Коллоидные частицы радиус, определение

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]

Уравнение Рэлея позволяет определить по экспериментальным данным размеры частиц, т. е. их объем V и радиус г, если известна концентрация частиц V. Может быть решена также обратная задача — при известных г и V определяют концентрацию V. Исследование светорассеяния применяют и для определения мицеллярной массы коллоидных ПАВ (см. 28.2). Интенсивность рассеянного света измеряют методами нефелометрии и турбидиметрин. На использовании явления светорассеяния основан метод ультрамикроскопии. [c.390]

Эта зависимость применяется для измерения вязкости среды. Формула Стокса используется также для определения размеров коллоидных частиц, радиусов взвешенных частиц по скорости их осаждения в среде с известной вязкостью и т. д. [c.264]

Идея этого метода заключается в подсчете частиц в непрерывном потоке золя, пересекающих за определенный промежуток времени освещенную зону в направлении луча зрения. Пользуясь этим методом, можно не только определить средний размер коллоидных частиц, но и провести дисперсионный анализ исследуемой системы, ведя подсчет частиц при постоянной скорости потока и постепенно уменьшающейся освещенности зоны подсчета. При каждой освещенности глаз способен регистрировать частицы с радиусом, большим определенной величины. Поэтому, меняя освещенность и подсчитывая число частиц при постоянной скорости потока, можно получить данные для построения интегральной кривой распределения частиц по размерам. [c.37]

В ультрацентрифуге оседают не только коллоидные частицы гидрофобных коллоидов, но и молекулы белков и высокомолекулярных соединений. Помимо очистки, метод ультрацентрифугирования широко применяется в настоящее время для определения среднего радиуса коллоидных частиц, а также для вычисления молекулярного веса высокомолекулярных соединений. Работа с ультрацентрифугой очень сложна и кропотлива, так как требует тщательного учета влияния многих побочных факторов. [c.376]

Размерность D — м / . Его величина чрезвычайно сильно зависит от размера частиц. Так, при 20 С для сахарозы D = 4,6-10 " м / , для высокомолекулярного полистирола 0 = 8,3-10" м / , для коллоидных частиц D = 5-10 м / . В тех случаях, когда по dm/d/ определение D затруднительно, его и радиус г можно вычислить по данным о среднем смещении частиц Л, поскольку D связан с Д зависимостью, вытекающей из сопоставления уравнений (23.2) и [c.372]

Между осмотическим давлением П, числом частиц в едииице объема п и средним радиусом коллоидных частиц г можно установить определенную зависимость. Как известно, масса диспергированного вещества в единице объема равна 4/3 лгЧп, где d — плот- ность раствора. Исходя из этого для двух дисперсных систем с одинаковой дисперсионной средой при одинаковой температуре можно записать 4/3 ri d i = 4/Злг2 с/п2 и — откуда [c.304]

Следовательно, и молекула, взятая отдельно от других молекул, — а такой случай мы имеем в истинных растворах, —обладает иными свойствами, чем молекулы, связанные друг с другом в коллоидную частицу, и это различие сказывается не только в отмеченных выше оптических свойствах, но и в поверхностных свойствах. Группа молекул, связанных друг с другом, образует систему, в которой существует микроскопическая поверхность и которая обладает определенным поверхностным натяжением, поверхностной энергией. Влияние поверхностной энергии на физические и химические свойства вещества можно очень ясно наблюдать на следующих примерах. Из физики известно, что упругость пара жидкости зависит от кривизны ее поверхности. Упругость пара на выпуклой поверхности (достаточно малого радиуса кривизны) больше, а на вогнутой меньше, чем упругость пара на плоской поверхности. Если обозначить упругость пара воды на плоской поверхности через р, а ш поверхности капли воды через р, ТО [c.20]

Следует, однако, иметь в виду, что метод седиментации и приборы, используемые при этом, пригодны для определения степени дисперсности (иначе—размеров а или радиуса г частиц), лишь сравнительно грубых дисперсных систем—обычных суспензий и эмульсий с взвешенными частицами, диаметр которых колеблется примерно в пределах от 100 до 1 мк, так как частицы с а> 100 мк под влиянием силы тяжести оседают слишком быстро, а с а< 1 т— слишком медленно, что затрудняет отсчеты. Чтобы закон Стокса стал практически применимым и к коллоидным частицам, т. е. частицам, имеющим размеры менее 0,1 мк, необходимо силу земного притяжения, выражаемую в уравнениях (3) и (4) постоянной величиной ц, заменить силой в десятки и сотни Т1 сяч раз большей, что и было осуществлено применением центробежной силы, развиваемой в особых сверхмощных центробежных машинах—ультрацентрифугах. Изобретение в 1923 г. Сведбергом такого прибора и привело в дальнейшем к разработке третьего, особо важного, механического метода определения размеров частиц высокодисперсных систем. [c.29]

Шарообразная форма частиц, которая для упрощения расчетов принимается за исходную почти во всех вышеизложенных методах определения их размера (радиуса г), в действительности, как показывают методы рентгеновского структурного анализа и электронной микроскопии, наблюдается довольно редко форма частиц приближается к кубической или октаэдрической как наиболее простым и часто встречающимся формам элементарных микро кристалликов. В большинстве случаев коллоидные частицы имеют или вытянутую палочкообразную форму, или же пластинчатую, таблитчатую, часто с большим нарушением симметрии (это касается особенно макромолекул высокомолекулярных соединений). Нешарообразная форма частиц [c.31]

Частичной ультрафильтрацией можно повысить концентрацию коллоидного раствора, а последующим разбавлением и повторной ультрафильтрацией существенно снизить содержание в нем примесей быстрее, чем диализом. Кроме того, применяя для ультрафильтрации мембраны с определенным радиусом пор, можно до известной степени снизить интервал полидисперсности коллоидной системы и приблизительно определить размеры коллоидных частиц. [c.227]

Процесс Д. имеет место также в коллоидных растворах, где он обусловлен броуновским движением. Эйнштейн и Смолуховский теоретически показали, что в сл ае Д. коллоидных частиц коэфф. Д. выражается 0=х /21, где ж — среднее значение квадрата смещения частиц, I — время. Для шарообразных частиц можно показать, что В = кТ/Ъпцг, где к = константа Больцмана, Т — абс. темп-ра, т) — вязкость дисперсионной среды иг — радиус частицы. Следовательно, = НТ/2>пг г , где N — число Авогадро. Это ур-ние имеет большое значение прежде всего для прямого экспериментального определения числа Авогадро, что впервые было сделано Перреном. Кроме того, используя выражение О = kTIQя rN для изучения процесса Д. в истинных (молекулярных) растворах, оказывается возможным определять таймеры молекул (г). По крайней мере, для сравнительно больших молекул (тетрабромэтан, тетрахлорэтан, этилбензоат и т. п.) этот метод дает вполне удовлетворительные результаты. [c.588]

Металлические золи в отношении абсорбции света, так же как и в отношении светорассеяния, обнаруживают аномальное поведение по сравнению с остальными коллоидными растворами. Как и светорассеяние, абсорбция металлическими золями достигает максимума при определенных значениях длины волна и радиуса частиц. На рис. 11,3 показана зависимость абсорбции света золями золота от длины волны падающего света и от дисперсности золя.. [c.41]

Величина удельной поверхности пористого тела, определенная по методу адсорбции, зависит от минимальных размеров его пор, в которые может еще проникать адсорбируемое вещество. Вследствие того, что размеры молекул газа изменяются в небольших пределах, этот метод для различных газов дает близкие величины. При определении удельной поверхности по методу адсорбции из растворов получают данные, различающие- ся иногда даже по порядку величин. Это можно объяснить тем, что размеры частиц растворенных веществ, используемых в адсорбционных опытах, изменяются от молекулярных и ионных до коллоидных. С увеличением размеров частиц растворенного вещества возрастает радиус пор, доступных для адсорбции, и поверхность пор с меньшим радиусом окажется неучтенной. Таким образом, различие в измеренных величинах удельной поверхности по адсорбции растворенных веществ наиболее заметно для тонкопористых объектов. [c.72]

Коллоидными системами называют сложные многокомпонентные системы — золи, суспензии, эмульсии, аэрозоли, — обладающие общими характерными признаками гетерогенностью,- определенной дисперсностью (порядок среднего радиуса частиц колеблется в пределах 10-э— 10 м) и агрегативной неустойчивостью без стабилизатора. [c.3]

Поведение поликремневых кислот, коллоидного кремнезема и гелей нельзя понять, не принимая во внимание тот факт, что растворимость кремнезема повышается, когда поверхность частиц кремнезема выпукла, и понижается, если она вогнута. Радиус кривизны поверхности имеет определенное значение чем [c.74]

Различие в упругости пара между растворителем и раствором можно измерять также непосредственно по понижению упругости пара методом изотермической перегонки и по понижению точки замерзания или повышению точки кипения раствора. Однако эти методы, пригодные для обычных растворов низкомолекулярных веществ, мало чувствительны для измерений в коллоидных растворах. Так, в приведенном примере белковый раствор, дающий осмотическое давление в 25,3 см НгО, вызывает понижение точки замерзания лишь на 0,00186°С, а упругость пара — лишь на 0,00 058 см НгО, что явно затрудняет проведение измерений (Булл). Однако, хотя метод осмотического давления наиболее чувствительный из перечисленных методов, он также имеет определенные пределы применимости. Для низкомолекулярных растворов метод ограничен отсутствием подходящих полупроницаемых мембран, а для очень крупных частиц — низкой величиной осмотического давления при возможных концентрациях этих частиц в растворе. Так, в приведенном примере при молярной концентрации 10 осмотическое давление составляло хорошо измеримую величину 25,3 см НгО, но уже при 10 мол/л измерение = 0,25 сж НгО крайне затруднительно, а для 10 мол/л — уже невозможно. Между тем, обычный золь золота с концентрацией 0,1 % и радиусом частиц 2 х содержит около 10 частиц в I мл, что соответствует около 2 10 мол поэтому в обычных лиофобных золях величины осмотического давления слишком незначительны. Таким образом, область применения осмотических измерений ограничена веществами с молекулярным весом приблизительно от 10 тыс. до 200—300 тыс. и лишь при особых условиях — до 1 млн., что включает, однако, ряд таких важных веществ, как белки, каучуки, многие красители и др. [c.36]

Нельзя для дисперсного анализа коллоидных систем использовать н простой принцип ситового анализа путем фильтрации коллоидного раствора через набор ультрафильтров с последовательно уменьшающимися размерами пор. Ультрафильтрацию можно использовать, как упоминалось ранее, только для ориентировочного определения размеров частиц. Причина —трудность изготовления ультрафильтров (мембран) с заданным размером отверстий. К тому же мембраны всегда имеют поры различного радиуса, так что можно говорить только о средней величине отверстий. [c.236]

Для простоты дисперсность обычно выражают эффективными величинами — эквивалентным и седиментацион-ным радиусами. Эквивалентный радиус — радиус сферы, объем которой равен объему коллоидной частицы седиментационный радиус г, — радпус сферы с той же плотностью и скоростью седиментации, что и коллоидная частица. При определении размеров частиц по скорости их седиментации, очевидно, легче всего найти г , а при определении размеров частиц путем взвешивания и счета получаем непосредственно г . Для сферических частиц г =г =г. Примерно то же справедливо и для частиц правильной полиэдрической формы. Для анизодиаметричных частиц эквивалентный и седиментационный радиусы могут существенно раз.тичаться. Мерой отклонения формы частиц от сферической служит величина так называемого коэффициента сферичности к, — отношение поверхности сферы с объемом, равным объему данной частицы, к истинной поверхности частицы. Для сферических частиц з<з = 1. Для частиц любой другой формы х, < 1. Для частиц полиэдрической формы X, близко к единице так, для октаэдра х =0,846, для куба х,=0,806, для тетраэдра х =0,б70. Для других форм может иметь очень низкое значение. [c.262]

В современных мощных ультрацентрифугах оседают пе только кол.чоидные частицы гидрофобных коллоидов, но и молекулы белков и других высокомолекулярных соединений. Помимо очистки, метод ультрацентрифугирования широко применяется в настоящее время для определения среднего радиуса коллоидных частиц, а также для вычисления молекулярной массы высокомолекулярных соединений. Практически все выдающиеся достижения молекулярной биологии обязаны, этому методу. Следует отметить, что работа с ультрацентрифугой очень сложна и кропотлива, так как требует тщательного учета влияния многих побочных факторов. [c.294]

Модель, положенная в основу теории, представляет собою коллоидный раствор, oдepлiaщий первоначально сферические частицы одинакового размера со счетной (количественной) концентрацией фо При рассмотрении механизма взаимодействия двух частиц принимается простое допущение их объединение происходит тогда и только тогда, когда одна из них попадает в сферу действия другой (соприкасается с ней). Задача заключается в опреде--лении счетной концентрации фь фг, фз, . простых, вторичных, третичных частиц и т. д. в момент времени т. Задача о коагуляции коллоидов явилась первым прилон ением разработанной Смолуховским теории броуновского движения. Поэтому, исходя из эквивалентности броуновского движе- ния и молекулярной диффузии, он рассматривает решение уравнения нестационарной диффузии к поверхности сферы радиуса Я с граничными условиями г=Я с=0 г >Д с= = Со и начальным условием т=0, г>Д с=со, где г — радиальная координата с — концентрация. На основе этого решения получена формула для определения количества вещества, адсорбированного за время т поверхностью шара. Если упростить ситуацию и считать рассматриваемый процесс квазистационарным, то эта формула имеет вид М=АпОЯсох, где — коэффициент диффузии. [c.108]

Следовательно, измеряя скорость осаждения йх1й1 сферической частицы с известными г и р в жидкости с известной плотностью ро, можно определить коэффициент вязкости т]. Этот метод особенно ценен для растворов с высокой вязкостью, таких, как концентрированные растворы высокополимеров. И наоборот, определение скорости осаждения коллоидных частиц известной плотности в жидкости с известной вязкостью позволяет найти эффективный радиус частицы. [c.341]

Метод осмометрии. Этот метод и связанный с ним метод криоскопии, играюш,ие столь большую роль в применении к обычным растворам (в определении молекулярных весов), казалось бы, должны иметь большое значение и в определении размеров коллоидных частиц и макромолекул, так как размеры (точнее—усредненные радиусы) частиц связаны с молекулярным и частичным весом вещества дисперсной фазы, а также с осмотическими и криоскопическими величинами простыми соотношениями, хорошо известными из физической химии [c.30]

Метод состоит в определении количества вещества, продиф-фупдировавшего в единицу времени через единицу площади в нескольких слоях растворителя. Это определение можно производить весовым путем . На основании полученных чисел определяют коэффициент диффузии В, который связан с радиусом частиц уравнением Эйнщтейна и позволяет вычислять радиус коллоидных частиц. [c.16]

Перейдем теперь к примепепию уравнений диффузии и случайных процессов к различным физико-химическим процессам. В этой главе мы рассмотрим ряд процессов, связанных с соударением диффундирз ющих частиц в неподвижной жидкости или газе диффузию молекул или ионов к зерну сорбента, рост капель в пересыщенном паре, коагуляцию коллоидных частиц и химическую реакцию, скорость которой определяется диффузией. Теория этих процессов основывается на задаче о диффузии частиц к сфере, которая поглощает всякую частицу, хотя бы раз коснувшуюся ее поверхности. Поэтому рассмотрим эту задачу. Положим, что в начальный момент времени поглощающая сфера радиуса К окружена диффундирующими частицами, концентрация которых вначале всюду постоянна и равна Со и радиус которых мал по сравнению с В. Такой поглощающей сферой в экспериментальных условиях может быть зерно сорбента. Требуется определить число частиц, поглощаемых сферой за определенное время. В главе I мы видели, что имеется два метода решения таких задач. Первый метод основан на решении уравнения диффузии (1.7) или эквивалентного ему по форме уравнения Планка—Фоккера (2.10). Второй метод состоит в решении уравнения для вероятности хотя бы одного достижения границы (3.7). Проведем решение задачи двумя этими способами и покажем их эквивалентность. [c.30]

С помощью низкоскоростной ультрацентрифуги, описанной в предыдущем разделе, можно наиболее надежно определить кривые распределения частиц коллоидных веществ. Изменяя скорость вращения и вязкость среды, можно сделать этот метод применимым как для веществ с радиусом частиц в несколько миллимикронов, так и для суспензий с радиусом частиц в несколько микронов. Кроме кривой раепределения, этим способом могут быть получены данные о площади поверхности частиц и о зависимости поглощения света от величины частиц для сложных красителей, эмульсий, мицел-лярных растворов поверхностноактивных веществ, сажевых наполнителей и тому подобных веществ. Метод ультрацентрифугирования не дает данных о форме частиц (такие данные могут быть получены с помощью электронного микроскопа), но зато он имеет то преимущество, что из полученных кривых распределения может быть определена истинная статистически средняя величина частиц, в то время как электронный микроскоп и световой микроскоп часто дают сомнительные результаты из-за нехарактерности исследуемых участков, случайно попавших в поле зрения. С помощью ультрацентрифуги получается средневесовая, а не среднечисленная величина частиц, что позволяет установить связь величины частиц с определенными физическими свойствами, как, например, со светопоглощением. [c.511]

