Лекция №31-33. Физико-химия дисперсных систем План Классификация дисперсных систем
Молекулярно-кинетические свойства коллоидных систем
жүктеу/скачать 196,5 Kb.
|
4. Молекулярно-кинетические свойства коллоидных системМолекулярно-кинетическими называются свойства, которые связаны с хаотическим тепловых движением частиц. К ним относятся - броуновское движение, диффузия, осмотическое давление, седиментация. Эти свойства определяются размерами частиц и их фракционным составом. Броуновское движение - хаотическое движение частиц дисперсной фазы под действием ударов частиц дисперсионной среды. Этот вид движения характерен для частиц с размерами < 10-6 м. Если размеры частиц дисперсной среды больше, то частицы лишь колеблются. Интенсивность броуновского движения зависит от размера частиц, температуры, вязкости дисперсионной среды. Диффузия - процесс самопроизвольного переноса вещества за счет теплового движения, который приводит к выравниванию концентраций или к установлению равновесных концентраций. Диффузия имеет определенную скорость, которая определяется законом Фика: Скорость диффузии прямо пропорциональна разности концентраций и площади поверхности, через которую происходит диффузия. , где - скорость диффузии, кг/с S - площадь поверхности, - градиент концентраций, кг/м4 D - коэффициент диффузии, м2/с D - экспериментально определяемая величина. D= где kб – константа Больцмана; r –радиус частицы; - вязкость среды. Определив D, можно рассчитать размеры коллоидных частиц. Для коллоидных частиц коэффициент диффузии 100 раз меньше, чем для атомов и молекул. Осмотическое давление подчиняется закону Вант-Гоффа: , где С - частичная концентрация, м-3 - число частиц в единице объема, определяется отношением массы дисперсной фазы к массе коллоидной частицы. Осмотическое давление коллоидных растворов в 1000 раз меньше осмотического давления истинных растворов. Седиментация - процесс оседания частиц дисперсной фазы под действием силы тяжести или центробежных сил. Скорость оседания частиц под действием силы тяжести можно оценить по формуле: , где u - скорость оседания r - радиус частицы дисперсной фазы - вязкость среды , 0 - плотности дисперсной фазы и дисперсионной среды соотвественно. Т.о., скорость оседания прямо пропорциональна r2. Частицы грубодисперсных систем оседают с заметной скоростью. Поэтому грубодисперсные системы седиментационно не устойчивы. Частицы коллоидных размеров под действием силы тяжести практически не оседают и являются седиментационно устойчивыми. Например, время, необходимое для оседания в воде частицам кварца с радиусом 10~8 м на расстояние 10~2 м, равняется 359 дням. Для седиментации коллоидных частиц используют ультрацентрифугирование. Так изучают седиментацию белков, вирусов. Определение скорости оседания положено в основу седиментационного анализа, с помощью которого можно определить размеры частиц и их фракционный состав — число частиц разного размера. Седиментационный анализ широко используют для качественной оценки функционального состояния эритроцитов. Скорость оседания эритроцитов (СОЭ) значительно изменяется при различных заболеваниях и позволяет врачу делать заключение о состоянии организма пациента. жүктеу/скачать 196,5 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|