за счёт электростатических сил отталкивания. В зависимости от баланса этих сил между частицами твёрдой фазы возникает либо положительное расклинивающее давление (отталкивание частиц), либо отрицательное, приводящее к утончению прослойки воды между частицами и образованию контакта между частицами.

Для определения электростатических сил отталкивания была использована теория двойного электрического слоя.

По этой теории на границе твёрдой фазы с жидкой или газообразной фазой образуется двойной электрический слой (ДЭС). В коллоидной химии рассматривается три механизма образования ДЭС. Согласно первому механизму образование ДЭС происходит за счёт перехода ионов из твердого тела в раствор. В результате перехода, положительно заряженных ионов из твёрдой фазы в жидкую (газообразную) поверхность твёрдой фазы заряжается отрицательно, а положительно заряженные ионы адсорбируются на этой поверхности под действием электростатических сил, например для глин:

ºSiOH à º SiO- + H+

Согласно второму механизму образования ДЭС происходит благодаря избирательной адсорбции ионов из раствора на поверхности твёрдого тела. Например, в контакте металла с раствором поваренной соли на поверхности металла будут адсорбироваться ионы Cl- Поверхность металла становится отрицательно заряженной. Под воздействием электростатических сил в контакте с этим слоем появляется второй положительно заряженный электрический слой ионов Na+.

Третий механизм образования ДЭС наблюдается, если межфазная поверхность образована веществами, не способными обмениваться зарядами. В этом случае ДЭС может образоваться благодаря ориентированию полярных молекул сопряжённых фаз: SiOH.

Согласно современной теории Штерна второй слой ДЭС состоит из двух частей плотного (адсорбированного) слоя толщиной d и диффузного слоя толщиной l. В области адсорбированного слоя поверхностный потенциал, в соответствии с теорией плоского конденсатора, определяется по формуле

, (1.1)

где qs - поверхностный заряд первого слоя ДЭС; d - толщина второго адсорбированного слоя ДЭС; e0- электрическая постоянная; e - диэлектрическая проницаемость.

В области диффузионного слоя поверхностный потенциал

, (1.2)

где х - расстояние от адсорбированного слоя ДЭС, а суммарный заряд диффузионного слоя, равный заряду поверхности адсорбированного слоя

(1.3)

где ρ - объёмная, плотность заряда диффузионного слоя; F - число Фарадея;

z-заряд ионов; С - концентрация ионов.


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | 87 | 88 | 89 | 90 | 91 | 92 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.004 сек.)