Быстрая коагуляция

Теория быстрой коагуляции, разработанная М. Смолу-ховским в 1916 г., основана на следующих положениях.

1. Рассматриваемая система является монодисперсной, радиус частиц r.

2. Zэф /Z = 1, т. е. все столкновения являются эффек-тивными.

3. Рассматриваются только столкновения первичных частиц.

4. Кинетика коагуляции подобна кинетике бимоле­кулярной реакции: - (dv /dt) = kv² ,

где к — константа скорости коагуляции.

Проинтегрируем это уравнение, разделив переменные:

где vo — концентрация частиц золя в начальный момент времени; v_t — концентрация частиц золя в момент вре­мени t.

Для характеристики быстрой коагуляции использует­ся период коагуляции (период половинной коагуляции) θ.

Период коагуляции (θ) — это время, через которое концентрация коллоидных частиц уменьшается в два раза.

При v_t = vo /2 t = θ

θ⁼1/ kvo .

Согласно теории быстрой коагуляции, константа коа­гуляции зависит от коэффициента диффузии и может быть вычислена по уравнению

k = 16πDr.

Если подставить в это уравнение величину коэффици­ента диффузии (уравнение 9.5), получим:

к =8RT / 3N_A η .

Таким образом, зная вязкость дисперсионной среды и температуру, можно вычислить константу скорости быст­рой коагуляции. Теория Смолуховского неоднократно про­верялась экспериментально и получила блестящее подтвер­ждение, несмотря на сделанные автором допущения.