Повна версія

Головна arrow Природознавство arrow КОЛОЇДНА ХІМІЯ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

ОСНОВИ ТЕОРІЇ ДЛФО

Розклинюючий тиск

Відомі різні теорії стійкості і коагуляції дисперсних систем, з них найбільше визнання має теорія ДЛФО (за початковими літерами прізвищ вчених, що створили теорію: Дерягин, Ландау, фервей, Овсрбск). Основою цієї теорії є поняття расклинивающего тиску 17 (h), яке виникає при сильному зменшенні товщини плівки (прошарку) між частинками дисперсної фази при зближенні в результаті перекривання поверхневих шарів.

Плівка - це тонка частина системи, яка перебуває між двома поверхнями. Якщо плівка має товщину І , велику подвоєною товщини поверхневих шарів S (h> 2д), то для ніс узагальнене рівняння першого і другого почав термодинаміки в порівнянні з рівнянням (2.1) ускладнюється і набуває вигляду:

в якому останній доданок відображає внесок розклинюючого тиску в загальну енергію системи.

Розклинюючий тиск можна розглядати як тиск, який треба прикласти до плівки, щоб зберегти її рівноважну товщину. В ізобарно-ізотермічних умовах (SdT = 0, Vdp = 0) і 0 можна записати вираз для співвідношення тисків:

де р - тиск в плівці; р q - тиск в навколишньому плівку фазі,

частиною якої вона є; s - площа міжфазної поверхні.

Судячи з рівняння (7.3), розклинюючий тиск - різниця гідростатичних тисків в плівці і навколишнього фазі або приріст енергії Гіббса на даному відстані між поверхневими МІЖФАЗНОЇ шарами, перелічене на одиницю товщини плівки і віднесена до одиниці площі перекривання поверхневих шарів. Це сумарний параметр, що враховує сили тяжіння і відштовхування. Розклинюючий тиск може бути позитивним (що викликає потовщення плівки) і негативним (тоншає її).

Розмірність расклинивающего тиску може бути двоякою:

У відповідності з природою діючих сил розклинюючий тиск включає наступні складові: молекулярну, електростатичну, структурну (зміна структури розчинника при перекривання сольватних шарів поверхонь), адсорбционную (при нерівномірному розподілі розчиненої речовини в плівці) і стсріческую (в результаті перекриття адсорбційних шарів ПАР і полімерів) .

У початковому варіанті, нині став класичним, теорія ДЛФО враховує тільки електростатичну і молекулярну складові розклинюючого тиску. У такому варіанті теорії ДЛФО поза обліком структурна і стерическое складові, розмір і форма частинок, природа протиіонів з однаковим зарядом і ряд інших факторів, тому в даний час теорія продовжує розвиватися.

Роботу, що здійснюються при зміні товщини плівки і що припадає на одиницю площі поверхні перекривання поверхневих шарів за умови h <28 висловлюють через розклинюючий тиск: dW s = n (h) dh . Аналогічним співвідношенням виражається енергія Гіббса при зміні товщини плівки, віднесена до одиниці площі поверхні перекривання шарів: A G = -I7 (h) dh .

Інтегральна форма цих співвідношень має вигляд:

Класична теорія ДЛФО розглядає найпростіший варіант взаємодії великих частинок, для яких можна не враховувати теплового руху на прикладі взаємодії між двома плоскими паралельними пластинами, коли лінійний розмір частинок значно більше ДЕС.

Загальна енергія взаємодії між двома пластинами, яка припадає на одиницю їх площі, дорівнює:

(7.4)

де U ^ і U ^ - енергі електростатичного відштовхування і молекулярного тяжіння.

Кожну з представлених енергій можна виразити як функцію від відстані між пластинами:

де П ~ і П м - розклинюючі тиску відштовхування і тяжіння

відповідно, тобто електростатична і молекулярна складові розклинюючого тиску.

 
<<   ЗМІСТ   >>