Коллоидные системы методы исследования, оптические

Исследование оптических свойств высокодисперсных систем имело исключительно большое значение не только для установления новых взглядов на природу коллоидных растворов, но и дало экспериментаторам методы для наблюдения за поведением коллоидов, определения их концентрации, размеров и форм частиц. Значение оптических методов также состоит в том, что они дали возможность проверить ранее имевшие гипотетический характер молекулярно-кинетические представления о строении веществ, распространить их на высокодисперсные системы,и подвести строго теоретическую базу под такие явления, как диффузия, броуновское движение, седиментация, коагуляция. Непосредственным результатом было неопровержимое доказательство реальности существования молекул. Наконец, оптические методы дали возможность экспериментально демонстрировать статистическую природу второго закона термодинамики, в частности в связи с броуновским движением. [c.314]

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]

Методы исследования золей (определение размера, формы и заряда коллоидных частиц) основаны на изучении их особых свойств, в частности оптических, обусловленных гетерогенностью и дисперсностью. Из явлений, возникающих при действии света на золь, наиболее характерно рассеяние света. Это явление проявляется в виде опалесценции при боковом расстворе-нии золя, через который проходит световой луч, внутри коллоидной системы наблюдается светящийся конус (явление Тиндаля). [c.423]

Светорассеяние коллоидными системами широко используется в коллоидной химии. Оно лежит в основе двух оптических методов исследования коллоидов — нефелометрии и ультрамикроскопии. [c.39]

Микрогетерогенные и ультрамикрогетерогенные дисперсные системы благодаря соизмеримости частиц дисперсной фазы с длиной световых волн обладают специфическими оптическими свойствами. Это позволяет использовать оптические методы исследования для изучения структуры и формы частичеи , скорости их перемещения, размеров и концентрации. Оптические методы широко используются в практике определения концентрации коллоидных растворов, эмульсий, аэрозолей. Оптические характеристики аэрозолей (туманы, тучи, пыль), степень мутности водоемов имеют большое значение для авиации, метеорологии, контроля загрязнения окружающей среды. [c.388]

Уравнение (IV. )—основа оптических методов исследования коллоидных растворов по светорассеянию. Рассмотрим зависимость I от различных параметров коллоидной системы. [c.38]

Принципиальная возможность установить объективные различия между гомогенными однофазными и коллоидно-гетерогенными многофазными дисперсными системами, состоящими из тех же веществ, может быть реализована применением некоторых физикохимических методов исследования. Например, рассеяние света гомогенными растворами определяется быстрым возникновением и исчезновением оптических неоднородностей, связанных с флуктуациями плотности, концентрации и анизотропии. Это рассеяние обычно невелико и описывается закономерностями, общими для растворов как низкомолекулярных, так и высокомолекулярных соединений. Рассеяние света в многофазных дисперсных системах, как правило, значительно интенсивнее и подчиняется иным закономерностям. [c.56]

Наряду с электронной микроскопией для исследования тех же систем необходимо привлекать другие независимые методы — электронную дифракцию, рентгеноструктурный анализ, изучение оптических свойств, адсорбционные, химические и коллоидно-химические методы и т. д. При правильной постановке такие комплексные исследования дают не просто суммирование результатов, но позволяют глубже понять структуру объектов, получить более всесторонние сведения об изучаемой системе. [c.127]

Как было показано ранее, вопросы агрегативной и кинетической устойчивости коллоидных систем изучаются на протяжении многих лет. В последние десятилетия интенсивно развиваются исследования устойчивости, однако методические разработки в этом направлении весьма ограниченны. Основное внимание уделяется методам, позволяющим косвенно определять устойчивость нефтяных дисперсных систем при обычных или повышенных температурах. В условиях комнатных температур определяют кажущуюся устойчивость в среде растворителя. Сущность одного из методов заключается в установлении седиментационным методом способности к расслоению разбавленных нефтяных дисперсных систем [31, 148]. Критерием оценки в этом случае является фактор устойчивости, представляющий собой отношение концентраций дисперсной фазы, устанавливаемое за фиксированное время центрифугирования исследуемого раствора в двух слоях, отстоящих на определенном расстоянии друг от друга в направлении сил осаждения. Чаще всего с помощью фотоэлектроколориметра определяют концентрацию асфальтенов в верхнем и нижнем слоях раствора исследуемого нефтепродукта. При этом для каждого из исследуемых нефтепродуктов необходимо построение калибровочных графиков в координатах оптическая плотность — концентрация асфальтенов в используемом растворителе, что усложняет и делает более длительным исследование по этому методу. Предложено определять склонность компонентов нефтяной дисперсной системы к ассоциации и осаждению при помощи соотношения [c.270]

