АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Электрокинетические явления в золях.

Электрокинетические явления, группа явлений, наблюдаемых в дисперсных системах, мембранах и капиллярах; включает электроосмос, электрофорез, потенциал течения и потенциал оседания (седиментационный потенциал, или эффект Дорна). Электроосмос – движение дисперсной среды в электрическое поле (перемещение жидкой дисперсионной среды к противоположно заряженному электроду); обратное ему электрокинетическое явление - потенциал течения - появление электрич. разности потенциалов на концах капилляра или мембраны при протекании жидкости. Электрофорез – движение частиц в дисперсной фазе в электрическое поле (Движение твердых частиц дисперсной фазы во внешнем электрическом поле к одному из электродов). Обратное электрокинетическое явление-появление электрич. разности потенциалов на границах облака оседающих (седиментирующих) частиц, взвешенных в электролите (эффект Дорна).

Осн. роль в возникновении электрокинетических явлений играет двойной электрический слой (ДЭС), формирующийся у пов-сти раздела фаз. внеш. электрич. поле, направленное вдоль границы раздела фаз, вызывает смещение одного из ионных слоев, образующих ДЭС, по отношению к другому, что приводит к относит. перемещению фаз, т. е. к электроосмосу или электрофорезу. Аналогичным образом при относит. движении фаз, вызываемом мех. силами, происходит перемещение ионных слоев ДЭС, что приводит к пространств. разделению зарядов (поляризации) в направлении движения и к перепаду электрич. потенциала (потенциал течения, потенциал оседания).

14. Пути образования и строение ДЭС. На границе раздела твердой фазы и раствора (при контакте твердой фазы с жидкостью) на поверхности твердой фазы самопроизвольно возникает электрический заряд, который компенсируется противоионами дисперсионной среды, прилегающей к твердой фазе. В Результате на границе раздела фаз Т-Ж образуется так называемый двойной электрический слой (ДЭС). Образование двойного электрического слоя является следствием стремления поверхностной энергии к минимуму и особых свойств границы раздела Т-Ж. Доказательством возникновения ДЭС является электрофорез и электроосмос. ДЭС можно рассматривать как плоский конденсатор.

ДЭС состоит из ионов одного знака, относительно прочно связанных с дисперсной твердой фазой и эквивалентного количества противоположно заряженных ионов, находящихся в жидкой дисперсионной среде вблизи межфазной поверхности. Ионы прочно связанные с твердой дисперсной фазой называют потенциалопределяющими, а ионы жидкой дисперсионной среды называют противоионами. Простейшей моделью строения ДЭ яв-ся теория Гельмгольца-Перрена (ДЭС представляет собой плоский конденсатор, одна обкладка которого яв-ся поверхностью твердого тела, а другая обкладка, несущая противоположный заряд, находится в жидкости на очень малом расстоянии от первой, т.е. потенциалобразующий слой и противоионы расположены на молекулярном расстоянии друг от друга. Взаимнодействие между ними осуществляется только за счет электростатических сил, а падение потенциала между слоями происходит линейно).

15. Факторы, от которых зависит дзета-потенциал. Методы определения дзета-потенциала. ФАКТОРЫ, ОТ КОТОРЫХ ЗАВИСИТ ДЗЕТА-ПОТЕНЦИАЛ:

Дзета-потенциал тем больше, чем больше термодинамический потенциал. Дзета-потенциал тем больше, чем больше, т.е. чем больше противоионов находится в диффузном слое

На величину дзета-потенциала влияют:

• индифферентный (один из ионов которого способен достраивать кристаллическую решетку дисперсной фазы) электролит;

• неиндифферентный электролит; (не имеющий ионов, способных достраивать кристаллическую решетку коллоидных частиц)

• рН среды;

• влияние концентрации коллоидной системы;

• температура;(с повышением температуры увеличивается толщина ДЭС)

• природа дисперсионной среды.

Теоретически значение ζ-потенциала рассчитывают по ур-ию: ζ= ; η-динамическая вязкость среды, U-скорость перемещения жидкости относительно твердой фазы, L-расстояние между электродами, 300-коэф-т перехода от электростатических единиц к вольтам, ε-диэлектрическая проницаемость, Е-разность потенциалов.

Существует микроскопический и ультрамикроскопический методы. Согласно этим методам скорость передвижения определяется у индивидуальных коллоидных частиц в электрическом поле при помощи микроскопа или ультрамикроскопа. При этом методе измеряют время, необходимое для перемещения частицы на определенное расстояние. Электроосмотические методы. Согласно этим методам удобнее для вычисления ζ-потенциала измерять объем жидкости (дисперсионной среды), проходящей при электроосмосе через капилляр или мембрану (порошок вещества) в единицу времени.

