Диффузия в истинных растворах и в коллоидных системах

Скорость диффузии прн постоянных температуре и вязкости среды зависит от величины н формы частиц. Медленность диффузии является признаком, отличающим коллоидные системы от истинных растворов низкомолекулярных веществ. [c.319]

Диффузия в коллоидных системах. Диффузией в растворах называется естественный процесс, ведущий к равномерному распределению растворенного вещества по всему объему раствора. Растворенное вещество всегда стремится двигаться от мест с большей концентрацией к местам с меньшей концентрацией. Это явление свойственно как истинным, так и коллоидным растворам. Однако скорость этого процесса (скорость диффузии) в коллоидных растворах во много раз меньше, чем в молекулярно-дисперсных растворах. [c.511]

Диффузия в дисперсных системах — это естественный процесс, ведущий к равномерному распределению составных частей по всему объему системы. В коллоидных системах диффузия приводит к выравниванию частичной концентрации (т. е. концентрации частиц дисперсной фазы) по всему объему системы. Поскольку равномерное распределение частиц дисперсной фазы в коллоидной системе наиболее вероятно, процесс диффузии идет с возрастанием энтропии и является самопроизвольным. Однако скорость диффузии в коллоидных системах невелика — она во много раз меньше, чем в истинных растворах. [c.196]

Грубодисперсные системы (например, пыль или суспензия песка в воде) седиментационно неустойчивы и оседают, так как частицы их тяжелы и практически не могут осуществлять теплового (броуновского) движения. Наоборот, высокодисперсные системы (газы, истинные растворы) обладают высокой кинетической устойчивостью, так как им свойственны тепловое движение и способность к диффузии. Коллоидные системы (аэрозоли, лиозоли) по устойчивости занимают промежуточное положение. [c.69]

Наряду с дисперсными системами в курсе коллоидной химии изучают свойства растворов высокомолекулярных веществ (ВМВ). Эти системы принципиально отличны от коллоидных систем. Растворы ВМВ — гомогенные термодинамически устойчивые обратимые системы, которые образуются самопроизвольно и по своей природе являются истинными молекулярными растворами. Однако при всех различиях их объединяет с коллоидными системами такой важный признак, как размер частиц. Молекулы ВМВ — макромолекулы как и коллоидные частицы, состоят из многих тысяч атомов. С этим связаны схожесть оптических свойств, малая скорость диффузии, низкое осмотическое давление у тех и других систем. [c.460]

Размеры макромолекул соизмеримы с размерами коллоидных частиц. Поэтому растворы полимеров обнаруживают ряд свойств, характерных для коллоидных золей (эффект Тиндаля, замедленная диффузия, тиксотропия и др.). Однако в отличие от коллоидных золей растворы полимеров являются молекулярно-дисперсными системами и удовлетворяют основным критериям истинных растворов 1) самопроизвольность образования, термодинамическая устойчивость, равновесность и обратимость 2) постоянство концентрации во времени 3) однофазность, гомогенность. [c.80]

Молекулярно-кинетическая теория рассматривает коллоидные системы как частный случай истинных растворов дисперсную фазу — как растворенное вещество, дисперсионную среду — как растворитель. Это позволяет вполне удовлетворительно объяснить явления осмоса, диффузии,, седиментационного равновесия и другие неспецифические свойства коллоидов (т. е. свойства, не связанные с проявлением молекулярных взаимодействий на поверхности коллоидных частиц). [c.19]

Явление диффузии универсально, т. е. наблюдается и у молекул и ионов истинных растворов, и в газовых смесях, и у частиц дисперсной фазы, достаточно малых, чтобы принимать участие в броуновском движении. Различие диффузии во всех этих системах носит только количественный характер и выражается в различных скоростях процесса, зависящих ог величины и формы частиц. Скорость диффузии, как мы увидим в дальнейшем, тем меньше, чем больше размеры диффундирующих частиц. Следовательно, коллоидные частицы, размеры которых превосходят размеры обычных молекул [c.21]

