ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Диффузия и осмос из "Нефтяные дисперсные системы" Описание диффузионных процессов на микроскопическом уровне вызывает значительные трудности, связанные со сложностью картины многочастичных взаимодействий. В основном микроскопические и феноменологические теории ограничиваются линейным приближением. Феноменологический подход, являясь более качественным, чем микроскопический, все же дает возможность описать наиболее общие процессы, происходящие в молекулярных растворах. [c.46] Диффузия относится к процессам переноса. Механизм явления диффузии в жидкостях близок механизму диффузии в твердых телах, но существенно отличается от процессов диффузии в газах. В газах основным является представление о длине свободного пробега, теряющее смысл в жидкостях. Кроме того, сильт взаимодействия между молекулами оказывают сильное влияние на характер их движения. Феноменологическая теория диффузии вводит эмпирический параметр — коэффициент диффузии Z), определяемый свойствами растворителя и растворенного вещества. В микроскопической статистической теории проводится расчет iiToro коэффициента. Связь микроскопического и макроскопического описаний диффузии осуществляется через коэффициент ди( )фузии D. [c.46] С точки зрения микроскопической теории коэффициент диффузии должен определяться пара.метрами молекул растворителя и растворенного вещества. Главную роль в диффузии играет движение вакансий — дырок . При близких размерах молекул растворителя и растворенного вещества остается в силе формула для коэффициента самодиффузии, представленная выше. При этом значение энергии активации практически не меняется, несмотря на то, что вместо части молекул растворителя теперь присутствуют молекулы растворенного вещества. Я- И. Френкель объясняет это тем [38], что при перемещении маленьких молекул растворенного вещества окружающие молекулы растворителя увлекаются согласно закономерностям макроскопической гидродинамики. Процессы диффузии и самодиффузии схожи, ири этом энергия активации относится ко всему комплексу частиц, участвующих в элементарном перемещении. Отсюда следует, что основным и определяющим вкладом в энергию активации является характер взаимодействия молекул растворителя друг с другом. Поэтому энергии активации близки. Кроме того, молекула примеси может переместиться в результате случайного возникновения рядом полости , в результате флуктуаци-онного раздвижсния молекул растворителя происходит пассивный, без энергетических затрат, переход в эту полость. Но энергия, затрачиваемая на образование этой полости, определяется взаимодействием молекул растворителя. [c.48] Многие процессы химической кинетики лимитируются скоростью диффузии реагентов [89], в связи с чем определение коэффициентов диффузии имеет большое практическое значение. [c.49] Хаотическое тепловое движение молекул, являясь причиной диффузионных процессов, вызывает также появление осмотического давления в растворе. Следует отметить, что осмотическое давление проявляется только при наличии полупроницаемой мембраны. Осмосом называется диффузия вещества через полупроницаемую мембрану, разделяющую раствор и чистый растворитель (либо два раствора различной концентрации). Перегородка (мембрана) обладает свойством пропускать только молекулы растворителя. Перенос молекул растворителя через мембрану обусловлен осмотическим давлением. Выравнивание концентрации раствора по обе стороны мембраны, не пропускающей более крупные молекулы растворенного вещества, возможно при односторонней диффузии молекул растворителя. Поэтому осмос всегда идет от чистого растворителя к раствору, или от разбавленного раствора к концентрированному. Этот процесс отражает стремление раствора к уменьшению своей концентрации. [c.49] Основные закономерности осмоса одинаковы для молекулярных и коллоидных растворов, но, поскольку явление осмоса определяется числом частиц в едпинце объема, то для коллоидных растворов проявляется гораздо слабее. [c.50] Разделение веществ с помощью мембран на основе обратимого осмоса нашло свое применение для нефтяных молекулярных растворов [5]. Существуют методики выделения л-ксило-ла из смесей с другими изомерами, разделения нормальных и разветвленных алканов и аренов. В качестве мембран можно использовать жидкие пленки, позволяющие разделять смеси гексан — бензол, гептан — толуол. [c.51] Вернуться к основной статье