Элементарные механизмы образования дисперсных систем
Анализ механизмов формирования текстуры катализаторов и носителей, которые следуют из общих закономерностей адсорбционных и поверхностных явлений с учетом реальной геометрии пористых и дисперсных материалов. Терминология коллоидно-хиических процессов.
| Рубрика | Химия |
| Вид | лекция |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 26.10.2018 |
| Размер файла | 42,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
На рис. 11.6а показана зависимость потенциала взаимодействия пары таких одноименно заряженных частиц от расстояния Н между ними. Согласно теории Дерягина-Ландау-Фервея-Овербека (ДЛФО) и макроскопической теории Лифшица [1-3], величина этого потенциала определяется суммарным действием вандерваальсовских сил притяжения и электростатических сил отталкивания. Этот потенциал, который можно рассматривать как своеобразную макроскопическую версию потенциала Леннард-Джонса, имеет неглубокий “дальний” и более глубокий “ближний” минимумы, разделенные электростатическим барьером отталкивания. На рис.11.6б показаны типовые ситуации.
В ситуации 1, когда глубина второго минимума мала ( кТ), а высота барьера велика (>> кТ), частицы не могут преодолеть барьер и расходятся без взаимодействия. Это случай агрегативно устойчивой системы, - образования стабильного золя при оптимальной для такой стабилизации концентрации электролита. Ситуация 2 обычно возникает при некотором увеличении концентрации электролита, приводящей к росту содержания всех типов ионов в ионно-сольватной оболочке, уменьшению толщины диффузионного слоя, величины -потенциала и некоторому увеличению глубины второго (дальнего) минимума. Если в этом случае глубина второго минимума > kT, то возможна агрегация на основе дальнего взаимодействия с фиксацией частиц на расстоянии порядка 103 A. Ситуация 3 соответствует дальнейшему увеличению концентрации электролита, когда величина -потенциала снижается до нуля или даже изменяет знак заряда из-за нарастающей адсорбции противоионов вблизи слоя Штерна. Этот эффект усиливается при введении многозарядных ионов типа Fe3+, Al3+ и др. которые могут адсорбироваться в количествах, сверхстехиометрических по заряду. В этой ситуации при малой высоте энергетического барьера и малой глубине второго минимума частицы сближаются до наименьшего возможного расстояния, причем по теории ДЛФО критическая концентрация противоионов обратно пропорциональна их заряду Z в степени 6, т.е. Z6. Малое расстояние между частицами способствует их срастанию, поэтому этот тип коагуляции обычно приводит к необратимым изменениям. При коагуляции во втором потенциальном минимуме частицы сохраняют индивидуальность, это условия обратимой коагуляции. Глубина вторичного минимума как и барьера в ситуации 2 обычно мала ~110 кТ, такие агрегаты легко распадаются, но при достаточной кинетической энергии могут преодолевать барьер с переходом к необратимой коагуляции 3.
Коагуляция во втором потенциальном минимуме может приводить к так называемым периодическим коллоидным структурам (мезофазам), которые обладают дальним порядком и представлят квазикристаллические образования. Частицы вытянутой формы в этих случаях ориентируются взаимопараллельно (рис.11.7), образуя тактоиды или жидкие кристаллы. Примером являются продукты коагуляции золей гидроксидов Fe и V, состоящих из частиц веретенообразной формы.
Кроме ионно-сольватных оболочек, роль защитных барьеров могут выполнять и оболочки из других адсорбированных на поверхности молекул, особенно молекул малорастворимых ПАВ. В этих случаях также возможна агрегация, особенно по механизмам флокуляции и коацервации. Айлер [5] описал “сухой” золь SiO2, стабилизированный тетрааминметаном. Этот золь может быть полностью высушен, а затем вновь полностью самодиспергируется в воде.
Литература, использованная в лекции
1. Е.Д.Щукин, А.В.Перцов, Е.А.Амелина, Коллоидная химия, М., Высшая школа, 1992.
2. М.Джейкок, Дж.Парфит, Химия поверхностей раздела фаз, М., Мир, 1984.
3. A.V.Adamson, A.P. Gast, Physical Chemistry of Surface, sixth ed., J.Wiley & Sons, N.Y., 1997.
4. Я.И. Френкель, Кинетическая терия жидкости, Ленинград, Наука, 1975.
5. Р.Айлер, Химия кремнезема, М., Мир, 1982.
6. Г.И.Дистлер, В.П.Власов, Ю.М.Герасимов и др., Декорирование поверхности твердых тел, М., Наука, 1976.
7. К.Мейер, Физико-химическая кристаллография, М., Металлургия, 1972.
8. В.А.Дзисько, Основы методов приготовления катализаторов, Новосибирск, Наука, 1983.
9. В.Б.Фенелонов, Кинетика и Kатализ, 35, 795 (1994); React. Kinet. Catal. Lett., 52, 367 (1994).
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Классификация дисперсных систем по структурно-механическим свойствам. Возникновение объемных структур в различных дисперсных системах. Анализ многообразия свойств в дисперсных системах. Жидкообразные и твердообразные тела. Тиксотропия и реопексия.
реферат [228,7 K], добавлен 22.01.2009Первые практические сведения о коллоидах. Свойства гетерогенных смесей. Соотношение между поверхностью коллоидной частицы и объемом коллоидной частицы. Своеобразие дисперсных систем. Особенности коллоидных растворов. Классификация дисперсных систем.
презентация [150,3 K], добавлен 17.08.2015Виды устойчивости дисперсных систем и способность дисперсных систем образовывать агрегаты. Лиофобные и лиофильные золи. Сущность понятия седиментация и диффузия. Гипсометрический закон. Седиментационно-диффузионное равновесие и скорость седиментации.
учебное пособие [124,8 K], добавлен 22.01.2009Понятие дисперсной системы, фазы и среды. Оптические свойства дисперсных систем и эффект Тиндаля. Молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем. Теория броуновского движения и виды диффузии. Процесс осмоса и уравнение осмотического давления.
реферат [145,0 K], добавлен 22.01.2009Понятие о дисперсных системах. Разновидность дисперсных систем. Грубодисперсные системы с твердой дисперсной фазой. Значение коллоидной системы для биологии. Мицеллы как частицы дисперсной фазы золей. Последовательность в составлении формулы мицеллы.
реферат [16,2 K], добавлен 15.11.2009Механизмы образования двойного электрического слоя. Потенциал течения и седиментации. Релаксационный эффект и электрофоретическое торможение. Современная теория строения двойного электрического слоя. Практическое использование электрокинетических явлений.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 07.11.2015Основные признаки дисперсных систем, их классификация, свойства и методы получения, диализ (очистка) золей. Определение заряда коллоидной частицы, закономерности электролитной коагуляции, понятие адсорбции на границе раствор-газ, суть теории Ленгмюра.
методичка [316,8 K], добавлен 14.12.2010Молекулярно–кинетические свойства коллоидов. Связь между средним сдвигом и коэффициентом диффузии. Гипсометрический закон Лапласа. Кинетическая или седиментационная устойчивость коллоидно-дисперсных систем. Ньютоновские и структурированные жидкости.
реферат [325,2 K], добавлен 04.01.2011Понятие и суть дисперсности, ее характеристика. Шкала дисперсности. Удельная поверхность и ее степень дисперсности. Классификация дисперсных систем. Понятия: дисперсная фаза и дисперсионная среда. Методы получения дисперсных систем и их особенности.
реферат [74,8 K], добавлен 22.01.2009Определение устойчивости дисперсных систем. Термодинамическая устойчивость лиофильных систем. Седиментация и диффузия. Гипсометрический закон. Седиментационно-диффузионное равновесие. Гипсометрический закон Лапласа-Перрена. Скорость коагуляции частиц.
контрольная работа [130,3 K], добавлен 23.01.2015Изменение свободной энергии, сопровождающее химическую реакцию, связь с константой равновесия. Расчет теплового эффекта реакции. Классификации дисперсных систем по размерам дисперсных частиц, агрегатным состояниям дисперсной фазы и дисперсионной среды.
контрольная работа [49,7 K], добавлен 25.07.2008Виды устойчивости дисперсных систем. Лиофобные и лиофильные золи. Правила коагуляции электролитами. Виды коагуляции: концентрационная, нейтрализационная. Количественные характеристики коагуляции. Седиментация, диффузия и равновесное распределение частиц.
учебное пособие [408,3 K], добавлен 22.01.2009Двойной электрический слой - механизмы образования и строение. Теории: Гельмгольца, Гуи, Штерна. Электрокинетический потенциал. Электроосмос. Электрофорез. Потенциал течения и седиментации. Практическое использование электрокинетических явлений.
курсовая работа [57,5 K], добавлен 01.03.2008Наполнение, как метод модификации полимеров. Требования к наполнителям. Свойства дисперсных наполнителей. Влияние дисперсных наполнителей на структуру полимеров. Терморасширенный графит, свойства, области применения. Методы и методики исследования.
курсовая работа [84,2 K], добавлен 17.02.2009Влияние механоактивации на геометрические параметры дисперсных материалов. Основное оборудование, используемое для седиментационного анализа материалов. Разработка установки для исследования материалов, технико-экономическое обоснование данного процесса.
дипломная работа [798,0 K], добавлен 16.04.2014Проблема очистки сточных вод от загрязнений, взвешенных и коллоидно-дисперсных частиц. Кинетика, механизм и физико-химические основы процесса флокуляции, влияние различных факторов. Способ подбора сорта флокулянта для эффективности осаждения дисперсий.
курсовая работа [57,2 K], добавлен 12.11.2014Сущность и классификация дисперсных систем. Газы, жидкости и твердые вещества. Грубодисперсные системы (эмульсии, суспензии, аэрозоли), их применение в практической деятельности человека. Характеристика основных видов коллоидных систем: золей и гелей.
презентация [13,3 M], добавлен 04.12.2010Классификация дисперсных систем. Основные факторы устойчивости коллоидных растворов. Методы их получения (диспергирование, конденсация) и очистки (диализ, ультрафильтрация). Мицеллярная теория строения коллоидных частиц. Коагуляция смесями электролитов.
презентация [2,8 M], добавлен 28.11.2013Анализ химического состава растений-торфообразователей, торфяно-болотных почв, поверхностных вод в экосистемах средней тайги и подтайги. Изучение геохимических процессов поверхностных вод и почвенного покрова. Камеральная обработка полевых материалов.
курсовая работа [75,2 K], добавлен 26.01.2016Изменение изобарно-изотермического потенциала. Уравнение изотермы химической реакции Вант-Гоффа. Свойства дисперсных систем и растворов ВМС, их сходство и отличие. Адсорбционное уравнение Гиббса, его анализ и область использования. Формулы мицелл.
контрольная работа [39,5 K], добавлен 25.07.2008
