А Б В Г Д Е Є Ж З І Ї Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ю Я
Теорія - стійкість - колоїд
Теорія стійкості колоїдів, заснована на врахуванні взаємодії між колоїдними частинками, розвинена в основному Деряпшьш (1937 - 1941) - одна з найбільш актуальних проблем в науці про колоїди. Великі заслуги в цій області, яка далеко ще не закінчена, мають Овербек, фервей, Глазман, Дикман і багато інших.
Теорія стійкості колоїдів, розвиток якої було перервано в 1941 р початком Великої Вітчизняної війни, стимулювала величезну літературу - кілька тисяч статей, з яких менша частина продовжила її розвиток, а основна частина використовувала теорію в експериментальних і прикладних роботах.
Як видно з історіческогохобзора, теорія стійкості колоїдів використовувала суміжні науки - вчення про молекулярні силах, теорію сильних електролітів, статистичну фізику, зокрема, закони броунівського руху, електростатики і електромагнетизм, теорію квантів, вчення про адсорбції і капілярності. Значною мірою розвиток теорії стійкості колоїдів і органічно пов'язаного з нею вчення про поверхневих силах змінило характер вчення про колоїди, посилила його фізико-математичну сторону і надала йому істотно междудісціплінарний характер - на стику хімії, фізики, фізичної хімії, теорії поверхневих явищ, вчення про розчинах.
Як фізичне основи побудови теорії стійкості колоїдів взяті термодинамічні властивості полімолекулярних рідких прошарків, що залежать від дальнодействующих поверхневих сил, що породжують різні складові расклинивающего тиску - їх основний термодинамічної характеристики. В цьому відношенні підхід автора різко різниться від підходу, прийнятого в монографіі2 фервея і Овербека і в більшості наступних робіт. У них фактично розглядаються тільки молекулярні та іонно-електростатичні взаємодії, якими можна задовольнятися, і то не завжди (тільки в разі ліофобних колоїдів), а більш широке і суворе розгляд ефектів расклинивающего тиску відсутній. У той же час в даній монографії теорія іонно-електростат-чеський слагающей расклинивающего тиску і стійкості ліофобних колоїдів викладена в найбільш загальній і суворої аналітичної формі, так само як і теорія оборотної коагуляції.
Хочеться підкреслити, що в розвитку теорії стійкості колоїдів і тонких плівок провідна роль належить ученим нашої країни, досить назвати А.Н. Фрумкіна, Л.Д. Ландау, Г.А. Мартинова, В.М. МУЛЛЄР, С.С. ДУХІН, Н.В. Чураева, Я.І. Рабиновича, С.В. Нерпіна, І.Ф. Єфремова, О.Г. Усьярова, Ю.М. Глазман, І.М. Дикмана, В.Н. Шилова, М.М. Рул їв а й інших.
Книга являє собою першу вітчизняну монографію з теорії стійкості колоїдів і тонких плівок, вирішальну роль у створенні якої зіграли роботи автора. Коротко викладена історія становлення вчення про стійкість колоїдів. Розглянуто всі найбільш важливі питання, що стосуються фізичної теорії агрегативной стійкості і коагуляції ліофобних колоїдів. Основна частина матеріалу книги відображає результати оригінальних робіт, виконаних автором і його співробітниками за період з 1930 - х років по теперішній час.
Тому для розрахунків взаємодії колоїдних частинок і заснованої на них теорії стійкості колоїдів нераціонально виходити з розрахунку вільної енергії системи, а незрівнянно простіше користуватися безпосередньо значенням сили відштовхування частинок.
Як видно з історіческогохобзора, теорія стійкості колоїдів використовувала суміжні науки - вчення про молекулярні силах, теорію сильних електролітів, статистичну фізику, зокрема, закони броунівського руху, електростатики і електромагнетизм, теорію квантів, вчення про адсорбції і капілярності. Значною мірою розвиток теорії стійкості колоїдів і органічно пов'язаного з нею вчення про поверхневих силах змінило характер вчення про колоїди, посилила його фізико-математичну сторону і надала йому істотно междудісціплінарний характер - на стику хімії, фізики, фізичної хімії, теорії поверхневих явищ, вчення про розчинах.
Поряд з цим в книзі є відсилання до літератури, більш конкретно розглядає відповідні завдання, наприклад флотацию. Найбільше число посилань відноситься до робіт, що містить розвиток самої теорії стійкості колоїдів і тонких плівок і її фізико-хімічних основ.
