Диффузия в коллоидных растворах

Если в системе силы тяжести полностью уравновешены силами диффузии, наступает так называемое седиментационное равновесие, которое характеризуется равенством скоростей седиментации и диффузии. При этом через единицу поверхности сечения в единицу времени проходит вниз столько же оседающих частиц, сколько их проходит вверх с диффузионным потоком. Седиментационное равновесие наблюдается не только в коллоидных растворах, но и в молекулярно-дисперсных системах. Это равновесие характеризуется постепенным уменьшением концентрации частиц в направлении от нижних слоев к верхним. Распределение частиц в зависимости от высоты столба жидкости подчиняется гипсометрическому (или барометрическому) закону Лапласа в применении к золям при [c.307]

Основная трудность в применении обоих законов Фика до недавнего времени заключалась в определении коэффициента диффузии D. Однако трудности определения этого коэффициента для растворов и золей были преодолены после того, как Эйнштейн, изучая броуновское движение, обнаружил связь этого коэффициента со средним сдвигом Дх уравнение (VHI, 6)]. Используя закон Стокса, Эйнштейн нашел зависимость коэффициента диффузии от вязкости среды и радиуса частиц [уравнение (VHI, 7)]. Диффузионный метод определения размера частиц в настоящее время дает для коллоидных растворов наиболее надежные результаты. [c.302]

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]

Одним из наиболее точных экспериментальных методов определения размеров коллоидных частиц является фотонная корреляционная спектроскопия [62 - 66]. Сущность метода заключается в определении коэффициента диффузии коллоидных частиц путем измерения спектрального состава рассеянного света. Результаты прямых измерений размеров асфальтеновых ассоциатов в модельных растворах углеводородов описаны в работе [64]. В качестве объектов исследования были выбраны первичные асфальтены, выделенные из гудрона смеси западно-сибирских нефтей и индивидуальные углеводороды толуол, циклогексан, н-пентан. Показано, что размеры асфальтеновых ассоциатов в зависимости от их концентрации в растворе (до 10% мае.) и растворителя варьируются от 2,0 до 13,5 нм. [c.84]

Вследствие этих особенностей растворы высокомолекулярных веществ в ряде случаев ведут себя как коллоидные растворы (малая скорость диффузии, высокая вязкость, явление набухания и др.). В соответствии с этим такие растворы считались раньше коллоидными растворами. Однако в противоположность коллоидным растворам они термодинамически устойчивы и поэтому являются истинными молекулярными растворами. Следует отметить, что при растворении в некоторых растворителях высокомолекулярные вещества дают также коллоидные растворы. Так, натуральный каучук в бензоле дает истинный (молекулярный) раствор, а в воде—коллоидный (латекс). Растворы нитрата целлюлозы в ацетоне и растворы желатина в воде являются молекулярными растворами, а растворы нитрата целлюлозы в воде и растворы желатина в спирте—коллоидными растворами. [c.254]

Существуют следующие мембранные методы микрофильтра-цня — процесс разделения коллоидных растворов и взвесей под действием давления ультрафильтрация — разделение жидких смесей под действием давления обратный осмос — разделение жидких растворов путем проникновения через полупроницаемую мембрану растворителя под действием приложенного к раствору давления, превышающего его осмотическое давление диализ — разделение в результате различия скоростей диффузии веществ через мембрану, проходящее при наличии градиента концентрации электродиализ — процесс прохождения ионов растворенного вещества через мембрану под действием электрического ноля. [c.106]

Высокомолекулярные соединения способны образовывать не только истинные растворы, но и типичные лиофобные золи, если в качестве дисперсионной среды взята жидкость, по отношению к которой высокомолекулярное вещество является лиофобным. Такие коллоидные растворы отличаются ясно выраженной лиофобностью, что выражается в слабом взаимодействии вещества дисперсной фазы с дисперсной средой, требуют обязательного наличия стабилизатора для создания агрегативной устойчивости, обладают слабой диффузией и очень малым осмотическим давлением. Так же как и лиофобные золи, коллоидные растворы ВМС обладают термодинамической неустойчивостью, вызванной значительным избытком поверхностной свободной энергии. [c.329]