Коллоидные системы обычно являются двухфазными системами, в которых одна из фаз имеет размеры в пределах от 50 А до 1 л. К ним относятся дымы, туманы, эмульсии, высоко диспергированные суспензии металлов и их гидроокисей, или растворы полимеров, а также многочисленные биологические системы, например, протеины и вирусы. В течение первой четверти текущего столетия коллоидная химия утвердилась как самостоятельная отрасль науки. Коллоидные системы подчиняются особым законам и обладают специфическими свойствами, которые в значительной степени определяются размером и формой образующих их частиц. До недавнего времени о размерах и форме частиц можно было судить лишь на основании данных непрямых методов исследования, так как коллоидные частицы находятся за пределом разрешения оптического микроскопа. [c.130]

Воздействие внешнего электрического поля также создает ориентацию частиц, обладающих постоянными или индуцированными диполями и приводит к оптической анизотропии, изменяющей свойства системы. Изучение электрических свойств коллоидных частиц посредством исследования оптических явлений во внешнем электрическом поле составляет основу электрооптики дисперсных систем. Успешное развитие этого направления в работах советской (Цветков, Духин, Толстой и др.) и болгарской (Шелудко, Стоилов и др.) научных школ способствовало становлению электрооптики в качестве одного из плодотворнейших методов изучения дисперсных систем (подробней см, гл. ХИ). [c.44]

В основе ранних теорий о строении мыльных смазок были представления о смазках как эмульсионных системах, содержащих воду в качестве стабилизатора структуры. Д. С. Великовский, исследуя структуру кальциевых и натриевых смазок оптическими методами, установил ошибочность такой точки зрения и впервые показал, что смазки являются типичными коллоидными системами. Однако оптический микроскоп, используемый в ранних исследованиях, мог дать только грубую оценку структуры смазок, поскольку размеры частиц загустителей ниже предела его разрешающей способности. Показатель внешней структуры (текстуры) был положен в основу оценочных показателей смазок и в настоящее время как показатель внешний вид фиксируется в большинстве ГОСТ и ТУ. [c.13]

Здесь уместно указать, что наряду с типичными необратимыми и обратимыми системами, согласно классификации Зигмонди и Фрейндлиха, существуют и промежуточные системы, которые трудно отнести к какому-нибудь одному из обоих классов. Это, например, золи гидроокисей некоторых металлов А1(0Н)з, Ре(ОН)з, 5п(ОН)4. Исследование с помощью оптических методов указывает на присутствие в этих системах коллоидных частиц (агрегатов молекул). Имеются и другие основания считать эти системы гетеро-генными. Вместе с тем эти системы обратимы, могут быть получены с достаточно большой концентрацией дисперсной фазы и менее чувствительны к электролитам, чем типичные лиофобные системы. Такие свойства этих систем обычно объясняют исключительно большой гидратацией содержащихся в них частиц. Однако в последнее время ряд исследователей стали считать, что в этих системах в зависимости от способа получения дисперсная фаза может находиться как в виде коллоидных частиц, так и в виде макромолекул. Природа этих растворов до сих пор окончательно не ясна. К этому вопросу мы еще возвратимся в гл. IX и XIV. [c.27]

Для исследования структуры смесей полимеров широкое применение получили методы оптической и электронной микроскопии. На рис. 17.3, а (см. вклейку) приведен типичный для смеси полимеров электронномикроскопический снимок. Видно, что это двухфазная система, напоминающая коллоидную систему твердого вещества в твердом. Такого типа картина наблюдается для подавляющего числа полимерных систем, и только очень немногие смеси, образованные из взаимно растворимых полимеров, представляют собою однофазную систему (рис. 17.3,6). [c.474]

Оптические методы принадлежат к самым распространенным методам исследования состава и структуры веществ и материалов. В коллоидной. химии исследуют состав и структуру не только (нлн пе столько) отдельных фаз, но и в первую очередь межфазных поверхностных слоев и структуры дисперсных систем определяю дисперсность системы (площадь поверхности), форму н строа ние элементов структуры (отдельных частиц), пористость, про< филь поверхности, толщину слоев, их состав и природу сил [c.245]

Продолжается активное развитие ряда фугих направлений коллоидно-химической науки и смежных областей знания учения об аэрозолях (играющего важную роль в создании методов защиты окружающей среды от загрязнения) физикохимии электроповерхностных явлений, включая коллоидно-химические аспекты борьбы с коррозией термодинамики поверхностных явлений и фазовых равновесий в дисперсных системах, теории электрокинетргаеских и оптических свойсгв коллоидных дисперсий изучения коллоидных свойств дисперсий ВМС (включая методы получения полимерных покрытий, особенности латексной полимеризации) исследований специфических коллоидно-поверхностных эффектов в кристаллах особенностей смачивания и других поверхностных явлений в высокотемпературных системах. Энергично развивается физико-химическая механика природных дисперсных систем (глинистые минералы, уголь, торф и др.) конструкционных и строительных материалов (стали, сплавы, керамика, материалы на основе минеральных вяжущих веществ) контакта твердых поверхностей, трения, смазывающего действия. [c.14]

Работы Лифшица и других представителей советской школы [25, 26] были впоследствии развиты в теоретических исследованиях [27, 281, посвященных межмолекулярным силам. Так, МакЛачлан [29] показал, что некоторые результаты, полученные ранее квантовомеханическим методом, могут быть установлены и в рамках более простой математической процедуры, использующей квазиклассическое приближение и уравнение Максвелла. Кроме того, Лангбейном [30] и Нинхэмом и Парсегяном [31—33] выведенные Лифшицем уравнения были применены к некоторым коллоидным системам они показали, как можно получить приближенные значения величин, необходимых для расчетов оптических характеристик вещества. [c.25]

Помимо качественного определения коллоидных систем, явление светорассеяния используется также для количественных оптических методов исследования этих систем, а именно для определения числа коллоидных частиц и их размеров. Для указанных исследований были сконструированы специальные оптические приборы ультрамикроскоп, тин-далиметр, нефелометр. Наибольшее распространение из этих приборов получил нефелометр, дающий возможность определять концентрацию дисперсной системы, а также степень ее дисперсности. Устройство нефелометра имеет много общего с устройством колориметра (рис. 40). [c.182]

Особое место занимают исследования коллоидной структуры нефтяных дисперсных систем методом рассеяния рентгеновских лучей под малыми углами [67 — 70]. Указанный метод проявляет чувствительность к полидисперсности и форме частиц исследуемых объектов, не зависит от их оптической плотности и многокомпонетнос-ти. Однако этим методом можно фиксировать только размеры ядра структурного образования, не включая сорбционно-сольватный слой, что связано с незначительным расхождением в значениях электронных плотностей сольватной оболочки и дисперсионной среды. Кроме этого, метод малоуглового рассеяния позволяет получать достаточно воспроизводимые результаты в случае слабоструктурированных систем, когда расстояние между соседними структурными образованиями намного превышает их размеры. С помощью рассматриваемого метода изучено [71] распределение по размерам структурных образований в нефтяных профилактических средствах. Показано, что в этих системах размеры частиц дисперсной фазы составляют от 1,7-3 нм до 40 нм, причем основу коллоидной структуры составляют частицы меньших размеров. [c.84]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология