ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Диффузия в студнях из "Руководство к практическим занятиям по коллоидной химии Издание 4" Диффузия растворенных в воде ионов и молекул протекает в сильно обводненных студнях приблизительно с такой же скоростью, как и в воде, хотя сетчатая структура студня несколько замедляет диффузию, что становится особенно заметным в высококонцентрированных студнях. Для диффузии крупных молекул и коллоидных частиц структура студня может оказывать уже серьезные препятствия. Степень пррницаемости студня изменяется под влиянием различных веществ, причем вещества, ускоряющие желатинирование, замедляют скорость диффузии и наоборот. [c.281] В том случае, когда происходит только процесс диффузии, не сопровождающийся химическим взаимодействием диффундирующего вещества с веществом, образующим студень, распределение концентрации диффундирующего вещества вдоль диффузионного потока имеет вид постепенно убывающей кривой. Постепенность перехода от мест с высокой концентрацией к местам с низкой концентрацией делает затруднительным точное измерение глубины слоя, пройденного диффундирующим веществом в студне, так как граница оказывается сильно размытой, Это хорощо видно в случае диффузии окрашенных веществ. [c.281] Явление диффузии в студнях в чистом виде наблюдается очень редко, так как обычно диффузия осложняется параллельно протекающими процессами адсорбции и химического взаимодействия между частицами студня и диффундирующего вещества. В этих случаях закон Фика (см. стр. 66) непрйложим и вместо постепенного убывания концентрации вдоль диффузного потока наблюдается резкий спад концентрации диффундирующего вещества. [c.281] при диффузии в желатин соляной кислоты образуется соль — хлористый желатин при этом изменяется набухание светопреломляющая способность студня. Глубину проникновения кислоты в студень легко обнаружить из-за внезапного изменения коэффициента преломления студня. Однако-граница распространения соляной кислоты, определенная по этому методу не совпадает с границей, определенной при помощи индикаторов, добавленных к студню, и, следовательно, метод неточен. [c.281] К обоим концам горизонтально расположенной стеклянной трубки 1 присоединяют на шлифах две стеклянные трубки 2 и 3. Прн опыте в трубке 1 находится студень, в одной из вертикальных трубок —раствор, а в другой — чистый растворитель. Для определения коэффициента диффузии через некоторое время после начала опыта осторожно вынимают столбик студня из трубки 1 и разрезают его перпендикулярно длине на равные части, в которых определяют содержание диффундирующего вещества. [c.282] Когда растворенное вещество А диффундирует в студень, пропитанный веществом В, с которым оно вступает в реакцию, диффузия протекает по-разному, в зависимости от растворимости продукта реакции С. . [c.282] Если С растворимо, то диффузия протекает в обоих напра-влениях,- Подобная картина наблюдается, например, в случае диффузии аммиака в студень агар-агара, содержащий сернокислую медь. При этом аммиак диффундирует из раствора в студень, сернокислая медь — из студня в раствор, а образующаяся комплексная соль диффундирует в обоих направлениях. [c.282] Образование нерастворимого осадка в студне происходит в том случае, когда концентрация вещества, растворенного в студне, меньше концентрации вещества, находящегося в водном растворе. [c.283] Все это объясняется различием скорости диффузии обоих реагирующих веществ. Скорость диффузии зависит от градиента концентрации, величины диффундирующих частиц и свойств среды. [c.283] Из сказанного выше следует, что увеличение концентрации раствора, окружающего студень, способствует более глубокому проникновению растворенного вещества внутрь студня. Этот вывод имеет чрезвычайно большое практическое значение для различных технологических процессов. [c.283] Если одну из вертикальных трубок кинетометра (см. рис. 4) наполнить раствором вещества А, а другую раствором В, то оба диффузионных потока встретятся в середине горизонтальной градуированной трубки или ближе к ее концам в зависимости от соотношения скоростей диффузии обоих веществ в студне. [c.283] Реакция между веществами А и В, начинаясь в месте встречи, может распространяться далее только в одном вполне определенном направлении—от раствора с большим осмотическим давлением к раствору с меньшим осмотическим давлением. Когда оба раствора изотоничны, т. е. имеют одинаковое осмотическое давление, на границе их образуется только тонкий слой осадка, и диффузия прекращается. [c.283] Протекание реакции в направлении от высококонцентрированного раствора к менее концентрированному может происходить и в том случае, когда при реакции не образуется осадка, т. е. когда мембрана отсутствует. Например, при диффузии едкого натра и соляной кислоты в студень желатина, содержащий лакмус, также можно наблюдать одностороннее движение границы перехода от синего к красному. [c.283] Обычно такое одностороннее распространение химической реакции подчиняется правилу образование продукта реакций происходит только в направлении от раствора с большим осмотическим давлением к раствору с меньшим осмотическим, давлением. [c.283] Несмотря на то, что в некоторых случаях наблюдаются исключения, объясняемые большим различием коэффициентов диффузии обоих веществ или другими явлениями, это правило имеет очень большое практическое значение. [c.283] При диффузии в студень растворов солей, подверженных гидролитическому расщеплению, степень гидролиза может увеличиться, когда сильно различаются скорости диффузии продуктов, образующихся при гидролизе. Например, при диффузии раствора хлорного железа в студень кремневой кислоты гидролиз, происходящий в студне, усиливается вследствие того, что соляная кислота диффундирует значительно быстрее основных солей и коллоидных частиц гидрата окиси железа, образующихся при гидролизе хлорного железа. Если в студень прибавить немного щелочи и индикатор фенолфталеин, то это явление можно наблюдать в виде различно окрашенных слоев. При ведении опыта со студнем, полученным в пробирке, на дне ее будет находиться слой розового студня, куда еще не проникли диффундирующие Сверху вещества выше —белый слой, обесцвеченный двигающимися более быстро ионами водорода, и, наконец, верхний слой, окрашенный основными солями железа в бурый цвет. [c.284] В том случае, когда хлорное железо диффундирует в желатиновый студень, процесс диффузии и гидролитического расщепления осложняется дубящим действием солей железа на желатин при этом происходит сильное сжатие верхнего продубленного слоя, сопровождающееся выделением воды, как это наблюдается и при обычном синерезисе. [c.284] Вернуться к основной статье