К молекулярно-кинетическим свойствам дисперсных систем относятся броуновское движение, осмотическое давление, диффузия, гипсометрическое распределение в поле тяжести. На первом этапе развития коллоидно-химичес-ких представлений считали, что растворенные вещества в коллоидных растворах, в отличие от истинных, практически не диффундируют или диффундируют очень медленно. Коллоидные растворы не обнаруживают осмотического давления или обнаруживают его в очень малой степени. В результате длительных и тщательных исследований было установлено, что различия указанных свойств коллоидных и истинных растворов не являются качественными, а носят количественный характер и что молекулярно-кинетические представления, которые приложимы к обычным молекулярным растворам, приложимы и к коллоидным растворам. [c.307]

По ряду свойств аэрозоли подобны коллоидным растворам для них характерны термодинамическая неустойчивость, броуновское движение, диффузия, седиментация, эффект Тиндаля, избирательное светорассеяние, электрофорез и др. Но газовая дисперсионная среда вносит некоторые особенности светорассеяние в аэрозолях значительно сильнее, чем в коллоидных растворах броуновское движение и диффузия — более интенсивны электрический заряд дисперсных частиц аэрозолей ничтожно мал, а воздух [c.290]

Капельные методы часто основаны на использовании капиллярно-поверхностных свойств пористых тел. При нанесении капли водного раствора на фильтровальную бумагу растворитель движется по капиллярам бумаги быстрее, чем растворенное вещество. Если в растворе содержится несколько веществ, то они движутся по капиллярам с различной скоростью, в результате чего образуются различно окрашенные зоны. Таким образом, в основе образования зон лежит различная скорость диффузии компонентов раствора. Вещества, имеющие наибольший коэффициент диффузии, будут образовывать крайние (периферийные) зоны. Менее важными факторами распределения веществ на бумаге являются адсорбция и диффузия коллоидно-раствори-мых веществ. [c.83]

Диффузия. Диффузия коллоидных растворов, как и истинных, описывается законом Фика, согласно которому [c.499]

Питательные вещества поступают в бактериальную клетку через всю ее поверхность. Они должны быть растворимы в воде, только при этом создаются условия для диффузии вещества в цитоплазму клетки. Часть органических веществ, которые совсем не растворяются в воде или дают коллоидные растворы, переводятся ферментами бактериальной клетки в водорастворимое состояние после их гидролиза до более простых и растворимых в воде соединений. [c.99]

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]

Опыт 76. Явление диффузии в коллоидных растворах [c.169]

Так как частицы дисперсной фазы в грубодисперсных системах сравнительно велики и не совершают поступательного броуновского движения (оно возможно лишь для частиц размером меньше микрона), то седиментационная устойчивость грубодисперсных систем мала. Частицы дисперсной фазы сравнительно быстро оседают (или всплывают) в гравитационном поле. Диффузия, которая в коллоидных растворах удерживает частицы во взвешенном состоянии, здесь уже не способна придать системам седимента-цпонную устойчивость. Очевидно, чем крупнее частицы дисперс- [c.131]

Метод диализа основан на неодинаковой способности компонентов растворов к диффузии через тонкие пленки — мембраны (из целлофана, пергамента, нитроцеллюлозы, ацетилцеллюлозы). Этот метод широко применяют для очистки коллоидных растворов и растворов высокомолекулярных соединений. Вещества, не проникающие через мембраны при диализе, были названы коллоидами. Любое вещество при подходящих условиях может быть получено в коллоидном состоянии (П. П. Веймарн, 1906 г.). [c.296]

