ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Седиментация и ультрацентрифугирование из "Коллоидная химия Издание 3" Если частицы легче жидкости (например, эмульсия масла в воде), то разность й—р) имеет отрицательный знак, и вместо оседания наблюдается всплывание частиц. [c.37] При отсутствии противодействующих сил седиментация коллоидных частиц за достаточно продолжительный промежуток времени неизменно приводила бы к осаждению всего коллоида на дне сосуда. Этого, однако, обычно не происходит, так как оседанию частиц (даже при полном покое раствора, при постоянстве температуры, отсутствии конвекционных потоков и др.) всегда противодействует броуновское движение, стремящееся равномерно распределить коллоидные частицы по всему объему раствора. Чем меньше частицы, тем сильнее сказывается влияние броуновского движения или диффузии (табл. 4). [c.37] МОЖНО рассчитать к. Эта высота для кислорода равна 5 км, для брома 1 км, а для золя золота с радиусом частиц 4,2 ммк — 2,5 см. [c.38] Перрен на однородной суспензии гуммигута (смолы из высушенного млечного сока каучуконосов) доказал количественную точность уравнения (П.12). Найденное им из этого уравнения значение числа Авогадро Ыа находится в пределах от 6,5 10 до 7,2 10 . Вестгрен на золях золота получил еще более точное значение 6,06-10 , что хорошо согласуется с данными, полученными другими методами. Заметим, что тому же закону подчиняется и распределение числа частиц или давление в столбе газа или в атмосфере, вследствие чего уравнение (П. 12) называется барометрическим законом. [c.38] Если статистическое равновесие между действием сил тяготения и броуновского движения таково, что основная масса частиц за сравнительно короткое время оказывается на дне сосуда, то система называется кинетически неустойчивой, если же частицы в основном остаются распределенными в объеме раствора, то система называется кинетически устойчивой. Лиофобные золи и растворы высокомолекулярных веществ обычно имеют такие размеры и плотности частиц, что обладают достаточно высокой кинетической устойчивостью, если только в системе не происходит процессов, резко понижающих их степень дисперсности (см. гл. VI). [c.38] Однако в системе, обладающей при обычных условиях высокой кинетической устойчивостью, можно все же вызвать заметное оседание частиц, если силу земного тяготения заменить более значительной центробежной силой. Эта идея была впервые высказана А. В. Ду-манским (1913), применившим центрифугу для осаждения коллоидных частиц, и затем развита Т. Сведбергом, разработавшим специальные центрифуги с большим числом оборотов, называемые ультрацентрифугами, дающие центробежную силу свыше 250 ООО д. [c.38] В ультрацентрифуге оседают не только мельчайшие частицы гидрофобных коллоидов, но и молекулы белков и высокомолекулярных веществ. Скорость седиментации V сферических частиц в ультрацентрифуге определяется также уравнением (И. 13), в котором g заменяется где ш — угловая скорость вращения ротора ид — расстояние от частицы до оси вращения. [c.39] Величинах является характеристической константой растворенного вещества. За единицу измерения константы седиментации принят 1 сведберг= сек. [c.40] Величина 5 колеблется от 2 (при молекулярном весе около 10 ) до 200 (при молекулярном весе около 10 ). [c.40] Из уравнения (11.14) видно, что для вычисления М надо определить не только константу седиментации S вещества, но и его коэ и-циент диффузии D. Уравнение (И. 14) остается справедливым как для сферических частиц, так и для частиц несферической формы, поскольку величины S и D изменяются приблизительно одинаково с формой частиц. Поэтому, определив по уравнению (П. 14) молекулярный вес несферических частиц, можно затем рассчитать радиус г сферической частицы, обладающей той же массой, и, подставив эту величину г в (П.6), рассчитать ожидаемый коэффициент диффузии D , которым обладало бы исследуемое вещество, если бы его молекулы или частицы имели сферическую форму. [c.40] На величине f/f отражаются как собственная асимметрия частиц, так и гидратация частиц, влияние которой в необходимых случаях должно особо учитываться. [c.40] Для определения размеров первичных частиц или молекул необходимо производить измерения в достаточно разбавленных растворах, так как при наличии ассоциации измерения на ультрацентрифуге характеризуют размеры ассоциированных частиц. При работе с растворами веществ с сильно вытянутыми молекулами (целлюлозы, нуклеиновых кислот, каучуков), которые легко взаимодействуют между собой, часто приходится ограничиваться их 0,02—0,1 %-ной концентрацией. [c.41] Вернуться к основной статье