Факторы, определяющие агрегативную устойчивость

Коллоидных систем

1. Адсорбционно-ионный фактор.

Обусловлен наличием на поверхности частиц двойного электрического слоя и z-потенциала. Чем больше силы отталкивания, тем выше потенциальный барьер, и тем более устойчива коллоидная система. Силы отталкивания обусловлены одноименным зарядом частиц, величина которого определяется электрокинетическим потенциалом. Следовательно, чтобы увеличить силы отталкивания необходимо повысить z-потенциал. (см п. «Влияние различных факторов на z-потенциал).

Электрокинетический потенциал тем выше, чем шире ДЭС и выше потенциал ядра φ⁰.

Для того, чтобы увеличить φ⁰-потенциал, необходимо ввести в золь стабилизатор, т.е. неиндифферентный электролит, повышающий потенциал ядра, а следовательно, и z-потенциал. Например, в золь

можно добавить небольшое количество NaCl. Так как Сl^– и I^– изоморфные ионы, то Сl^– будет адсорбироваться на поверхности агрегата AgI, в результате φ₀ и z-потенциал увеличатся.

Для повышения z-потенциала при неизменном φ⁰-потенциале необходимо увеличить толщину диффузного слоя l, которая пропорциональна:

.

Из уравнения видно, что толщина диффузного слоя увеличивается с повышением температуры и понижением ионной силы раствора.

Следовательно, для увеличения устойчивости системы необходимо уменьшить концентрацию противоионов, что достигается при очистке золя. При этом происходит дезагрегация коллоидных частиц (уменьшение размера) или, если выпал осадок, переход его в коллоидное состояние (пептизация).

При повышении температуры усиливается броуновское движение частиц, в результате чего устойчивость также увеличивается.

2. Структурно-механический фактор.

Заключается в том, что в систему вводят стабилизаторы – высокомолекулярные соединения, ПАВ, которые адсорбируются на поверхности частиц, образуя 3-х-мерную защитную оболочку, не позволяющую частицам сближаться на критическое расстояние.

В качестве стабилизаторов в пищевой промышленности применяют желатин и другие белки. Однако введение стабилизаторов не всегда способствует повышению устойчивости. Необходимо правильно подбирать необходимую концентрацию стабилизатора. Если добавить недостаточное количество стабилизатора, то его макромолекула своими концами может адсорбироваться сразу на нескольких частицах, связывая их мостиками (рис. 40).

Рис. 40. Образование флокул

В результате вместо стабилизации происходит укрупнение частиц, и образуются флокулы, которые выпадают в виде рыхлого осадка. Такой процесс называется флокуляцией, а вещества, его вызывающие – флокулянтами.