ДИАЛИЗ — освобождение (очистка) коллоидных растворов и растворов высокомолекулярных соединений от растворенных в них низкомолекулярных соединений при помощи полупроницаемой перегородки — мембраны. Д. применяется, в основном, для очистки коллоидных растворов от примесей электролитов. Д. основан на законах диффузии. Приборы, в которых проводится Д., называются диализаторами. Процесс диффузии ионов при Д. можно ускорить [c.87]

Общепризнанной теории образования колец Лизеганга в настоящее время нет. В. Оствальд предложил объяснение образования периодических наслоений на основе явления пересыщения. Некоторое время нерастворимое вещество остается в ненасыщенном состоянии и под влиянием диффузии перемещается до тех пор, пока не достигнет уровня пересыщения. Тогда-то и происходит образование слоя осадка. Далее весь процесс повторяется сначала. Некоторые ученые объясняют образование слоистости явлением коагуляции образующийся осадок движется вместе с диффундирующим веществом в виде коллоидного раствора постепенно диффундирующий электролит накапливается в среде до уровня порога коагуляции, после чего происходи коагуляция коллоидного осадка с образованием хорошо заметного слоя. Затем весь процесс повторяется вновь. [c.396]

Диффузия частиц в коллоидных растворах протекает весьма медленно. [c.10]

Зависимость ряда физико-химических свойств вещества от степени его дисперсности в настоящее время вполне установлена. Имеется много общих закономерностей изменения свойств вещества в зависимости от размеров его частиц. Так, например, с уменьшением размера частиц вещества ниже определенного предела растворимость его увеличивается. Скорость диффузии растворенных веществ также повышается с увеличением их дисперсности. Окраска многих коллоидных растворов изменяется в зависимости от размеров частиц. [c.5]

Для установления зависимости A = /(D) воспользуемся несколько упрощенными рассуждениями Эйнштейна, приведенными в одной из его работ. Как и при выводе уравнения Эйнштейна, представим себе изображенную на рис. 111,4 трубку с поперечным сечением в s см , наполненную коллоидным раствором, концентрация которого равномерно уменьшается слева направо. В этом же направлении, конечно, будет идти и диффузия коллоидных частиц. Выделим мысленно в этой трубке два слоя раствора 1 и 2 со средними концентрациями растворенного вещества С] и l, отвечающим концентрации вещества в центре выделенных слоев. Пусть А — среднее квадратичное значение проекции смещения частицы на ось, параллельную направлению диффузии, за время т. [c.63]

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]

Диффузия. Различие в скорости диффузии истинных и коллоидных растворов можно показать на диффузии их в гелях. Для этого приготовляют 3% раствор желатины следующим образом сначала навеску желатины оставляют на 1 ч в холодной воде, после чего сосуд с желатиной ставят на водяную баню, затем еще горячий раствор разливают в 4 цилиндра (по 200 см ) и оставляют застывать при комнатной температуре. [c.314]

Диализ [76]. В процессе диализа можно разделить частицы коллоидных растворов, используя явление диффузии их через мембрану в чистый растворитель. Движущей силой процесса является неравенство концентраций ионов по обеим сторонам мембраны, которое при определенных условиях (постоянное обновление чистого растворителя, достаточное перемешивание растворов по обеим сторонам мембраны) зависит от концентраций веществ, подвергающихся диализу, и от свойств самой мембраны. Скорость уменьшения числа частиц п, находящихся в растворе, пропорциональна поперечному сечению мембраны д и концентрации частиц [c.385]

Важную роль в развитии коллоидной химии сыграли работы М. Смолуховского (1906) по кинетике коагуляции коллоидных растворов, а также работы А. Эйнштейна (1908), внесшие ценный вклад в развитие учения о диффузии. [c.301]

