КОАГУЛЯЦИЯ
(от лат. coagulatioсвёртывание,
сгущение), слипание частиц коллоидной системы при их столкновениях
в процессе теплового (броуновского) движения, перемешивания или
направленного перемещения во внешнем силовом поле. В результате К. образуются
агрегаты - более крупные (вторичные) частицы, состоящие из скопления
более мелких (первичных). Первичные частицы в таких скоплениях соединены
силами межмолекулярного взаимодействия непосредственно или через прослойку
окружающей (дисперсионной) среды. К. сопровождается прогрессирующим
укрупнением частиц (увеличением размера и массы агрегатов) и уменьшением
их числа в объёме дисперсионной среды - жидкости или газа.
Различают быструю и медленную К.
При быстрой К. почти каждое соударение частиц эффективно, т. е. приводит
к их соединению; при медленной К. соединяется часть сталкивающихся частиц.
В жидкой среде, напр, при К. золей, укрупнение частиц до известного
предела (приблизительно до размера 10-' см) не сопровождается их
оседанием или всплыванием. Это скрытая К., при к-рой система сохраняет
седиментационную устойчивость. Дальнейший рост частиц приводит к образованию
сгустков или хлопьев (флокул), выпадающих в осадок (коагулят, коагель)
или
скапливающихся в виде сливок у поверхности; это я в н а я К. В нек-рых
случаях при К. во всём объёме дисперсионной среды возникает рыхлая пространственная
сетка (коагуляционная структура) и расслоения системы не происходит
(см. Гели). Если коллоидные частицы - капельки жидкости или пузырьки
газа, то К. может завершиться их слиянием, коалесценцией.
К. - самопроизвольный процесс, к-рый,
в соответствии с законами термодинамики, является следствием стремления
системы перейти в состояние с более низкой свободной энергией. Однако
такой переход затруднён, а иногда практически невозможен, если система
а г р егативно устойчива, т. е. способна противостоять укрупнению (агрегированию)
частиц.
Защитой
от К. при этом м. б. электрич. заряд и (или) адсорбционно-сольватный
слой на поверхности частиц, препятствующий их сближению (подробнее см.
Коллоидные
системы). Нарушить агрегативную устойчивость можно, напр., повышением
темп-ры (термокоагуляция), перемешиванием или встряхиванием, введением
коагулирующих веществ (коагулянтов)
и др. видами внешнего воздействия
на систему. Минимальная концентрация введённого вещества, электролита
или неэлектролита, вызывающая К. в системе с жидкой дисперсионной средой,
наз. порогом коагуляции. В полидисперсных системах, где частицы имеют разную
величину, можно наблюдать о ртокинетическую К. - налипание мелких частиц
на более крупные при их оседании или всплывании. Слипание однородных частиц
наз. гомокоагул я ц и е и, а разнородных - г е т е р окоагуляцией или адагуляцией.
Гетерокоагуляция часто происходит при смешении дисперсных систем различного
состава. К. может наступить без к.-л. внешнего воздействия на коллоидную
систему (автокоагуляция) как результат физ. или хим. изменений,
происходящих при её старении. Иногда К. обратима; в благоприятных условиях,
особенно при введении поверхностноактивных веществ, понижающих поверхностную
межфазную энергию и облегчающих диспергирование,
возможен распад
агрегатов на первичные частицы (пептизация) и переход коагеля в
золь.
К. играет важную роль во мн. технологич.,
биологич., атмосферных и геол. процессах. Так, при нагревании биополимеров
(белков,
нуклеиновых к-т) и при нек-рых др. воздействиях на них, напр. изменении
рН, наблюдается их К. Явления К. во мн. биол. дисперсных системах (напр.,
крови, лимфе) важны в связи с вопросами их агрегативной устойчивости. Очистка
природных и сточных вод от высокодисперсных механических примесей, борьба
с загрязнением воздушного пространства аэрозолями, выделение каучука
из латекса, получение сливочного масла и др. пищевых продуктов -
характерные примеры использования К. в практич. целях. Нежелательна К.
при получении и хранении суспензий, эмульсий, порошков и др. дисперсных
систем пром. или бытового назначения.
Лит.: Наука о коллоидах, под
ред. Г. Кройта, пер. с англ., т. 1, М., 1955; В о ю цкий С. С., Курс коллоидной
химии, М., 1964. См. также лит. при ст. Коллоидная химия. Л. А. Шиц.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я