Броуновское движение частиц золота

Термодинамическая неустойчивость коллоидных растворов приводит в отдельных системах к их быстрому разрушению. В то же время многочисленные системы (коллоидные растворы золота, иодида серебра, сульфида мышьяка и др.) могут существовать без изменения в течение многих лет. Связано это с препятствующим коагуляции одноименным зарядом коллоидных частиц. Энергия двойного слоя создает потенциальные барьеры между частицами, существенно превышающие среднюю энергию броуновского движения частиц. [c.415]

Представления Смолуховского объясняют коагуляцию монодисперсных золей. Мюллер разработал подобную же теорию дла объяснения коагуляции полидисперсных систем. Он показал, чтО частицы различных размеров агрегируются всегда скорее, чем одинаковые частицы. При этом большие частицы играют роль как бы- зародышей коагуляции такую же роль могут играть и агрегаты, образующиеся в начальной стадии коагуляций приблизительно, монодисперсного золя золота, как об этом свидетельствуют наблюдения Б. В. Дерягина и Н. М. Кудрявцевой. Впрочем, положения Мюллера полностью верны лишь тогда, когда в золе имеются частицы, существенно превосходящие по размеру малые частицы. Теория Мюллера объясняет автокаталитический характер коагуляции, скорость которой может постепенно возрастать со временем. Мюллер также показал, что коагуляция ускоряется, если частицы имеют удлиненную форму, так как на поступательное броуновское-движение налагается еще вращательное движение, увеличивающее вероятность столкновения таких частиц. [c.266]

Согласно электронно-микроскопическим данным, свежеприготовленные золи золота имеют крупные бесформенные частицы (рис. 20), размеры которых достигают нескольких микронов. В течение 5 мин. после приготовления можно наблюдать, как внутри первичных частиц образуется множество мелких, но уже кристаллических частиц (рис. 21 и 22). Как видно из рис. 21, образование массы мелких кристаллических частиц начинается с поверхности коллоидной частицы, и частица приобретает овальную форму (рис. 22). Из рис. 23 видно, как заканчивается процесс кристаллизации внутри первоначально образовавшихся аморфных коллоидных частиц золота. Одновременно с этим в результате броуновского движения образовавшиеся мелкие кристаллические частицы распределяются равномерно по всему объему раствора. По мере старения происходит рост кристаллических частиц и через 2—3 месяца после приготовления золя можно наблюдать уже достаточно крупные кристаллы золота, чаще всего соединенные в цепочки (рис. 24). [c.174]

Однако, как показали блестящие исследования Сведберга (1912 г.) над броуновским движением коллоидного золота, второе начало термодинамики нарушается и без участия максвелловского демона. Сведберг в ультрамикроскопе исследовал коллоидный раствор золота с диаметром частиц в 38 т >.. В оптически выделенном объеме, равном одной миллионной кубического сантиметра, он в каждые /зэ м.ннуты производил подсчеты частиц. Среднее число частиц, появляющихся в данном объеме, на основании 518 опоеделе-ний оказалось равным 1,55 но при каждом отдельном подсчете, вследствие беспорядочного броуновского движения, это число было весьма различным (от О до 7 частиц). [c.22]

Коагуляция в аэрозольных системах происходит значительно энергичнее по сравнению с лиозольными благодаря интенсивному броуновскому движению. Процесс интенсифицируется с ростом частичной концентрации (число частиц в 1 см ). Так, если при частичной концентрации от 10 ° до 10 коагуляция происходит в доли секунды, то при 10 -4-10 о<на идет примерно в течение получаса и, наконец, при 10 -4-10 затягивается до нескольких суток. Практически аэрозольные системы являются системами примерно в 10 10 раз более разбавленными, чем лиозольные (например, обычный лио-золь золота содержит 10 частиц в 1 см ). Однако положения, относящиеся к устойчивости золей, могут быть отнесены и к аэрозолям. Естественно, что на скорость коагуляции аэрозолей влияют и конвекционные воздействия, механическое перемещивание, ультразвуковые колебания и другие факторы, способствующие столкновению частиц. [c.248]

В суспензоидных коллоидных растворах или золях частицы обычно имеют размеры порядка 10 — 0 см, тогда как атомы или ионы имеют размеры порядка 10 см. Эти частицы настолько малы, что приводятся в быстрое движение (броуновское движение) в результате ударов молекул жидкой среды. Частицы эти заряжены, так как они движутся под влиянием электрического поля и коагулируют на электроде. ОдпакО вес выделивше ися вещеСгва не сиихвегствует количеству, которое должно выделиться, если считать приложимым первый закон Фарадея. Поскольку частицы не являются простыми ионами, один фарадей (96500 кулонов) осаждает значительно больше одного грамм-эквивалента вещества. Например, в золе золота частицы могут состоять из 300—400 атомов. Затем золи очень чувствительны к добавкам электролитов. Ионы, несущие несколько зарядов, осаждают коллоиды лучше, чем ионы с единичным зарядом. Например, частицы золя АзаЗд заряжены отрицательно, причем следующие относительные количества ионов На+, Са + и А осаждают одно н то же количество АззЗд [c.148]

Соотношения (IV.37), (IV.39), (IV.40) получены Эйнштейном, 1 Смолуховским на основании предположения о тепловой природе броуновского движения, поэтому сами эти уравнения не могут служить доказательством правильности такого предположения. Однако вместе с их выводом появилась возможность )того доказательства с помощью эксперимента. Справедливость., акона Эйнштейна — Смолуховского для лиозолей была подтверждена Сведбергом (1909 г.). С помощью ультрамикроскопа (,>н измерял средний сдвиг частиц золя золота в зависимости от времени и вязкости среды. Полученные данные удовлетворительно совпали с результатами, вычисленными по уравнению ПУ.40). Зеддиг (1908 г.) подтвердил связь среднего сдвига частиц с температурой, вытекающую из закона Эйнштейна — Смолуховского. Перрен (1910 г.) использовал соотношение (IV.39) для определения числа Авогадро при исследовании броуновского движения коллоидных частиц гуммигута в воде и получил хорошее совпадение с величинами, полученными ранее другими методами. Это были первые экспериментальные определения числа Авогадро. [c.245]

Особенностью аэрозолей, отличающей их от всех остальных коллоидных систем (помимо природы образующих фаз), является наличие у них лишь кинетической устойчивости. Аэрозоли полностью лишены агрегативной устойчивости и каждое соприкосновение их частиц или частицы и стенки приводят к слипанию (коагуляции). Так как число столкновений частиц быстро растет с увеличением объемной концентрации аэрозоля, то аэрозоли нельзя получить при очень высокой концентрации. В результате броуновского движения и быстрого слипания частиц с последующим их оседанием аэрозоль, независимо от начальной концентрации частиц, уже через несколько минут содержит не более 10 частиц в 1 см (напомним, что обычный золь золота содержит около 10 частиц в 1 мл). В нолидисперсных аэрозолях мелкие частицы сравнительно быстро перехватываются более крупными частицами, поэтому монодисперс-ные дымы коагулируют сравнительно медленнее. [c.147]

Это явление было в свое время отмечено еще Зигмонди [2] при работе с высокодисперсными гидрозолями, частицы которых находятся в броуновском движении. Он выяснил, что встряхивание с бензолом высокодисперсного гидрозоля золота не вызывает в последнем никаких видимых изменений. Но если предварительно понизить степень дисперсности гидрофобного золя золота, добавкой электролита коагулятора, то встряхивание с бензолом приведет к выделению частиц металла на поверхность раздела фаз (поверхность между несмешивающимися жидкостя1 и). Таким образом, Зигмонди показал, что электролиты играют важную роль в понижении степени дисперсности высокодисперсных золей и способствуют флотации коллоидов. [c.103]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология