double arrow

Рівняння Ейнштейна-Смолуховського.



Молекулярне - кінетичні властивості колоїдних систем зумовлені тепловим рухом частинок. До таких властивостей відносяться: дифузія, осмотичний тиск, розподіл частинок по висоті (гіпосиметричне розподілення).

В колоїдних системах молекулярне - кінетичні властивості визначаються рухом частинок дисперсної фази - броунівським рухом, яке було відкрите 1827 році англійським ботаніком Робертом Броуном .

Рівняння кількісної оцінки броунівського руху:

 

- середній квадратичний здвиг частинки за одиницю часу;

t - час;

NA – число Авогадро;

h - в’язкість дисперсного середовища;

r - радіус частинки дисперсної фази.

Рівняння Ейнштейна – Смолуховського неодноразово перевірялось і його правильність була доказана експериментально і підвердило реальне існування молекул.

Висолювання.

Іноді при висолюванні золей гідрофільних колоїдів типічна коагуляція з виділенням пластивців не спостерігається, а появляються рідкі краплі різного розміру. Краплі між собою зливаються утворенням суцільного шару. Відбувається розподіл золю на дві рідкі фази. Нжній шар – концентрований золь, який містить всю або практично всю дисперсну фазу. Верхній шар представляє собою чистий розчинник, або ж дуже розбавлений золь. Ці шари відокремлені один від іншого чітко вираженою поверхнею розподілу.




Описане явище отримаало назву коацервації. В’язка фаза, яка містить весь або практично весь колоїд, називається коацерватом. Процес коацервації зворотній. Явище коацервації можна спостерігати, якщо до золю желатину в ізоелектричному стані добавити резорцин або танин.

Якщо золь знаходиться в ізоелектричному стані, то при висолюванні колоїдні частинки починають зливатися своїми гідратними оболочками, у декількох частинок утворююється загальна гідратна оболочка. В результаті появляються краплі коацервата. Спочатку вони мають маленькі розміри і їх видно тільки в мікроскоп. Потім із них утворюються крупні краплини, а потім суцільний шар.

В залежності від концентрації електроліту, який додають і тривалості процесу, коацервація може закінчитися повною коагуляцією з виділенням дисперсної фази в вигляді пластивців.

Явище коацервації може виникнути і при взаємодії гідрофільних колоїдних систем між собою. В цьому випадку явище носить назву комплексної коацевації.

 

Застуднення.



Дисперсні частинки рухаються хаотично здійснюють тепловий рух, зіштовхуються між собою. В результаті достатнього зближення незахищеннні сольватними обололчками ліофобні участки дисперсні частинки можуть більше або менше міцно зчеплюватися між собою. При цьому утворюється рихла просторова сітка, яка захоплює весь об’єм золю.

При застудненні броунівський рух частинок із поступового руху переходить в коливальний певних участків загальної структури. Зберігається також вібрація тих участків міцели, які залишаються незакріпленими. Рідка фаза повністю імобілізується, що і приводить систему до втрати рухомості. Втрата золем текучості і служить зовнішнім признаком моментом утворення студня.

Основні умови процесу застуднення:

1. Неоднорідність поверхні дисперсних частинок по відношенню її гідратованості.

Необхідно визначити співвідношення полярних і неполярних участків. При малої відносної кількості гідрофобних участків і сильної гідратації міцел застуднення стає повільнішим. Всі добавки, які підвищують гідратацію, перешкоджають утвореню студня. З пониженням гідратації застудненя поглешується. Усилення дегідратації може призвести до злипання частинок в крупні агрегати, в результаті чого виникає коагуляція (утворюється коагель).

2. Концентрація. Для застуднення необхідна достатньо велика концентрація (дуже розбавлені золі не застуднюються).

3. Форма частинок. Форма колоїдних частинок грає велику роль в процесі застуднення. Особливо добре желатинуються золи утворені анізодіаметричними частинками (паличко- або стрічкоподібними).

Завдання для виконання самостійної роботи.

 

1. При якій потузі зсуву тече структурована рідина по Шведову-Бінгаму?

2. Що називають повзучістю?

3. Яким рівнянням виражаються молекулярно-кінетичні властивсоті колоїдних систем?

4. Що таке коацервація?

5. Які основні умови процесу застуднення?

6. Як впливає концентрація на процес застуднення?

7. Що таке комплексна коацервація?

 



Сейчас читают про: