ГЛАВА 10. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ И РАСТВОРОВ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
БРОУНОВСКОЕ ДВИЖЕНИЕ
Молекулярно-кинетические свойства коллоидных систем и растворов ВМС, как и газов, и молекулярных или ионных растворов, обнаруживают- ся в таких явлениях, как броуновское движение, диффузия, осмотическое давление. Частицы ультрамикрогетерогенных систем (золей, аэрозолей) участвуют в тепловом движении и подчиняются всем молекулярно- кинетическим законам. Благодаря этому можно экспериментально опре- делить размер, массу и концентрацию частиц дисперсной фазы.
Броуновское движение (название дано в честь английского ботаника Броуна, обнаружившего с помощью микроскопа непрерывное движение мелких частичек цветочной пыльцы, взвешенных в воде) проявляется в хаотическом и непрерывном движении частиц дисперсной фазы под дей- ствием ударов молекул растворителя (дисперсионной среды), находящих- ся в состоянии интенсивного теплового движения. В зависимости от раз- мера частиц их движение может быть различным. Частицы коллоидной степени дисперсности, испытывая с разных сторон многочисленные удары молекул жидкости, могут перемещаться поступательно в самых разнооб- разных направлениях. Траектория движения таких частиц представляет собой ломаную линию совершенно неопределенной конфигурации. Пере- мещение частиц фиксируют, например, с помощью микросъемки.
Количественной мерой перемещения частицы при броуновском дви- жении является величина среднего смещения (или сдвига) частицы за некоторый промежуток времени t . Смещением или сдвигом частицы на- зывают расстояние между проекциями начальной и конечной точек тра- ектории на ось в выбранном направлении. Поскольку перемещение час- тиц может происходить в любом направлении, его характеризуют средне- квадратичным значением
, (10.1)
где n – число смещений (число отрезков ломаной линии); i
– отдель-
ные проекции смещения частицы на ось. А. Эйнштейном и М. Смолу- ховским было показано, что среднее значение квадрата смещения части- цы за время t равно
2 RT t,
3rN A
(10.2)
где R – универсальная газовая постоянная; T – абсолютная температу-
ра; – вязкость среды; r – радиус взвешенных частиц; Авогадро; t – время.
NA – постоянная
Достарыңызбен бөлісу: |