Добываемая нефть содержит значительное количество воды, механических примесей, минеральных солей. Поступающая на переработку нефтяная эмульсия подвергается обезвоживанию и обес-соливанию. Характерными чертами нефтяных эмульсий являются их полидисперсность, наличие суспендированных твердых частиц в коллоидном состоянии, присутствие ПАВ естественного происхождения, формирование при низких температура х структурных единиц. По данным [144] в процессе диспергирования капель воды в нефти образуется до триллиона полидисперсных глобул в 1 л 1%-ной высокодисперсной эмульсии с радиусами 0,1 10 мк, образующаяся нефтяная эмульсия имеет большую поверхность раздела фаз. Высокие значения межфазной энергии обуславливают коалесценцию глобул воды, если этому процессу не препятствует ряд факторов структурно-механический барьер, повышенные значения вязкости дисперсионной среды. Установлено, что повышению структурно-механической прочности межфазных слоев в модельной системе типа вода — мас о — ПАВ способствует добавка частиц гЛины [145]. Агрегативная устойчивость нефтяных эмульсий обеспечивается наличием в них ПАВ — эмульгаторов нефтяного происхождения так, эмульгаторами нефтяных эмульсий ромашкинской и арланской нефтей являются смолисто-асфальтеновые вещества, а эмульсий мангышлакской нефти алканы [144]. Интересные результаты об изменении степени дисперсности нефтяных эмульсий в зависимости от pH среды и группового состава нефтей получены в работе [146]. Механизм разрушения нефтяных эмульсий состоит из нескольких стадий столкновение глобул воды, преодоление структурно-механического барьера между rлoбyJ лами воды с частичной их коалесценцией, снижение агрегативной устойчивости эмульсии, вплоть до полного расслоения на фазы. Соответственно задача технологов состоит в обеспечении оптимальных условий для каждой стадии этого процесса, а именно - снижении вязкости дисперсионной среды (до 2—4 ммУс) при повышении температуры до некоторого уровня, определяемого групповым составом нефти, одновременно достигается разрушение структурных единиц уменьшении степени минерализации остаточной пластовой воды введением промывной воды устранении структурно-механического барьера введением определенных количеств соответствующих ПАВ — деэмульгаторов. Для совершенствования технологических приемов по обессоливанию и обезвоживанию нефтей требуется постановка дальнейших исследований по изучению условий формирования структурных единиц, взаимодействия [c.42]

Явление, дилатансии проявляется в некоагулиро-ванных коллоидных системах. Иначе ведут себя гели (см. главу V). В гелях, в отличие от золей, хотя частицы неполностью соединены друг с другом, они все же касаются некоторыми своими частями. Поэтому такие системы, подобно твердым телам, имеют собственную форму. В обычных жидкостях количество жидкости Q, вытекающее из капилляров определенного радиуса, пропорционально приложенному давлению Р (рис. 56, кривая 1). Если в капилляр поместить некоторый гель и приложить давление, то до определенного дав- [c.117]

Имеются веские доводы в пользу того, что колловдные частицы, по-видимому, каким-то образом чувствуют друг друга на больших расстояниях. Так, пластинчатые частицы окиси железа (РегОз) и окиси вольфрама (золи гидратированной WO3) располагаются в определенном порядке в горизонтальных слоях, разделенных слоями воды толщиной ие менее 8000 А [20, 21]. Образование этих шиллеровских радужных слоев предполагает наличие какого-то дальнего взаимодействия между коллоидными пластинками. Характер броуновского движения указывает на существование сил притяжения дальнего радиуса действия [22]. [c.252]

В практике работы с коллоидами такие непрямые методы определения, как правило, не применяются ввиду того, что при изменении температуры у коллоидных растворов могут резко мeняfгь я размеры их частиц и, следовательно, кинетические свойства. Кроме того, величины понижения температуры замерзания, равно как и осмотического давле1ния д.чя коллоидных растворов, часто столь малы, что обнаружить их экспериментально невозможно. Например, в 1 л золя золота с радиусом частиц в 2 т,а и концентрацией 1 г л содержится 50 золота, тогда как объем отдельной частицы примерно равен 50 В литре такого золя содержится, следовательно, частиц. Так как золь, содержащий в литре 6,023- частиц, можно назвать нормальным, то взятый нами золь будет иметь нормальность 2 10 . Понижение температуры за1м>ерзания та кого золя будет составлять [c.47]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология