Размеры коллоидных частиц электронной микроскопии

В настоящее время оптические методы являются наиболее распространенными методами определения размера, формы и структуры коллоидных частиц. Это объясняется не только быстротой и удобством этих методов, но и точностью получаемых результатов. Грубые дисперсные системы (суспензии, эмульсии, пены, пыли) обычно исследуют с помощью светового микроскопа. К наиболее часто применяющимся методам исследования высокодисперсных коллоидных систем относятся ультрамикроскопия, электронная микроскопия, нефелометрия и турбидиметрия. Реже применяют метод, основанный на определении двойного лучепреломления в потоке, рентгенографию и электронографию для исследования внутренней структуры и характера внешней поверхности частиц коллоидной системы. [c.44]

Форму коллоидных частиц, вирусов, многих макромолекул, включая молекулы более крупных белков, впервые оказалось возможным увидеть на флуоресцирующем экране и сфотографировать с помощью электронного микроскопа, изобретенного в конце 30-х годов XX века. Длина волны потока электронов при достаточной ускоряющей разности потенциалов имеет порядок 10 м, что меньше размеров коллоидных частиц. Поэтому взаимодействие потока электронов с коллоидными частицами происходят по законам геометрической оптики. [c.297]

Электронная микроскопия является одним из наиболее совер-щенных методов определения размера и формы коллоидных частиц. Электронный микроскоп позволяет увидеть отдельные коллоидные частицы, крупные макромолекулы и их структуру. [c.394]

С помощью электронного микроскопа можно очень точно определить размеры коллоидных частиц, так как увеличение, с которым сделаны электронномикроскопические фотографии, всегда известно. [c.47]

Итак, исследование молекулярно-кинетических и оптических свойств позволяет определять одну из важнейших характеристик дисперсных систем — размеры частиц дисперсной фазы, или степень дисперсности системы. Размеры коллоидных частиц можно найти, определив коэффициент диффузии для данной коллоидной системы. Размеры их можно установить также ультрамикроскопическими и нефелометрическими наблюдениями или с помощью электронного микроскопа. Измеряя скорость седиментации частиц в грубодисперсных системах, также можно определить и степень их дисперсности. [c.47]

Электронная микроскопия. В электронном микроскопе вместо световых лучей используется пучок быстрых электронов, что резко увеличивает разрешающую способность микроскопа и дает возможность непосредственно видеть или фотографировать коллоидные частицы. Возможность применения в этом случае потока электронов обусловлена тем, что электроны обладают одновременно как квантовой, так и волновой природой. Длина волны потока электронов составляет всего 0,02—0,05 А, т, е. меньше размеров [c.48]

Ультрамикроскоп не позволяет судить о форме и размерах коллоидных частиц, так как его разрешающая способность ограничена слишком большой для этого длиной волны видимого света. Для желаемой характеристики коллоидных частиц необходим прибор, работающий с более коротковолновыми лучами. Таким оказался электронный микроскоп, действие которого основано на использовании пучка электронов, получаемых в специальной катодной трубке и разгоняемых электрическим полем. Если длина волны светового луча, используемого в ультрамикроскопе, равна 500 нм, то длина волны электронного луча, используемого в электронном микроскопе, составляет 0,5 нм. В соответствии с этим, разрешающая способность электронного микроскопа в 1000 раз выше, чем у ультрамикроскопа. Это позволило глубоко проникнуть вглубь материи наблюдать отдельные группы молекул, исследовать структуру катализаторов, изучать строение молекул полимеров (например, белковых веществ) и т. д. [c.277]

Истинные размеры и форма частиц коллоидной дисперсности могут быть определены с помощью электронного микроскопа, в котором пучок электронов, вылетающий из электронной пушки , в сильном электрическом поле разгоняется до скоростей, соответствующих длинам волн 0,5—0,1 нм, т. е. меньших, чем размеры коллоидных частиц. Светорассеяние количественно формулируется в теории Рэлея [c.499]