Таким чином, слід ще раз підкреслити, що суспензії мікроорганізмів є один з найбільш складних колоїдно-хімічних об'єктів природи, ще не достатньо вивчений з позицій колоїдної та фізичної хімії. У той же час, незважаючи на істотні відмінності суспензій мікроорганізмів і колоїдів небіологічної природи, для оцінки седиментаційною і агрегативной стійкості біоколлоідамі в ряді випадків можуть бути притягнуті добре розроблені апарати теорій стійкості небиологических колоїдів.
Монографія присвячена, однак, тільки розвитку та сучасному стану теорії стійкості. Це виправдано в першу чергу тим, що до цих пір єдина монографія такого роду була опублікована лише в 1948 р, фервея і Овербеком, між тим число статей, присвячених розвитку теорії стійкості і її перевірці, обчислюється сотнями, а число статей, що використовують теорію стійкості колоїдів , налічує багато тисяч. Тому видання подібної монографії (про якість її не мені судити) давно назріло і короткий огляд, опублікований мною в журналі Успіхи хімії, ні в якій мірі її не замінив.
Залежність потенціалу поверхні від концентрації електроліту. Найбільш відома відповідає цій вимозі модель Грема, в якій адсорбовані протівоіони і коіони лежать в різних площинах. Поява додаткового параметра, природно, дозволяє поліпшити згоду з низкою електрохімічних фактів. Однак в даний час використання такої ускладненої моделі подвійного шару в теорії стійкості колоїдів нам видається недоцільним, тим більше що для високих концентрацій електролітів теорія стійкості, заснована на рівнянні Пуассона-Больцмана, стає кількісно неточною.
Чисельний аналіз складного інтеграла авторами ще не завершений. Однак, беручи до уваги вплив різних чинників на розподіл потенціалу в подвійному шарі, слід очікувати більш сильного зменшення електростатичних сил відштовхування з відстанню в порівнянні з закономірності, передбачувати рівнянням Пуассона - Больцмана. Разом з тим, нижче буде показано, що в зв'яз ку з протилежною дією ряду факторів, по крайней мере, для симетричного електроліту, що містить одновалентні іони, корекція рівняння Пуассона - Больцмана не вносить суттєвих змін в теорію стійкості лио-ФОБН колоїдів.
Теорія стійкості колоїдів, розвиток якої було перервано в 1941 р початком Великої Вітчизняної війни, стимулювала величезну літературу - кілька тисяч статей, з яких менша частина продовжила її розвиток, а основна частина використовувала теорію в експериментальних і прикладних роботах.
Як видно з історіческогохобзора, теорія стійкості колоїдів використовувала суміжні науки - вчення про молекулярні силах, теорію сильних електролітів, статистичну фізику, зокрема, закони броунівського руху, електростатики і електромагнетизм, теорію квантів, вчення про адсорбції і капілярності. Значною мірою розвиток теорії стійкості колоїдів і органічно пов'язаного з нею вчення про поверхневих силах змінило характер вчення про колоїди, посилила його фізико-математичну сторону і надала йому істотно междудісціплінарний характер - на стику хімії, фізики, фізичної хімії, теорії поверхневих явищ, вчення про розчинах.
Як фізичне основи побудови теорії стійкості колоїдів взяті термодинамічні властивості полімолекулярних рідких прошарків, що залежать від дальнодействующих поверхневих сил, що породжують різні складові расклинивающего тиску - їх основний термодинамічної характеристики. В цьому відношенні підхід автора різко різниться від підходу, прийнятого в монографіі2 фервея і Овербека і в більшості наступних робіт. У них фактично розглядаються тільки молекулярні та іонно-електростатичні взаємодії, якими можна задовольнятися, і то не завжди (тільки в разі ліофобних колоїдів), а більш широке і суворе розгляд ефектів расклинивающего тиску відсутній. У той же час в даній монографії теорія іонно-електростат-чеський слагающей расклинивающего тиску і стійкості ліофобних колоїдів викладена в найбільш загальній і суворої аналітичної формі, так само як і теорія оборотної коагуляції.
Хочеться підкреслити, що в розвитку теорії стійкості колоїдів і тонких плівок провідна роль належить ученим нашої країни, досить назвати А.Н. Фрумкіна, Л.Д. Ландау, Г.А. Мартинова, В.М. МУЛЛЄР, С.С. ДУХІН, Н.В. Чураева, Я.І. Рабиновича, С.В. Нерпіна, І.Ф. Єфремова, О.Г. Усьярова, Ю.М. Глазман, І.М. Дикмана, В.Н. Шилова, М.М. Рул їв а й інших.
Книга являє собою першу вітчизняну монографію з теорії стійкості колоїдів і тонких плівок, вирішальну роль у створенні якої зіграли роботи автора. Коротко викладена історія становлення вчення про стійкість колоїдів. Розглянуто всі найбільш важливі питання, що стосуються фізичної теорії агрегативной стійкості і коагуляції ліофобних колоїдів. Основна частина матеріалу книги відображає результати оригінальних робіт, виконаних автором і його співробітниками за період з 1930 - х років по теперішній час.
Тому для розрахунків взаємодії колоїдних частинок і заснованої на них теорії стійкості колоїдів нераціонально виходити з розрахунку вільної енергії системи, а незрівнянно простіше користуватися безпосередньо значенням сили відштовхування частинок.
Як видно з історіческогохобзора, теорія стійкості колоїдів використовувала суміжні науки - вчення про молекулярні силах, теорію сильних електролітів, статистичну фізику, зокрема, закони броунівського руху, електростатики і електромагнетизм, теорію квантів, вчення про адсорбції і капілярності. Значною мірою розвиток теорії стійкості колоїдів і органічно пов'язаного з нею вчення про поверхневих силах змінило характер вчення про колоїди, посилила його фізико-математичну сторону і надала йому істотно междудісціплінарний характер - на стику хімії, фізики, фізичної хімії, теорії поверхневих явищ, вчення про розчинах.
Поряд з цим в книзі є відсилання до літератури, більш конкретно розглядає відповідні завдання, наприклад флотацию. Найбільше число посилань відноситься до робіт, що містить розвиток самої теорії стійкості колоїдів і тонких плівок і її фізико-хімічних основ.
Таким чином, слід ще раз підкреслити, що суспензії мікроорганізмів є один з найбільш складних колоїдно-хімічних об'єктів природи, ще не достатньо вивчений з позицій колоїдної та фізичної хімії. У той же час, незважаючи на істотні відмінності суспензій мікроорганізмів і колоїдів небіологічної природи, для оцінки седиментаційною і агрегативной стійкості біоколлоідамі в ряді випадків можуть бути притягнуті добре розроблені апарати теорій стійкості небиологических колоїдів.
Монографія присвячена, однак, тільки розвитку та сучасному стану теорії стійкості. Це виправдано в першу чергу тим, що до цих пір єдина монографія такого роду була опублікована лише в 1948 р, фервея і Овербеком, між тим число статей, присвячених розвитку теорії стійкості і її перевірці, обчислюється сотнями, а число статей, що використовують теорію стійкості колоїдів , налічує багато тисяч. Тому видання подібної монографії (про якість її не мені судити) давно назріло і короткий огляд, опублікований мною в журналі Успіхи хімії, ні в якій мірі її не замінив.
Залежність потенціалу поверхні від концентрації електроліту. Найбільш відома відповідає цій вимозі модель Грема, в якій адсорбовані протівоіони і коіони лежать в різних площинах. Поява додаткового параметра, природно, дозволяє поліпшити згоду з низкою електрохімічних фактів. Однак в даний час використання такої ускладненої моделі подвійного шару в теорії стійкості колоїдів нам видається недоцільним, тим більше що для високих концентрацій електролітів теорія стійкості, заснована на рівнянні Пуассона-Больцмана, стає кількісно неточною.
Чисельний аналіз складного інтеграла авторами ще не завершений. Однак, беручи до уваги вплив різних чинників на розподіл потенціалу в подвійному шарі, слід очікувати більш сильного зменшення електростатичних сил відштовхування з відстанню в порівнянні з закономірності, передбачувати рівнянням Пуассона - Больцмана. Разом з тим, нижче буде показано, що в зв'яз ку з протилежною дією ряду факторів, по крайней мере, для симетричного електроліту, що містить одновалентні іони, корекція рівняння Пуассона - Больцмана не вносить суттєвих змін в теорію стійкості лио-ФОБН колоїдів.