Это уравнение показывает, что коэффициент диффузии (или скорость диффузии) обратно пропорционален размеру диффундирующих молекул или частиц. Вполне естественно поэтому, что скорость диффузии в коллоидных системах в сотни и тысячи раз меньше, чем скорость диффузии молекул в истинных растворах и в газовых смесях. Из этого же уравнения видно, что скорость диффузии возрастает с повышением температуры и уменьшается с повышением вязкости растворителя или дисперсионной среды. [c.23]

Высокополимерные и высокомолекулярные соединения (ВМС) и их растворы занимают особое место в коллоидно-химической классификации. Растворы ВМС, являясь, по существу, истинными молекулярными растворами, обладают в то же время признаками коллоидного состояния. При самопроизвольном растворении ВМС диспергируются до отдельных макромолекул, образуя гомогенные, однофазные, устойчивые и обратимые системы (например, растворы белка в воде, каучука в бензоле), принципиально не отличающиеся от обычных молекулярных растворов. Однако размеры этих макромолекул являются гигантскими по сравнению с размерами обычных молекул и соизмеримы с размерами коллоидных частиц. Приведенные на стр. 13 данные показывают, что размеры макромолекул (гликоген) могут быть не меньшими, а иногда большими, чем размеры обычных коллоидных частиц (золь Аи) и тонких пор. Поскольку дисперсность, как мы уже видели, существенно влияет на свойства системы, очевидно, что растворы ВМС должны обладать рядом признаков, общих с высокодисперсными гетерогенными системами. Действительно, по целому ряду свойств (диффузия, задержка на ультрафильтрах, структурообразование, оптические и электрические свойства) растворы ВМС стоят ближе к коллоидным системам, нежели к молекулярным растворам. Поскольку растворы ВМС диалектически сочетают свойства молекулярных растворов и коллоидных систем, целесообразно называть их, по предложению Жукова, молекулярными коллоидами, в отличие от другого класса, — типичных высокодисперсных систем — суспензоидов [1]. [c.14]

Из уравнения (201) следует, что D или скорость диффузии обратно пропорциональна размеру диффундирующих частиц. По этой причине при одной и той же температуре скорость диффузии в коллоидных системах в сотни и тысячи раз меньше, чем скорость диффузии молекул в истинных растворах и газах. Зная коэффи- [c.340]

Существует класс весьма важных веществ с очень большими молекулами, так называемые высокомолекулярные соединения, или полимеры. Сюда относятся белки, целлюлоза, каучук и ряд синтетических продуктов. Размеры молекул этих веществ в отдельных случаях могут даже превышать размер коллоидных частиц. Возникает вопрос, являются ли растворы этих веществ коллоидными системами. Казалось бы, на этот вопрос следует ответить положительно, так как эти растворы, содержащие гигантские молекулы, обладают многими свойствами, характерными для коллоидных растворов, например, способностью к диализу и малой диффузией. Однако, как показали исследования последних десятилетий, в достаточно разбавленных растворах высокомолекулярные соединения раздроблены до молекул и, следовательно, эти растворы представляют собою гомогенные системы. Поэтому их нельзя отнести к типичным коллоидным системам. Растворы белков, целлюлозы, каучука и других подобных веществ во избежание путаницы лучше называть не коллоидными растворами, как это было принято раньше, а растворами высокомолекулярных веществ. Это название указывает, что данные системы, во-первых, являются истинными растворами и, во-вторых, что в них содержатся гигантские молекулы. [c.14]

ДИФФУЗИЯ В ИСТИННЫХ РАСТВОРАХ И В КОЛЛОИДНЫХ СИСТЕМАХ [c.58]

Причина диффузии в истинных растворах, как выше указано, заключается в тепловом движении молекул. Аналогично в коллоидных системах причиной диффузии дисперсной фазы является броуновское движение частиц. Если существует связь между броуновским движением и диффузией, то должна существовать связь между средним квадратичным значением проекции смещения частицы А и коэффициентом диффузии О. [c.63]