Очистка коллоидных растворов от присутствующих в нем молекулярно-ионных примесей растворенных веществ называется диализом. Он основан на разнице в скоростях диффузии истинно и коллоидно растворенных веществ через полупроницаемую перегородку. Для целей диализа, помимо животных и растительных перепонок, употребляют искусственно приготовленные пленки из растворов нитро- и ацетилцеллюлозы, [c.108]

Особенно интенсивное развитие коллоидной химии началось с 60—70 гг. прошлого столетия, когда английский ученый- Грэм дал достаточно четкое определение коллоидным растворам. Он установил, что в различных растворах наблюдается неодинаковая скорость диффузии. Медленно диффундирующие вещества (гуммиарабик, крахмал, агар-агар и др.), характеризующиеся также аморфностью строения, Грэм предложил называть коллоидами, а вещества с кристаллическим строением и быстрой диффузией — кристаллоидами (поваренная соль, мочевина и др.). [c.7]

Все белки денатурируются под действием кислот или при нагревании, что проявляется в коагуляции и уменьЩенин растворимости, а также в потере специфических биологических свойств. Определение молекулярного веса белков является трудной задачей. Исходя из содержания железа в гемоглобине крупного рогатого скота, было найдено, что молекулярный вес этого белка лежит в пределах 16 000— 17 000. Молекулярный вес казеина, определенный по содержанию легко отщепляющейся серы, равен 16 000 и т. д. Подобные выводы, однако, справедливы лншь прн том условии, что данный белок однороден и содержит в своей молекуле только один атом того элемента, который используется для расчета молекулярного веса. Криоскопическое определение молекулярного веса затрудняется тем, что даже растворимые белки образуют коллоидные растворы наблюдаемое малое понижение точки плавления соответствует большому весу мицеллы. Более подходящими являются методы, основанные на определении скорости диффузии и вязкости. Помимо них практическое значение приобрел предложенный Сведбергом способ определения велич1п-1ы частиц по скорости седиментации в ультрацентрифуге. [c.396]

Явление диффузии присуще как истинным, так и коллоидным растворам. Диффузия наблюдается не только в жидкостях, но и в газах, и в твердых телах, причем ее скорость наибольшая в газах и наименьшая в твердых телах. Растворение также сопровождается диффузией. В растворитель диффундируют отделившиеся от растворяемого вещества частицы (молекулы, ионы). С выравниванием концентрации во всех частях раствора направленное движение частиц (т. е. диффузия) прекращается, сохраняется лишь хаотическое тепловое движение. [c.20]

Это — силы тяжести, которые стремятся сконцентрировать частицы в нижних слоях, и силы диффузии, перемещающие дисперсную фазу аэрозолей, коллоидных растворов из больших концентраций в меньшие. [c.124]

Седиментация. Частицы веществ, находящихся во взвешенном состоянии в газообразной или жидкой среде, испытывают воздействие двух противоположно направленных сил. Это — силы тяжести, которые стремятся сконцентрировать частицы в нижних слоях, и силы диффузии, перемещающие дисперсную фазу аэрозолей, коллоидных растворов из больших концентраций в меньшие. [c.147]

Вся цепь остатков целлюлозы представляет собой одну молекулу (макромолекулу). Каждая определенная цепочка соединяется с другой такой же цепочкой посредством остаточных валентностей гидроксильных 1 руш1. Наличие большого количества гидроксилов в цепи способствует очень прочному соединению их друг с другом. Эта способность объясняет трудную растворимость и неплавкость целлюлозы. Размеры мицелл определяются по спектру рентгеновских лучей и по величине и диффузии коллоидных растворов. Размеры, найденные различными методами, дают приблизительно одинаковые величины. Согласно этим определениям, мицеллы состоят из 1500—2000 глюкозных остатков, причем предполагается, что каждая цепочка состоит из 30—50 глюкозных остатков и что, таким образом, в каждой мицелле имеется от 40 до 60 цепочек. [c.16]

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]

Чем крупнев частицы и чем соответственно меньше скорость юс движетш, тем меньше скорость их движения, тем меньше и скорость их диффузии. Поэтому коэффициенты диффузии в коллоидных растворах чрезвычайно малы. [c.16]

Б отличив от коллоидных растворов, о/даовременно поглощают и отражают свет, в проходящем свете мутны, кинети еоки неустойчивы и поэтому Н0 обнаруживают осмотического давиения и не способны к диффузии. [c.44]

Два последних свойства — замедленность диффузии и малое осмотическое давление — указывают на то, что коллоидные растворы содержат относительно крупш>1е частицы растворенного вещества. В самом деле, на диффузию влияет размер растворенных частиц, так как с увеличением размера частицам все труднее передвигаться в среде молекул растворителя из-за возрастания трения. Осмотическое давление — это свойство коллигативное, т. е. зависящее при постоянной температуре только от числа частиц в объеме, и его малое значение указывает на больший размер частиц, так как при одной и той же весовой концентрации и одинаковой плотности растворенного вещества в растворе будет частиц тем меньше, чем крупнее частицы. [c.10]

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. калекул 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]

Явление пептизации имеет большое значение в технике при переведении различных осадков в коллоидные растворы, а также в препаративной коллоидной химии при получении золей. Однако часто пептизация может играть и отрицательную роль. Например, при извлечении сахара из свеклы диффузией возможна пептизация пектина и других веществ, содержащихся в растительных тканях. [c.236]

Легко показать, что только введение двух мембран, разделяющих электродиализатор на три части, дает принципиальную возможность очистки коллоидного раствора, находящегося в средней камере. Так, на рис. 94,а схематично представлен процесс электролиза раствора сернокислого натрия, причем образующиеся у электродов кислота и щелочь могут свободно диффундировать вглубь, образуя вновь раствор Ыа2304. Введение одной мембраны, проницаемой для ионов Ыа и 504, будет затруднять диффузию продуктов электролиза и приведет к разложению раствора Ыа2504 на кислоту и щелочь (рис. 94,6). [c.223]

Сверху застывшего раствора желатины наливают по 20 см золя золота, золя Ре(ОН)з, раствора метиленового голубого и насыщенного раствора Си304. Через 1—2 дня обнаруживают ясную диффузию раствора Си304 и метиленового голубого, в то время как частицы коллоидных растворов практически в гель не диффундируют. [c.314]

На заре развития коллоидной химии считалось, что коллоидным растворам не присущи явления диффузии и осмоса. Эта особенность коллоидных растворов считалась одной из их отличительных признаков. Однако использование более точных методов исследования показало, что это не так. Более того, изобретение з льтрамикроскопа (1903 г.) позволило непосредственно наблюдать движение отдельных коллоидных частиц, связать интенсивность этого движения с величиной коэффициента диффузии. Наблюдение за поведением отдельных коллоидных частиц позволило проверить и подтвердить расчеты, базирующиеся на молекулярно-кинетичес1шй теории, формулы диффузии, седиментационного равновесия и т. д. [c.397]

Сходство растворов ВМС с коллоидными растворами обусловлено гигантскими размерами макромолекул, масса кюторых соизмерима с массой мицелл коллоидов. Те свойства растворов, которые определяются размерами частиц, близки у этих систем. Как и коллоидные растворы, растворы ВМС отличаются медленной диффузией, низким осмотическим давлением л, соизмеримой с коллоидными растворами интенсивностью броуновского движения. Макромолекулы в растворе не способны проходить через полупроницаемые мембраны, задерживаются ультрафильтрами. По оптическим свойствам растворы высокомолекулярных соединений также близки к коллоидным. Они обладают повышенной мутностью, в них наблюдается, хотя и менее четко, эффект Тиндаля. Меньшая интенсивность дифракционного рассеивания света в растворах ВМС обусловлена близостью показателей преломления дисперсионной среды (растворителя) и дисперсной фазы (растворенного полимера). [c.436]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология