Определение осмотического давления и размера частиц

Из молекулярно-кинетических свойств коллоидных систем в демонстрационных опытах рассмотрены броуновское движение и диффузия (опыт 76), осмотическое давление (опыт 77) и гипсометрическое распределение в поле тяжести (опыт 78). При демонстрации этих опытов следует особо отметить, что все перечисленные выще свойства коллоидных растворов находятся в прямой зависимости от степени дисперсности и потому могут быть использованы для определения размеров и формы коллоидных частиц. [c.148]

Гидрофобные коллоиды, частицы которых по своим размерам намного больше обычных молекул, очень неустойчивы. Поэтому максимально достижимая концентрация частиц в таких коллоидах сравнительно невелика. Например, в золях золота значение с не может быть выше чем 10 частиц в 1 см раствора, что при комнатной температуре кТ эрг), согласно уравнению (3.6), соответствует Р = 40 дин/см , или 4-10 атм. Столь малое осмотическое давление нельзя измерить ни непосредственно в осмотической ячейке, ни косвенно эбулиоскопическим или криоскопиче-ским методом. Последние два метода в данном случае неприменимы еще и потому, что кипячение или замораживание неустойчивых коллоидов приводит к их коагуляции. Таким образом, размер частиц гидрофобных коллоидов невозможно определить путем измерения осмотического давления. Зато этот метод широко применяется для определения молекулярной массы высокомолекулярных соединений (т. е. лиофильных систем), что обусловлено меньшим размером их молекул и большей устойчивостью их растворов по сравнению с гидрофобными коллоидами. Устойчивость раство- [c.43]

Свойства, связанные с тепловым движением частиц, — броуновское движение, диффузия, осмотическое давление, —у коллоидных систем выражены гораздо слабее, чем в низко-молекулярных растворах, вследствие относительно больших размеров коллоидных частиц. Все эти свойства находятся в прямой зависимости от степени дисперсности и могут быть использованы для определения размеров и формы коллоидных частиц. Рассмотрим явления диффузий и осмотического давления в коллоидных системах. [c.252]

Осмотическое давление коллоидных растворов, кроме небольшой своей величины, отличается от осмотического давления низко-молекулярных веществ непостоянством во времени и своеобразной зависимостью от температуры и концентрации раствора. Осмотическое давление Я рассчитывается согласно закону Вант-Гоффа по формуле (И) 12. Концентрация коллоидных растворов обычно очень мала. С увеличением весовой концентрации увеличивается агрегация частиц, число их в единице объема падает, а следовательно, и уменьшается осмотическое давление. Повышение температуры также способствует слипанию частиц. Поэтому применимость метода ограничивается определением размеров частиц в растворах полимеров, которые можно получить в достаточно больших концентрациях. [c.253]

Другой особенностью осмотического давления коллоидных растворов является непостоянство его величины, что объясняется агрегацией, имеющей место в золях. Поэтому метод осмометрии не применяется для определения размера или мицеллярного веса коллоидных частиц. [c.58]

Такая частица содержит всего 380 атомов золота. Определение осмотического давления этого золя дало размер частиц, равный 1,6 Щ-, откуда видно, что частица золота в золе состоит из одного кристаллика. Такое совпадение не получается для золей, содержащих частицы вторичных и более высоких порядков. В этом случае рентгеновский анализ будет определять гораздо меньшие размеры, чем метод осаждения. [c.47]

Поскольку размеры коллоидных частиц во много раз больше размеров молекул, то при одной и той же массе содержащегося в растворе вещества число частиц в единице объёма коллоидного раствора в десятки и сотни тысяч раз меньше, чем число молекул в единице объёма истинного раствора. По этой причине величины осмотического давления в коллоидных растворах ничтожно малы и с трудом определяются опытом даже при современной измерительной технике. Результаты опытного определения осмотического давления коллоидных растворов часто сильно искажаются, вследствие присутствия в них даже ничтожных примесей (следов) электролитов и растворимых низкомолекулярных веществ. Получить же устойчивые золи без таких примесей не представляется возможным. Поэтому метод осмометрии для исследования коллоидных растворов применяется редко. [c.296]

Сам по себе этот метод ничего не говорит о природе сил, связывающих частицы друг с другом. Поэтому относительно любой суспензии, как бы она ни была груба (если только она достаточно устойчива для определения при заданной концентрации ее осмотического давления или эквивалентной ему величины), можно сказать, что она имеет молекулярный вес, соответствующий размеру частичек. Во многих случаях имеются основательные химические предпосылки для того, чтобы считать силы, связывающие между собою частицы, исключительно валентными. В других случаях в равной степени очевидным является то, что эти силы, по крайней мере в большей своей части,— чисто физические силы притяжения (включая, конечно, и межмолекулярное [c.113]

Классические косвенные методы определения размера частиц основаны на изучении адсорбции, скоростей растворения и седиментации, седиментационного равновесия, осмотического давления, рассеяния света, рассеяния рентгеновских лучей под малыми углами, ультрацентрифугирования и явлений электрофореза [1]. Однако эти методы, как правило, дают возможность определить средний размер коллоидных частиц и нри попытках представить полученные данные в виде кривой распределения частиц по размерам возникают существенные затруднения. Заключения о форме частиц могут быть выведены на основании исследования рассеяния света и двойного лучепреломления в потоке, но и здесь установление распределения связано с математическими трудностями. [c.130]

При элементарном анализе единственным методом, доступным химику дпя определения размера особенно мелких частиц, является определение соотношения их давления, телшературы и объема. Это может быть достш нуто измерением плотности газа и.пи осмотического давления, или эквивалентной ему величины в растворе, с последующей интерпретацией на основе гипотезы Авогадро. [c.113]

Определенные таким способом значення v сопоставлены с данными, полученными по осмотическому давлению. Результаты совпадают с точностью— до 10%. Авторы считают, что предлагаемый метод определения размеров коллоидных частиц может быть использован для растворов весьма малой концентрации, где неприменимы осмометрические, вискози-метрические и нефелометрические методы. [c.339]

По этой причине применимость метода осмотического давления для определения размеров частиц ограничивается растворами полимеров и теми полуколлоидными растворами, которые можно приготовить в достаточной для измерений концентрации. [c.63]

Поскольку линейные размеры коллоидных частиц обычно на 2—3 порядка больше линейных размеров молекул, то при одинаковых весовых концентрациях количество частиц в единице объема коллоидных растворов будет на 6—9 порядков меньше, чем в истинных растворах соответственно во столько же раз будет меньше осмотическое давление. Поэтому определение осмотического давления и зависящих от него эффектов — понижения температуры кристаллизации ЛТзатв и повышения температуры кипения АГкип — связано со значительными экспериментальными трудностями. Достаточно сказать, что осмотическое давление золя золота при концентрации 1 мг/л, Т = 273 К и линейной величине частиц 25 нм равно 3,63 10""Н/м . Определение столь малых величин осмотического давления и изменения температур кристаллизации и кипения осложняется и тем, что уже небольшое количество примесей электролитов будет вносить существенные ошибки при измерении. [c.405]

Во-вторых, с помощью физико-химических методов, применимых. к белковым растворам, можно установить молекулярный вес. Он может быть определен несколькими различными приемами, при условии, если материал монодисперсен. К таким приемам относятся методы измерения осмотического давления, светорассеяния, седиментационного равновесия и измерения скорости седиментации и диффузии. Все эти приемы основаны на различных принципах и часто дают не вполне совпадающие результаты. Это объясняется тем, что получаемые данные зависят не только от размеров и массы, но и от. электрического заряда, формы и степени гидратации белковых молекул. При измерении скорости движения частиц (например, скорости диффузии или скорости седиментации) хорошие результаты получаются только для тех молекул, форма которых близка к шарообразной, ибо они ведут себя в соответствии с изученными закономерностями. Отклонение от сферической формы (фибриллярные белки) и гидратация молекул приводят к различным ошибкам, так как движение молекул замедляется в результате увеличения коэффициента трения или эффективного размера частиц. [c.128]

Сиотнишенис (1 . 52) показывает, что осмотическое давление обратно пропорционально массам частиц золей нли их радиусам в к бе (объемам). Такая сильная зависимость осмотического давления от радиуса частиц используется для определения размеров частиц и исследования процесса нх агрегирования в дисперсны.х системах. [c.250]

Малое значение и непостоянство осмотического давления лиозолей являются причиной того, что осмометрия, а также эбулио-скопия и криоскопия не применяются для определения численной концентрации или размера коллоидных частиц. Следует, впрочем, заметить, что осмометрические, эбулиоскопические и криоскопиче-ские методы нельзя использовать для определения размера коллоидных частиц не только вследствие указанных причин, но и из-за обычного присутствия в лиозолях электролитов. При очистке лиозолей, например диализом, вместе с посторонними электролитами может удаляться и стабилизующий электролит, что приводит к нарушению агрегативной устойчивости системы, укрупнению частиц и, следовательно, к получению неправильных значений осмотического давления. Кроме того, на результатах осмометрических определений сильно сказывается так называемое мембранное равновесие ), или равновесие Доннана. Это равновесие устанавливается в результате сложного распределения ионов между коллоидным раствором в осмотической ячейке и внешним раствором, о чем подробно сказано в гл. XIV. [c.68]

Изменение осмотического давления занимает своеобразное промежуточное положение между явлениями, которые обсуждались в этом и предыдущем разделах. С одной стороны, осмотическое давление как одно из коллигативных свойств при постоянной концентрации раствора уменьшается с увеличением размера молекулы растворенного вещества. Поэтому измерение осмотического давления для определения молекулярного веса становится практически невозможным, если размеры молекулы растворенного вещества становятся слишком большими. С другой стороны, справедливо также и то, что в классической физической химии об осмотическом давлении много говорят, но мало его применяют , имея на это достаточные основания. Это определяется необходимостью использования полупроницаемой мембраны, которая пропускает растворитель и не пропускает растворенного вещества. Такая избирательность вряд ли может быть достигнута без значительной разницы в размерах молекулярных частиц двух компонентов системы. [c.14]

Согласно теории разбавленных растворов, осмотическое давление хорошо описывается уравнением Вант-Гоффа п =сНТ (где с—молярная концентрация). Для коллоидных растворов такой способ выражения концентрации неприменим, так как при одинаковом значении с свойства раствора могут быть разными в зависимости от дисперсности. Молярную концентрацию можно представить как число частиц растворенного вещества, деленное на число Авогадро с. = пШ. Тогда я =пШ НТ. Таким образом, осмотическое давление пропорционально частичной концентрации. Обратно из экспериментально определенного осмотического давления можно вычислить частичную концентрацию, а следовательно, рассчитать линейные размеры коллоидных частиц, т. е. намечается еще один способ определения дисперсности лиозолей. [c.240]

Для обычных золей сернистого мышьяка с средним размером частиц 10 см и содержанием АзаЗд 3 г/л (при плотности частиц 3) получаем осмотическое давление 2-10 молъ/л. Потенциометрические же определения дают активность водородных ионов порядка 10 молъ/л. [c.94]

Полученные результаты исключают какие-либо ранее сделанные некоторыми исследователями предположения об образовании полисольватных слоев в истинных растворах полимеров. Так, например, на основании измерений осмотического давления было найдено, что 1 г ацетата целлюлозы связывает 37— 54 г растворителя или 1 г каучука связывает 33,6 г растворителя". По данным измерения вязкости растворов получается, что 1 г нитрата целлюлозы связывает 530 г растворителя -. Это означает, что на каждый глюкозный остаток приходится 1470 молекул растворителя. Полученные значения превышают сольватацию, определенную описанными выше методами, в сотни раз и не имеют никакого физического смысла. Несостоятельность данных по сольватации, полученных из измерений осмотического давления и вязкости, подтверждается тем, что в ряде случаев рассчиТ-анные количества связанного растворителя значительно больше общего количества растворителя в данном растворе. Причина неправильных выводов заключается в том, что метод осмотического давления и метод вязкости принципиально не могут дать правильной оценки размеров сольватных слоев. Осмотическое давление непосредственно связано с изменением изобарно-изотермического потенциала, которое заключает в себе и изменение внутренней энергии и изменение энтропии (глава XV), в то время как сольватация связана только с изменением внутренней энергии. При определении сольватации методом вязкости использовалось уравнение Эйнштейна (глава Х 1П), которое выведено автором в предположении шарообразных частиц и полного отсутствия их взаимодействия со средой. Очевидно, это уравнение не может быть применено к полимерам, молекулы которых имеют удлиненную форму и сильно взаимодействуют с растворителем. [c.332]

Коллоидные системы по своим молекулярно-кинетическим свойствам (броуновскому движению, диффузии, осмотическому давлению, седиментации) отличаются от растворов низкомолекулярных веществ главным образом лищь благодаря более значительным размерам своих частиц. Поэтому многие основные методы установления размеров частиц в коллоидных системах основаны на определении поступательной и вращательной диффузии (П.6 и П.7), осмотического давления (П.9), седиментации в поле тяготения (П. 11) и в ультрацентрифугах (П.14, II.15), вязкости (II.19). [c.47]

Применение уравнения Эйнштейна в таком виде дало значительно лучшие результаты. Были сделаны попытки применить это уравнение для определения количества гидратированной (связанной) воды в гидродисперсных системах. Результаты таких измерений оказались близкими тем, которые получены осмотическим йетодом [уравнение (70)], т. е. дали непомерно большие значения Сольватации. Эти результаты показали, что 1) причины одинаковых аномальных изменений осмотического давления и вязкости с изменением концентрации в дисперсных системах, особенно лиофильных, одни и те же 2) основная причина такой аномалии лежит не столько в сольватации, сколько в размерах и асимметричном строении коллоидных частиц и в их способности при увеличении концентрации терять свободу движений и создавать внутренние сетчатые структуры, т. е. причина заключается в переходе дисперсных систем из бесструктурных в структурированные. [c.212]

Вопросы о том, являются ли водные растворы прямых красителей для хлопка истинными или коллоидными растворами, обсуждался неоднократно. До последнего времени обычно думали, что прямые красители образуют коллоидные растворы, причем размер агрегатов данного красителя зависит от температуры и добавляемой соли считали, что молекулярно растворенные частицы, свободно диффундирующие через волокно, не принимают участия в процессе крашения до тех пор, пока не будут изменены условия (например, добавлением солей) для изменения степени агрегации. Робинсон исследовал структуру водных растворов прямых красителей для хлопка разными методами — измерением осмотического давления, диффузии, электропроводности и чисел переноса — и полностю подтвердил наличие агрегации. Можно с полным основанием предположить, что структурные факторы, содействующие прочной абсорбции молекулы красителя на целлюлозе, будут благоприятствовать также агрегации в водном растворе поэтому задача сводится к количественному определению степени агрегации данного красителя в условиях, в которых ведется процесс крашения. Доказательство агрегирования Небесно-голубого РР было получено путем измерения электропроводности. , Краситель образует голубые растворы в воде и в растворах катионных мыл при концентрациях, превышающих критические концентрации, необходимые для образования мицелл. При концентрациях ниже критических раствор имеет красноватый оттенок, и изменение окраски достаточно отчетливо для определения конца титрования раствора мыла, содержащего краситель, водным раствором красителя. Степень агрегации Небесно-голубого РР в отсутствие солей неизвестна. Валько принимает число агрегац1ш для 0,002—0,02%-ных растворов красителя в присутствии 0,02—0,05 молярных растворов хлористого натрия равным 3,7. Измерение равновесия седиментации указывает, что растворы Конго красного монодисперсны и что молекулярный вес красителя в 0,1 н. растворе [c.1441]

Физико-химические свойства белков. Белки образуют коллоидные растворы (размеры частиц - 0,1-0,001 мкм), для которых важны следуюшие характеристики низкое осмотическое давление высокая вязкость низкая способность к диффузии. В лабораторной практике используют два свойства коллоидных растворов белков нефелометри-ческое определение количества белка на основе эффекта Тиндаля диализ — очистка белковых растворов от низкомрлекулярных примесей с помошью полупроницаемых мембран. [c.21]

Для терапевтических систем осмотического типа могут быть использованы лекарственные вещества, имеющие определенные физико-химические свойства, в том числе растворимость, размер частиц, тип соединения (соль или основание), плотность ядра таблетки (давление прессования) и другие. Очевидно, что чем больше значение плотности ядра таблетки, тем выше доза постоянно высвобождающегося лекарственного вещества. А так как плотность вещества является постоянной характеристикой, то при изготовлении лекарственной формы используют большие давления прессования, что приюдит к удлинению времени растворения и более длительному высвобождению лекарственных веществ. [c.205]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология