Коллоидная химия (МГТА, вариант 24)

…При сближении частиц между ними образуется тонкий слой жидкости. Особенности этого слоя оказывают решающее влияние на устойчивость дисперсных систем. В тонких слоях жидкости, толщина которых не превышает 100 нм, возникает расклинивающее давление. Оно вызвано особым состоянием тонких слоев на границе раздела фаз. Вблизи любой фазовой границы существуют поверхностные силы, сфера действия которых распространяется на определенное расстояние от поверхности. Дальнодействие поверхностных сил определяется электрическими и молекулярными составляющими, а также способностью к образованию адсорбционных слоев. На поверхности любой фазы, а также на границе раздела тел, находящихся на определенном расстоянии друг от друга, поверхностные силы действуют обособленно.

При сближении границ раздела происходит перекрытие двух смежных межфазовых областей. До перекрытия свободная энергия систем оставалась неизменной, а давление в зазоре между телами было равно давлению в объеме жидкости. После перекрытия свободная энергия системы изменяется, а в прослойке жидкости возникает направленное в сторону соприкасающихся тел давление, названное Б. В. Дерягиным расклинивающим.

Представление о расклинивающем давлении одно из фундаментальных в коллоидной химии. Расклинивающее давление проявляется во всех случаях образования тонких слоев жидкости. Оно возникает в тонком слое жидкости не только между двумя твердыми телами различной формы, но и между жидкими и газообразными частицами дисперсной фазы в системах с жидкой дисперсионной средой и во всех других случаях, когда между двумя конденсированными телами находится тонкая прослойка жидкости.

Поняти о расклинивающем давлении является основополагающим в теории ДЛФО, которая названа по первым буквам фамилии ученых, предложивших ее (Б. В. Дерягин, Л. Д. Ландау, Е. Фервей и Дж. Овербек).

Теория позволяет изменять устойчивость лиофобных дисперсных систем. При сближении частиц до определенного расстояния возникают силы межмолекулярного взаимодействия; им противодействуют электростатические силы. Они вызваны, в частности, отталкиванием одноименных зарядов противоионов, которые образуют ДЭС на поверхности частиц. Соотношение между электростатическим отталкиванием и межмолекулярным притяжением изменяется в зависимости от расстояния между поверхностями двух час тиц .

Так, например, при расстоянии между слабозаряженными поверхностями, равном 2 нм, энергия межмолекуля рного взаимодействия равна…

…Различают связи двух типов: первый между звеньями цепи, второй между цепями макромолекул или отдельными их фрагментами. Связи первого типа химические и характеризуются энергией порядка десятков и сотен кДж/моль; связи второго типа обусловлены внутримолекулярными взаимодействиями за счет сил Ван-дер-Ваальса, водородных связей и электростатических сил, энергия которых значительно (в 10 100 раз) ниже энергии химической связи. Наличие связей двух типов обусловливает вращение мономерных звеньев и гибкость макромолекул, что позволяет им принимать различные конформации.

Конформацией называют различные пространственные энергетически неравноценные формы макромолекул. Она возникает в результате изменения относительной ориентации звеньев вследствие их вращения вокруг химических связей, изгиба самих связей и других причин (без разрыва этих связей). Способность к изменению размеров и формы макромолекул в широких пределах является важнейшим свойством ВМС…