В истинных растворах молекулярно-кинетические свойства (скорость диффузии, осмотическое давление, понижение давления пара, повышение температуры кипения, понижение температуры замерзания и т. п.) при прочих равных условиях выражены в большей мере, чем в коллоидных. Чем больше степень дисперсности вещества, тем в большей мере преобладает хаотическое движение частиц над их стремлением к агрегации, и наоборот. При молекулярной степени дисперсности, когда стремление частиц к агрегации отсутствует, молекулярно-кинетические свойства молекул растворенного вещества реализуются на 100%. По мере же уменьшения степени дисперсности растворенного вещества стремление частиц к агрегации все более ослабляет их хаотическое движение. При некотором значении линейных размеров частиц стремление их к агрегации становится настолько преобладающим, что хаотическое движение частиц вовсе прекращается, а вместе с этим обращаются в нуль и все молекулярно-кинетические свойства системы (частицы дисперсной фазы при этом оседают на дно сосуда). [c.321]

Молекулы высокомолекулярных веществ чаще имеют линейное строение, иногда с ответвлениями, которые могут связывать между собой ряд молекул, образуя сетчатую или трехмерную структуру. Из-за больших размеров молекул высокомолекулярных веществ диффузия в их растворах идет медленно макромолекулы неспособны проникать через полупроницаемые мембраны, т.е. в этом отношении они отличаются от типичных коллоидных систем. В противоположность коллоидным системам растворы высокомолекулярных веществ обладают термодинамической устойчивостью, т.е. они могут быть отнесены к истинным (молекулярным), однофазным системам. [c.66]

Это уравнение показывает, что коэффициент диффузии (или скорость диффузии) обратно пропорционален размеру диффундирующих молекул или частиц. Вполне естественно поэтому, что скорость диффузии в коллоидных системах в сотни и тысячи раз меньше, чем скорость диффузии молекул в истинных растворах и в газовых смесях. Из этого же уравнения видно, что скорость диффузии возрастает с повышением темпе-Рис. 5. Схема опы- ратуры и уменьшается с повышением вяз-та по определению КОСТИ растворителя или дисперсионной коэффициента среды. диффузии Зная коэффициент диффузии и поль- [c.24]

Так как по ряду своих свойств истинные растворы высокомолекулярных соединений приближаются к коллоидным системам, они изучаются в курсе коллоидной химии. Подобно коллоидным частицам, молекулы полимеров обладают весьма малой скоростью диффузии и не способны проникать через полупроницаемые мембраны. Для растворов высокомолекулярных соединений, так же, как и для коллоидов, характерны медленное течение всех процессов и сильное влияние малых добавок на их свойства. [c.200]

Систематическое изучение коллоидных систем было начато английским ученым Т. Грэмом в 1861 г. Этот год принято считать годом рождения коллоидной химии. Грэм обобщил выполненные до него исследования и сформулировал основные представления о коллоидных системах. Ему принадлежит и введение термина коллоид . Изучая диффузию веществ в растворах, Грэм отметил медленное протекание диффузии частиц коллоидных растворов и их неспособность проникать через мембраны в отличие от молекул обычных растворов. Ои разработал методы получения коллоидных растворов и показал, что нерастворимые вещества при определенных условиях могут быть переведены в состояние раствора (золя), по внешним признакам почти не отличающегося от истинных растворов. Сопоставляя обычные растворы с золями, Грэм пришел к выводу о необходимости разделения веществ на кристаллоиды и коллоиды . Однако он принял коллоиды за особый класс веществ, хотя и выражал сомнение, предполагая, что частица коллоида построена из более мелких кристалликов и именно такая сложная структура может быть причиной коллоидальности. [c.19]

Вследствие того что частицы коллоидной системы обладают значительно большими размерами и значительно большей массой, чем молекулы растворенного вещества в истинном растворе, скорости теплового движения коллоидных частиц будут во много раз меньше скорости движения молекул. Чем крупнее частицы и чем соответственно меньше скорость их движения, тем меньше и скорость их диффузии. [c.326]

Зависимость скорости диффузии от величины частиц коллоида была впервые установлена И. Г. Борщовым (1869). Зависимость эта относится не только к коллоидным системам, но и к истинным растворам, для которых также легко устанавливается обратная связь между величиной молекулы растворенного вещества и скоростью дис узии (табл. 46). [c.326]

Из уравнения (170) следует, что О или скорость диффузии обратно пропорциональна размеру диффундирующих частиц. По этой причине при одной и той же температуре скорость диффузии в коллоидных системах в сотни и тысячи раз меньше, чем скорость диффузии молекул в истинных растворах и газах. Зная коэффициент О (его определяют опытным путем) и пользуясь формулой (170), можно найти размеры диффундирующих частиц. Диффузионный метод определения размера частиц (степени дисперсности) и массы частицы, основанный на уравнении (170), находит широкое применение и дает надежные результаты именно для коллоидов. [c.295]

Явление диффузии наблюдается во всех дисперсных системах, начиная от молекулярно-дисперсных до систем с видимыми в обычный микроскоп частицами, причем различие между этими системами, как ранее было отмечено, носит только количественный, а не качественный характер и выражается в различной скорости процесса, зависящей от величины и формы частиц. Поэтому то обстоятельство, что одни растворенные вещества практически не диффундируют или диффундируют очень медленно, по сравнению с другими растворенными веществами, не может служить критерием для отличия истинных растворов от коллоидных, как это предполагалось в начале развития коллоидной химии. [c.307]

Согласно приведенному уравнению скорость диффузии обратно пропорциональна линейным размерам диффундирующих молекул или частиц. Из этого следует, что скорость диффузии в коллоидных системах в сотни и тысячи раз меньше, чем в истинных растворах. Вполне естественно, что Грэм в свое время пришел к заключению об отсутствии диффузии в коллоидных растворах. [c.217]

Несмотря на особенности растворения ВМС, их растворы истинные, термодинамически устойчивые системы. В этом заключается принципиальное отличие их от коллоидных систем, к которым долгое время относили растворы полимеров под названием лиофильных золей. Основанием для этого служили очень малая скорость диффузии, неспособность проходить через полупроницаемые перегородки, способность давать слабый, но отчетливый эффект Тиндаля, старение — изменчивость во времени, а следовательно, отсутствие равновесия. Но отличительными признаками коллоидных систем являются гетерогенность, высокоразвитая поверхность раздела между дисперсионной средой и дисперсной фазой, отсюда термодинамическая неустойчивость, неспособность существовать без стабилизатора, легкая разрушаемость под воздействием различных факторов (коагуляция). [c.258]

Суспензии, в которых диффузия отсутствует, являются кинетически неустойчивыми системами их частицы осаждаются в течение сравните.яьно небольшого отрезка времени. К абсолютно кинетически устойчивым системам относятся истинные растворы. Коллоидные растворы составляют промежуточный тип систем. [c.17]

Растворам полимеров присущи свойства, характерные и для истпиных и для коллоидных растворов Как и истинные растворы низкомолекулярных веществ, растворы полимеров представляют собой молекулярно-дисперсные системы, образующиеся самопроизвольно и сохраняющие стабильность и постоянство концентрации нри различных температурах и длительном хранении и имеющие обратимые свойства. В то же время для полимерных растворов, как и для всяких коллоидных систем, характерны малая скорость шаим ной диффузии в системе растворитель—растворенное вещество. [c.61]

Если взаимодействие коллоидных частиц со средой незначительно, то золи называют лиофобными (гидрофобными), если оно выражено сильно, то золи называют лиофильными (гидрофильными). Частицы в лиофильных золях окружены сольватной (гидратной) оболочкой, делающей их более агрегативно устойчивыми по сравнению с лиофобными золями. Типичные гидрофобные золи — гидрозоли металлов (платины, золота, серебра и др.), неметаллов (серы, графита и др.), солей, не образующих истинных растворов в воде (Agi, As Sg и др.). Гидрозоли кремниевой и ванадиевой кислот, гидроксидов алюминия и железа (III) несколько приближаются к гидрофильным системам. Типичные лиофильные системы — водные растворы желатина и вообще разных белковых веществ, целлюлозы и др. Их раньше причисляли к лиофильным коллоидам. Но в настоящее время доказано, что растворы подобного рода высокомолекулярных веществ, а также синтетических высокомолекулярных веществ являются однофазными системами (Каргин, Слонимский и др.). В отличие от типичных коллоидных растворов указанные растворы только в некоторых отношениях сходны с типичными коллоидами медленная диффузия, неспособность проникать через животные и растительные пленки. Это объясняется тем, что в растворах высокомолекулярных веществ молекулы велики (см. гл. XIII) и соизмеримы с размерами коллоидных частиц. Но все же они являются молекулярно-дисперсными системами и по своей агрегативной устойчивости близки к истинным растворам низкомолекулярных веществ. По этой причине растворы высокомолекулярных веществ сейчас не причисляют к типичным коллоидным микрогетеро-генным системам. [c.176]

Истинные растворы полимера, обладая всеми признаками истинных растворов, характеризуются двумя признаками, сближающими их с коллоидными системами медленная диффузия и неспособность проникать через полупроницаемые перегородки. Оба признака являются следствием очень большого размера макромолекул, а не наличия коллоидных частиц. Медленная диффузия огромных макромолекул и их ассоциатов, обладающих очень большими временами релаксации, приводит к тому что ргавновесие в растворах полимеров устанавливается очень медленно. Поэтому для правильной оценки свойств растворов полимеров следует изучать их изменения во времени и считать достоверными только те данные, которые во времени уже больще не изменяются. [c.288]

В 60-х годах профессор Киевского университета И. Г. Борщев, независимо от Грэма, дал правильцое освещение сущности коллоидного раствора (золя) и коллоидной частицы. И. Г. Борщев пришел к правильному заключению, что скорость диффузии частиц в растворе зависит от их размера, а именно—она обратно пропорциональна этим размерам следовательно, диффузия в ка кой-то мере свойственна и коллоидным растворам. В своих рабо тах он характеризовал коллоидные системы, как системы многофаз ные (гетерогенные), отличая их от истинных растворов, как си стем однофазных (гомогенных) затем ен утверждал, вопреки Грэму что коллоидные частицы могут иметь и кристаллическое строение что впоследствии (1920 г.) и подтвердилось рентгенографически В дальнейшем, в 80-х годах, А. П. Сабанеев своими иссле дбваниями показал, что золям, подобно истинным растворам (т. е. по Грэму, растворам кристаллоидов), также свойственно пониже ние точки замерзания, количественно соответствующее молярно му весу растворенного коллоида, чем, в противоположность мнению Грэма, устанавливается не метафизическое взаимоисключение истинных растворов и золей, а их диалектическое единство. [c.15]

Первыми объектами исследований, положившими начало коллоидной химии, явились растворы природных высокомолекулярных веществ (ВС), обладающих клейкостью—желатин, крахмал, гуммиарабик и другие, так как такие растворы по их молекулярнокинетическим свойствам (малому осмотическому давлению, медленной диффузии и неспособностью проникать через полупроницаемые мембраны) похожи на коллоидные растворы. Это сходство объясняется тем, что размеры частицы, определяющие молекулярно-ки-нетнческие свойства обоих типов растворов (коллоидных и высокомолекулярных) довольно близки друг к другу и значительно превосходят размеры молекул истинных растворов. Однако растворы высокомолекулярных соединений, как уже было выше указано, принципиально отличаются от коллоидных. Частицы (мицеллы) в коллоидных системах — это агрегаты молекул, в то время как в растворах высокомолекулярных веществ — отдельные, гигантских размеров, молекулы. Коллоидные растворы представляют собой гетерогенные, термодинамически неравновесные, агрегативно неустойчивые системы. Для устойчивости коллоидных систем необходимо вводить стабилизаторы. [c.355]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология