Устойчивость дисперсных систем. Коагуляция. Правило Шульце-Гарди

• Устойчивость: седиментационная (равномерное распределение), агрегативная (неслипание), конденсационная (индивидуальность в агрегате).
• Факторы седиментационной устойчивости: размер частиц, броуновское движение, вязкость.
• Факторы агрегативной устойчивости: заряд (дзета-потенциал), сольватные оболочки, температура.
• Коагуляция: потеря агрегативной устойчивости, объединение частиц.
• Порог коагуляции: минимальная концентрация электролита, вызывающая коагуляцию.
• Правило Шульце-Гарди: коагулирующее действие иона пропорционально z⁶ (z — заряд иона).
• Кинетика: скрытая (ζ > 30 мВ), явная (ζ < 30 мВ), медленная, быстрая (ζ ≈ 0).
• Критический ζ-потенциал: около 30 мВ.

Устойчивость дисперсных систем — способность коллоидных растворов сохранять структуру и свойства во времени. Выделяют три типа устойчивости:

1. Седиментационная устойчивость — способность системы сохранять равномерное распределение частиц по объёму. Высокая у золей благодаря малым размерам частиц и броуновскому движению.
2. Агрегативная устойчивость — способность частиц сохранять степень дисперсности, не объединяясь в агрегаты. Обеспечивается электростатическим отталкиванием (заряд гранул, дзета-потенциал) и сольватными оболочками.
3. Конденсационная устойчивость — способность частиц сохранять индивидуальность в образовавшемся агрегате (зависит от стабилизаторов).

Факторы седиментационной устойчивости: размер частиц, броуновское движение, вязкость среды. Факторы агрегативной устойчивости: заряд частиц (дзета-потенциал), сольватные оболочки, температура. Коагуляция — потеря агрегативной устойчивости, объединение частиц в агрегаты с последующим осаждением. Факторы: концентрация электролита, заряд частиц, температура. Порог коагуляции — минимальная концентрация электролита, вызывающая заметную коагуляцию. Коагулирующее действие ионов пропорционально заряду в шестой степени (правило Шульце-Гарди). Кинетика коагуляции: скрытая (дзета-потенциал > 30 мВ, раствор прозрачен), явная (помутнение при дзета-потенциале ниже критического), медленная (не все соударения эффективны), быстрая (дзета-потенциал ≈ 0, каждое соударение приводит к слипанию). Критический дзета-потенциал — значение, ниже которого начинается явная коагуляция (около 30 мВ).