Пластичные смазки представляют собой коллоидные системы, отличающиеся значительной концентрадией и высокой степенью структурирования твердой фазы. Структура смазок изучается при помощи электронного микроскопа, позволяющего получать увеличение более 100 тыс. раз при разрешающей способности до 4 А. Исследования смазок с использованием методов электронной микроскопии позволили установить, что дисперсная фаза большинства мыльных смазок образована лентовидными или игольчатыми частицами (волокнами) анизометричной формы. В одном или двух измерениях размеры этих частиц коллоидные — менее 1 мкм. [c.356]

Варианты анализа высокодисперсных систем уже рассмотрены нами в предыдущих главах. Они основаны на изучении молекулярно-кинетических и оптических свойств — диффузии, осмотического давления, среднего сдвига частиц, светорассеяния (нефелометрия, ультрамикроскопия), седиментационно-диффузионного равновесия (ультрацентрифуга), а также на применении методов электронной микроскопии и дифракции электронов. Эти методы дают сведения главным образом о среднем размере частиц. Для многих целей такая характеристика является достаточной, тем более что в коллоидных системах вариации дисперсности обычно не очень велики. [c.45]

Очень маленькие частицы (диаметр которых меньше 0,5 мкм), соизмеримые с длиной световой волны, нельзя увидеть в микроскоп при наблюдении в проходящем свете. Это объясняется тем, что свет, проходя через среду, содержащую такие частицы, огибает последние, не давая тени. Свет же, рассеиваемый каждой частицей, настолько слаб, что не виден на фоне проходящего света. Однако если рассматривать частицы в ультрамикроскоп при боковом освещении, то на темном фоне они наблюдаются в виде светящихся точек, причем можно приблизительно оценить и размеры коллоидных частиц путем их подсчета в известном объеме коллоидного раствора. Однако с помощью ультрамикроскопа нельзя определить форму частиц, которую можно наблюдать в электронном микроскопе. [c.234]

Электронный микроскоп [52] позволяет непосредственно определять размеры коллоидных частиц (рис. 13). [c.102]

При изучении надмолекулярной структуры полимеров методом электронной микроскопии наименьшие искажения получаются при травлении полимеров в плазме высокочастотного кислородного разряда. Это дает возможность оценить соотношение между объемом, занимаемым упорядоченными микрообластями (микроблоками структуры) независимо от их природы, и неупорядоченной частью полимера (свободные цепи и сегменты), а также средний линейный размер микроблоков. Например, для эластомеров при комнатной температуре характерна объемная доля микроблоков примерно 20%. Это значит, что 80% по объему занимают свободные цепи и сегменты, ответственные за высокую эластичность этих материалов. Средний линейный размер структурных микроблоков 10—30 нм, что соответствует типичным размерам частиц в коллоидных системах. Малое различие в плотностях упорядоченных и неупорядоченных микрообластей (1—2%) является причиной того, что применение дифракционных методов для исследования структуры аморфных эластомеров не всегда эффективно. Некоторые полимеры в блоке характеризуются глобулярной структурой (рис. 1.12) с размерами микроблоков 12—35 нм. [c.27]

Большую роль в исследовании коллоидных систем играет в настоящее время электронный микроскоп, в котором вместо лучей света используется поток электронов. С помощью электронного микроскопа можно определить размеры коллоидных частиц, т. е. степень дисперсности системы. [c.149]

Ме од электронной микроскопии. Этот метод открыт в 1934 г. и несомненно призван сыграть в коллоидной химии, как и во всех других областях естествознания и техники, исключительно важную роль. Давая увеличение до 100 ООО и более раз, электронный микроскоп позволяет непосредственно (по фотоснимкам) судить не только о размерах коллоидных частиц и макромолекул (например, белков), но также о их детальной форме и тонкой структуре (стр. 57). [c.31]

Электронный микроскоп дает увеличение до 500 ООО раз (обычный микроскоп максимально в 3000 раз). При таком увеличении видны частицы высокодисперсных золей. Электронный микроскоп позволяет довольно точно видеть форму и размеры коллоидных частиц. [c.205]

Если в электронном микроскопе используется поглощение электронов для изучения внешней формы и размеров коллоидных частиц и макромоле- [c.203]

Механизм формирования мельчайших кристаллов непосредственно при образовании твердой фазы не является единственным. Так, А. В. Думанский предполагал возможность первоначального возникновения аморфных частиц, которые постепенно упорядочиваются, превращаясь в кристаллы. При электронографическом исследовании образования оксидных пленок на металлах действительно было обнаружено, что во многих случаях образующиеся оксидные пленки аморфны и лишь с течением времени приобретают кристаллическое строение. Во многих случаях образование коллоидных растворов проходит через аморфную стадию. Наблюдения с помощью электронного микроскопа показывают, что вначале образуются частицы сравнительно больших размеров (100—800 нм). Было показано, что эти частицы действительно аморфны. Через некоторое время на электронограммах появляются кольца из точечных рефлексов, которые свидетельствуют об упорядочении взаимного расположения атомов или молекул — формирования кристаллических агрегатов внутри аморфной частицы. При этом возникают внутренние механические напряжения в результате в частице возникают трещины и в конечном итоге частица дробится на кристаллики коллоидной степени дисперсности. [c.387]

Разгадка многочисленных проявлений клеточной активности лежит, гю-видимому, в коллоидных свойствах протоплазмы. Коллоидные системы характеризуются наличием частиц, размер которых колеблется в пределах от 1 до 1000 н.м 146, 471. Такие структуры отчетливо можно наблюдать с помощью электронного микроскопа. Обычно эти частицы пе проходят через поры целлулоидных мембран, так что такие мембраны могут действовать как сита, задерживающие коллоидные частицы и пропускающие частицы меньшего размера. Коллоидные частицы диффундируют значительно медленнее, чем частицы. меньшего размера. Ионы натрия диффундируют в воде в 20 ООО раз быстрее, чем альбу.чип — белок, обладающий коллоидными свойствами. Наличие зарядов на поверхности коллоидных частиц приводит к появлению между частицей и окружающей средой пограничного слоя и, таким образом, обусловливает их взаимодействие друг с другом. Это свойство может служить также причиной взаимодействия между коллоидными частицами- Коллоидные системы могут быть гомогенными (например, белок, растворенный в воде) и гетерогенными (например, двухфазная суспензия капель масла в воде). [c.285]

Вследствие межмолекулярной ассоциации асфальтены обычно содержатся в нефти в форме коллоидных (мицеллярных) частиц, а смолы — в виде соединений, молекулярно растворенных в углеводородной среде или сорбированных на поверхности асфальтеновых мицелл [1027—1029]. В поле зрения электронного микроскопа макромолекулы (мицеллы) асфальтенов из различных нефтей и нефтяных остатков в сильно разбавленных растворах выглядят как округлые частицы вытянутой (овальной) формы. По результатам электронно-микроскопических измерений средние максимальные размеры (длины больших осей овалов) частиц асфальтенов из различных нефтей могут меняться от 20—30 до 150— [c.185]

С появлением электронной микроскопии неоднократно предпринимались попытки обнаружения коллоидных частиц в нефтях. Однако при исследовании под микроскопом сырой нефти никакие частицы обнаружить не удавалось. Если в процессе приготовления препаратов к нефти добавлялся в качестве растворителя петролейный эфир или бензол, то уже можно было наблюдать частицы размером 100 А это явление принималось за осаждение. В то время на вооружении были электронные микроскопы, которые позволяли фиксировать частицы размером 32 А [35,36]. Когда в качестве объектов исследований были выбраны асфальтовые вещества и были применены специальные методики приготовления препаратов для наблюдения под микроскопом, появилась возможность наблюдать частицы размером от 50 до 100 А. Размеры наблюдаемых агрегатов, в зависимости от природы исходных асфальтенов, изменялись в пределах 50—150 А, причем в асфальтенах, выделенных из окисленных остатков, можно было обнаружить образование и рост коллоидных частиц [37, 38]. [c.201]

Процесс ф-релаксации наблюдается только в наполненном полимере, и с увеличением содержания активного наполнителя его вклад в общий релаксационный процесс, как и -процесса, возрастает. ф-Процесс связан с подвижностью коллоидных частнц наполнителя и в целом с перегруппировкой сетки, образованной частицами активного наполнителя. Относительно высокие значения времени релаксации и энергии активации процесса обусловлены заторможенной подвижностью частиц наполнителя, довольно прочно связанных между собой и с полимером. Размеры релаксаторов этого процесса, рассчитанные из формулы (1.24), практически совпадают с размерами частиц сажи, найденными методами электронной микроскопии (30—50 им). [c.63]

С помощью электронного микроскопа в отличие от ультрамикроскопа удается рассмотреть изображение и форму коллоидных частиц. Это позволило, иапример, изучить форму и строение вирусов, которые имеют размер 1—100 нм, наблюдать макромолекулы, например молекулы белков, динамику формирования коллоидных частиц, строение гелей и т. д. Одним из существенных ограничений электронной микроскопии при исследовании коллоидных растворов является необходимость получения объекта в твердом состоянии в очень тонком слое. [c.395]

Размеры частиц, лежащих в коллоидной области дисперсности, могут быть также определены с помощью ультрамикроскопа и электронного микроскопа, причем в последнем случае имеется возможность судить и о форме частиц. [c.9]

Суспензии представляют собой системы Т/Ж. Размеры твердых частиц в суспензиях 0,1 мкм< г< 10 мкм. Частицы с меньшей степенью дисперсности обычно быстро оседают. Дисперсность суспензий можно определить с помощью микроскопического анализа (оптический микроскоп, электронный микроскоп) или с помощью седиментационного анализа. Так же как и коллоидные растворы, суспензии могут быть получены конденсационным или агрегационным методом. При этом процессы проводят так, чтобы получить кристаллики (или сросшиеся кристаллики) соответствующей степени дисперсности. [c.455]

Применение ультрамикроскопа позволяет наблюдать частицы с размерами до 3 им, т. е. отодвигает границу видимости почти на два порядка, охватывая практически всю коллоидную область. Еще более высокой разрешающей способностью обладают электронные микроскопы, в которых пучок электронов, проходящих через объект, фокусируется посредством электромагнитных полей. Увеличенное изображение проецируется на светящийся экран или фотографируется. Как известно, электрон может быть сопоставлен волне, длина которой обратно пропорциональна скорости электрона и и его массе т [c.42]

Если в электронном микроскопе используется поглощение электронов для изучения внешней формы и размеров коллоидных частиц и макромолекул, то методы рентгенографии и электронографии при исследовании внутренней структуры коллоидных частиц и полимерных материалов основаны на диффракции рентгеновых лучей, или, соответственно, электронов. При регулярном расположении атомов, например в кристалле, интерференция рассеянных волн приводит к определенной системе диффракционных пятен. Положение пятен определяется законом Вульфа-Брэгга [c.70]

Применение ультрамикроскопа позволяет наблюдать частицы с размерами до 3 нм, т. е. отодвигает границу видимости почти на два порядка, охватывая практически всю коллоидную область дисперсности. Еще более высокой разрешающей способностью обладают электронные микроскопы, в которых пучок электронов, проходящих через объект, фокусируется посредством электромагнитных полей. Увеличенное изображение [c.46]

Электронная микроскопия. Электронный микроскоп дает возможность прямым методом определять размеры коллоидных частиц (рис. 4.7). При применении усовершенствованных моделей приборов можно различать отдельные частицы вплоть до таких, размеры которых составляют всего лишь 1—2 нм. Однако измерение частпц величиной меньше 5 нм оказывается затруднительным. Александер и Айлер [142] впервые продемон-стрпровали, что размеры коллоидных частиц кремнезема, измеренные с помощью электронного микроскопа, коррелируют с соответствующими размерами, определенными методом рас- [c.469]

Начало современному учению о роли поверхностных явлений в дисперсных системах было положено работами русского ученого Л. Г. Гурвича (1912 г.). Б. В. Дерягин развил общепринятые в настоящее время теории устойчивости, стабилизации и коагуляции коллоидных систем электролитами. Важными для теории и практики явились работы П. А. Ребиндера и его сотрудников по изучению влияния адсорбционных слоев на свойства различных дисперсных систем. Применив электронный микроскоп, В. А. Каргин определил размеры и форму коллоидных частиц и проследил за кинетикой их образования. [c.333]

В настоящее время в связи с изобретением электронного микроскопа ультрамикроскоп в значительной мере утратил свое значение. В электронном микроскопе освещение объекта производится не световыми лучами, а пучком электронов, фокусируемым действием электрического или магнитного полей. С помощью электронного микроскопа можно достичь увеличения в 200 тыс. раз. Это позволяет изучать объекты примерно в 100 раз более мелкие, чем при наблюдении в световых микроскопах. Электронный микроскоп позволяет непосредственно видеть коллоидные частицы, макромолекулы и даже объекты размером в несколько атомных диаметров. Электронная микроскопия с успехом применяется для изучения биологических объектов, вирусов, красителей, катализаторов, силикатов, резины, металлов, окисных пленок, пластических масс и др. [c.346]

Молекулы Agi объединяются в практически нерастворимые частицы, в которых ионы Ag+ и I- образуют кристаллическую решетку. Исследования 3. Я. Берестневой и В. А. Каргина при помощи электронного микроскопа показали, что новообразованные частицы вначале имеют аморфное строение, затем постепенно в них происходит кристаллизация. Если AgNOg и К1 взяты в эквивалентных количествах, то частицы-кристаллики растут, достигая значительной величины, превосходящей размеры коллоидных частиц, и быстро выпадают в осадок. Если же одно из исходных веществ взято в небольшом избытке, то оно служит стабилизатором, сообщающим устойчивость коллоидным частицам Agi. Так, при избытке AgNOa в растворе будет находиться большое количество ионов Ag и NO3-. Однако построение кристаллической решетки Agi согласно правилу Панета — Фаянса может идти только за счет ионов, входящих в ее состав в данном случае за счет ионов Ag+. [c.150]

Перпендикулярно к поверхности размеры коллоидных частиц тщательно измерялись комбинированным стереоскопическим и фотограмметрическим метода-ми . В кристаллах каолинита численное отношение диаметров к толщине таблитчатых отдельностей довольно велико, причем это типично для всех силикатов с ярко выраженной слоистой структурой. По сравнению с усло- виями обычной оптической микроскопии значительно большая глубина поля в аксиальном фокусировании электронного микроскопа способствует точности такого сте-реофотограмметрического метода . Превосходные фотографии, пригодные для современного точного стереокомпаратора Пульфриха, возможно получить при дополнительных специальных конденсорах и поддерживающих [c.279]

Электронные микроскопы дают возможность увидеть отдельные коллоидные частицы, крупные макромолекулы (например, белков), вирусы, элементы кристаллической решетки и другие субмикроско-пические объекты размером 10 —10" см. Методом электронной микроскопии можно также наблюдать структуру полимеров. Если классическим методом структурного анализа (рентгенографическое исследование) можно получить сведения лишь о строении областей, размеры которых в десятки и сотни раз меньше длины полимерных молекул, то применение электронной микроскопии позволяет исследовать структуры, образующиеся при взаимодействии макромолекул (надмолекулярные структуры). [c.166]

В основе защитного действия лежит адсорбционное взаимодействие между частицами дисперсной фазы золя и находящимися в растворе молекулами высокомолекулярного соединения. Учитывая тот факт, что размеры макромолекул высокополимеров достигают в длину 400—800 mjx, а максимальные размеры коллоидных частиц составляют 100 тц, следует считать маловероятной возможность адсорбционного взаимодействия между несколькими макромолекулами и одной коллоидной частицей. Гораздо более вероятным является такое положение, когда одна макромолекула взаимодействует с несколькими коллоидными частицами, соприкасаясь с каждой из них отдельными своими звеньями. К такому заключению приводят исследования механизма защитного действия, произведенные Э. М. Натансоном (1950) с помощью электронного микроскопа. Рассмотрение электронпомикроскопических снимков, полученных Натансоном, позволило ему сделать вывод о том, что коллоидные частицы связываются в цепеобразные агрегаты посредством макромолекул. [c.226]

Оптические свойства коллоидных систем. Большинство золе , ярко окрашены и способны поглощать свет. Наряду с этим коллоидные системы рассеивают свет. Способность коллоидной системы поглощать и рассеивать свет обычно оценивается оптической плотностью. Она может быть измерена фотоэлектроколориметром. На способности коллоидных систем рассеивать свет основаны оптические методы определения дисперсности коллоидных систем -ультра-микроскопия, фотоколориметрия. Наиболее совершенным прибором, позволя[рщим видеть действительные размеры -коллоидных частиц, является электронный микроскоп вместо световых лучей в нем используется пучок электронов в вакууме. [c.327]

В курсе коллоидной химии принято рассматривать только те оптические методы, которые используются в дисперсионном анализе (анализе дисперсности) для определения размера и формы частиц, удельной поверхностп, концентрации дисперсной фазы. К зтнм методам относятся световая и электронная микроскопия, методы, основанные на рассеянии лучей, двойном лучепреломлении и др. [c.247]

Электрическая ориентация. Мы уже говорили о том, что ориентация коллоидных частиц в электрическом и магнитном полях имеет то существенное преимущество перед ориентацией в потоке, что ориентирующее воздействие поля может быть наложено и прекращено практически мгновенно. Таким образом, имеется возможность изучать не только стационарные состояния ориентации, но и переходные состояния, прежде всего спонтанную разориентацию частиц под действием броуновского движения. При данной форме частиц броуновское движение однозначно связано с их размерами, которые и могут быть определены рассматриваемым методом. Так, Бенуа (1950 г.), изучая релаксацию при разориентации вируса табачной мозаики (ориентированного под действием электрического поля), вычислил длину вируса, которая оказалась близкой к величине, полученной из данных электронной микроскопии. Основной недостаток этого метода состоит в том, что его применимость ограничена частицами, обладающими специфической чувствительностью по отношению к электрическому или магнитному полю, а это свойство, к сожалению, не является универсальным. Приблизительные расчеты Стоилова для эллипсоида вращения показали, что диамагнитные частицы очень мало чувствительны к действию [c.32]

Применение ультрамикроскопа позволяет наблюдать частицы с размерами до 3 нм, т. е. отодвигает границу видимости почти на два порядка, охватывая практически всю коллоидную область дисперсности. Еще более высокой разрещающей способностью обладают электронные микроскопы, в которых пучок электронов, проходящих через объект, фокусируется посредством электромагнитных полей. Увеличенное изображение проецируется на светящийся экран или фотографируется. Как известно, электрону может быть сопоставлена волна, длина которой обратно пропорциональна скорости электрона и и его массе т к = Н/ти, где /г — постоянная Планка. Сильные электрические ноля, применяемые в источнике пучка электронов ( электронной пушке ), ускоряют электроны до скоростей, соответствующих значениям Я 10 — 10- см. Подстановка этих значений в приведенную формулу показывает, что разрешающая способность позволяет наблюдать отдельные молекулы и, в принципе, безгранична (см. рис. XIV. 10). [c.43]

Жидкие коллоидные растворы (золи) представляют собой ультра-микрогетерогенные системы, в которых частицы раздробленного (диспергированного) вещества имеют линейные размеры примерно от 0,1 до 0,001 М.КМ. и являются агрегатами кристаллического или аморфного характера, состоящими из множества молекул, атомов или ионов. Такие частицы невидимы в микроскоп с увеличением до 2000, но различимы с помощью ультрамикроскопа или электронного микроскопа. Коллоидные частицы способны рассеивать свет. Этим объясняется опалесценция (легкая мутноватость) коллоидных растворов. Такие дисперсные системы, как суспензии (глина в воде), эмульсии (масло в воде), туман, дым. пыль, взвешенная в воздухе, более грубые. Размер [c.175]

Размеры и форму коллоидных частиц можно определить методом электронной микроскопии. В электронном микроскопе вместо световых лучей используется пучок быстро движущихся электронов. Для фокусировки электронного пучка применяются электронные линзы — электромагнитные катушки, создающие электрические и магнитные поля. Увеличенное изoJбpaжeниe объекта проецируется на светящийся (флуоресцирующий) экран. Для электронного микроскопа предел разрешения, характеризующий способность прибора различать мелкие, близко расположенные детали объекта, составляет 0,2— [c.189]