Слои Шиллера.

Слои Шиллера представляют собой коллоидные осадки, состоящие из пла­стинчатых частиц, которые расположены в горизонтальных плоскостях, обычно отделенных друг от друга расстояниями в несколько тысяч ангстрем, которые образуются при низких и средних концентрациях. Характер­ное строение слоев Шиллера определяется соотношением силы электростатиче­ского отталкивания заряженных частиц и силы тяжести. Структуры, близкие к слоям Шиллера, могут возникать под действием и других внешних полей - центробежных, электрических, магнитных.

Доказательством того, что периодические структуры образуются в результате электростатического отталкивания при перекрытии ионных атмосфер, служит закономерное уменьшение расстояний между соседними частицами при увеличении концентрации электролита.

Если концентрация достаточно моноднеперсной коллоидной системы, защи­щенной от коагуляции в ближней потенциальной яме высоким барьером, стано­вится высокой, то часто в результате сближения частицы образуют квазикристаллическую решетку, в которой они расположены на равных расстояниях друг от друга. При высокой дисперсности системы можно заметить, как ча­стицы совершают колебательное броуновское движение около своих положений равновесия.

Образование периодических структур означает, что расстояние каждой ча­стицы от соседних соответствует дальней потенциальной яме в тех случаях, когда система граничит со свободной дисперсионной средой и, следовательно, не подвергается внешнему давлению. В этом случае расстояния между части­цами уменьшаются при добавлении электролита и увеличиваются при разбав­лении системы.

Чаще встречаются периодические коллоидные структуры, занимающие весь объем жидкой среды и ограниченные со всех сторон стенками или поверхностью раздела с воздухом В этом случае потенциальная яма, в которой удерживается каждая частица, образуется в результате сложения сил отталкивания со сто­роны соседних частиц. Поэтому соответственные расстояния могут быть меньше, чем абсциссы дальних потенциальных ям, — система, как принято говорить, на­ходится в «стесненном» состоянии. При еще большем «сжатии», когда средние расстояния между соседними частицами будут меньше абсцисс потенциальных барьеров, произойдет нарушение равновесия, часть частиц слипнется при попа­дании в ближние потенциальные ямы. оставшиеся же частицы смогут сохранить периодическое расположение.

Однако и до такого «сжатия» периодическая коллоидная структура обычно находится в состоянии только временного равновесия. Время от времени то одна, то другая частица перескакивает из положения равновесия в узле квазикристаллической решетки в ближайшую потенциальную яму. Возникающие де­фекты квазикристаллической решетки множатся необратимо и не могут «зале­чиваться». Таким образом, в отличие от кристаллов, периодические коллоидные структуры находятся часто не в состоянии термодинамического равновесия, а устойчивы кинетически. Иными словами, их существование обусловливается медленностью перехода в равновесное состояние.

Примеры (вещества, которые образуют слои Шиллера):

-монодисперсные золи металлов

-золи пятиокиси ванадия

-латексы

-многие бактерии и вирусы, например, вирус табачной мозаики

-суспензия полистирола

Дата добавления: 2015-09-07