Кинетические свойства дисперсных систем

 

• Коллоидные системы обладают молекулярно-кинетическими свойствами, к которым относятся:

 диффузия

 броуновское движение

осмос

седиментация

Броуновское движение Это непрерывное беспорядочное движение частиц микроскопических и коллоидных размеров, не затухающие во времени. Это движение тем интенсивнее, чем выше температура и чем меньше масса частицы и вязкость дисперсионной среды.

Диффузией называется самопроизвольный процесс выравнивания концентрации молекул, ионов или коллоидных частиц по всему объему под влиянием их теплового движения.

Осмос это односторонняя диффузия молекул растворителя через полупроницаемую мембрану против градиента концентрации при условии разности концентраций раствора по обе стороны мембраны.

Седиментация процесс оседания (в редких случаях всплывание) частиц дисперсной фазы в жидкой или газообразной среде под действием силы тяжести Седиментация характерна для суспензий

Оптические свойства дисперсных систем

Оптические свойства дисперсных систем обусловлены взаимодействием электромагнитного излучения, обладающего определенной энергией, с частицами дисперсной фазы

При падении света на дисперсную систему могут наблюдаться следующие явления:

¾ Прохождение света частицами дисперсной фазы;

¾ Преломление света частицами дисперсной фазы (если эти частицы прозрачны);

¾ Отражение света частицами дисперсной фазы (если частицы непрозрачны)

¾ Рассеяние света

¾ Адсорбция (поглощение) света дисперсной фазой с превращением световой энергии в тепловую

Прохождение света наблюдается для прозрачных систем, в которых частицы много меньше длины волны падающего света. Данное явление характерно для истинных растворов.

Преломление и отражение света Наблюдается для систем, в которых частицы много больше длины волны падающего света (r>>λ). Визуально это явление выражается в мутности этих систем. Отражение световых лучей характерно для грубодисперсных системах.

Рассеяние света Наблюдается для систем, в которых частицы дисперсной фазы меньше, но соизмеримы с длиной волны падающего света (r ≈ 0.1 λ). Именно такое соотношение выполняется для коллоидных растворов. Сущность процесса светорассеяния состоит в том, что световой луч, встречая на своем пути частицу как бы огибает ее и несколько изменяет свое направление

Поглощение света Все металлические золи уравнению Рэлея не починяются, так как их частицы сильно поглощают свет.

Устойчивость дисперсных систем

Седиментационная или кинетическая устойчивость системы Способность системы сохранять равномерное распределение частиц по объему принято называть седиментационной или кинетической устойчивостью системы. 43 Очевидно, что о седиментационной устойчивости или неустойчивости имеет смысл говорить только при рассмотрении свободнодисперсных систем, когда каждая частица свободна в своем движении, т. е. движется независимо от других частиц. Мерой кинетической устойчивости дисперсной системы является величина, обратная константе седиментации. Как уже указывалось, частицы коллоидных размеров не седиментируют под действием силы тяжести или седиментриуют чрезвычайно медленно. Так, например, частицы кварца радиусом 0,1 мкм проходят при оседании пусть в 1 см за 86 часов.

Понятие об истинных растворах, их применение.

Растворы

гомогенные (истинные растворы) смеси, состоящие из двух или более компонентов, относительные количества которых могут изменяться в широких пределах.

Состав раствора

¾ растворенное вещество

¾ растворитель

За растворитель принимают тот компонент раствора, который при образовании раствора не меняет своего агрегатного состояния. Если все компоненты раствора находятся в одном агрегатном состоянии, то растворителем считают тот компонент, которого в смеси больше

¾ газообразными (например, воздух, основными компонентами которого являются азот и кислород)

¾ жидкими (например, растворы спирта в воде, соли в воде, кислорода в воде)

¾ твердыми (металлические сплавы)