V = S*U = ; ζ= ;

16. Молекулярно-кинетические свойства коллоидных растворов. Для дисперсных систем характерны особые молекулярно-кинетические свойства, которые обусловлены самопроизвольным движением молекул и проявляются в следующих явлениях: броуновское движение, диффузия, осмос, седиментационное равновесие. Все молекулярно-кинетические свойства вызваны хаотическим тепловым движением частиц дисперсионной среды, которое состоит из поступательного, вращательного и колебательного движений молекул. Молекулы жидкой и газообразной дисперсионной среды находятся в постоянном движении и соударяются друг с другом. Кинетическая энергия: Е=(МV²)/2=3/2KТ; К=R/N_A=1,38*10^-23, Отклонение значений кинетической энергии молекул дисперсионной среды от среднего значения и является причиной молекулярно-кинетических свойств. Тепловое, хаотическое движение частиц в коллоидных системах во все стороны называются броуновскими. Природа движения: Δх=

17. Устойчивость дисперсных систем. Два типа устойчивости. Устойчивость – это способность дисперсных систем сохранять неизменным свой состав, когда концентрация дисперсных фазы и распределение частиц по размерам остаются постоянными во времени. Различают агрегативную и кинетическую (седиментационную). Агрегативная устойчивость – способность сохранения размеров частиц дисперсной фазы (сохранение межфазной поверхности и поверхностной энергии). Она определяется способностью дисп. систем противодействовать слипанию частиц. Седиментационная устойчивость – способность противодействовать оседанию частиц.

18. Термодинамические и кинетические факторы агрегативной устойчивости. Различают следующие термодинамические и кинетические факторы устойчивости дисперсных систем: а) электростатический фактор, который заключается в уменьшении межфазного натяжения вследствие возникновения двойного электрического слоя на поверхности частиц;

б) адсорбционно-сольватный фактор, состоящий в уменьшении межфазного натяжения при взаимодействии частиц дисперсной фазы со средой (благодаря адсорбции и сольватации);

в) энтропийный фактор, заключающийся в стремление дисперсной фазы к равномерному распределению по объему системы (как и распределение растворенного вещества в истинных растворах);

г) структурно-механический фактор, который является кинетическим; его действие обусловлено тем, что на поверхности частиц имеются пленки, обладающие упругостью и механической прочностью, разрушение которых требует затраты энергии и времени;

д) гидродинамический фактор, снижающий скорость коагуляции благодаря изменению вязкости среды и плотности дисперсной фазы и дисперсионной среды;

е) смешанные факторы, наиболее характерные для реальных систем.

Термодинамические факторы связаны с величиной удельной поверхностной энергии σ (поверхностное натяжение (δ) и энтропией в системе, а кинетические влияют на скорость столкновения частиц и зависит от вязкости и плотности дисперсионной среды.

19. Коагуляция. Факторы коагуляции. Правила коагуляции электролитами. Коагуляция – объединение частиц дисперсной фазы в агрегаты вследствие сцепления частиц при их соударении. Соударение происходит в результате седиментации, перемещения частиц в электрическом поле, механического воздействия на систему. Коагуляция может наступить под действием различных факторов: длительный диализ (очистка золей); добавление индифферентных электролитов; действие света; встряхивание; механическое перемешивание; введение электролитов (наиболее важный); старение; изменение С и Т; рентгеновские лучи, ультразвук, электрический заряд. Правила коагуляции электролитами: 1. Коагуляцию способны вызывать все электролиты; 2. Коагулирующим действием в электролите, согласно Гарди, обладают ионы с зарядом противоположным знаку заряда коллоидной частицы; 3. Для начала коагуляции необходимо превысить минимальную концентрацию электролита в золе. Эта величина, получившая название порога коагуляции, отвечает сжатию двойного электрического слоя до той степени, когда он перестает служить энергетическим барьером, предохраняющим частицы от слипания. 4. Коагулирующая сила иона тем больше, чем больше его валентность (Шульце).

20. Особые явления при коагуляции электролитами: 1. Явление неправильных рядов. Это явление наблюдается при введении в коллоидные системы электролитов, содержащих многовалентные ионы с зарядом, противоположным заряду частицы. Оно заключается в том, что при добавлении к отдельным порциям золя различных, все возрастающих количеств электролита, золь сначала остается устойчивым, затем в определенном интервале концентраций происходит коагуляция, далее золь снова остается устойчивым и, наконец, при высоком содержании электролита опять наступает коагуляция, уже окончательная. 2. Совместное действие электролитов. Наблюдается 3 эффекта: 1)Аддитивность; 2)Антогонизм; 3)Синергизм. Аддитивность проявляют одинаковые по свойствам и заряду ионы при этом С₁/γ₁ + С₂/γ₂ = 1, при антогонизме С₁/γ₁ + С₂/γ₂ › 1. Синергизм связан с усилением коагулирующего действия одного противоиона в присутствии весьма незначительного кол-ва другого противоиона.

Дата добавления: 2015-10-11 | Просмотры: 2655 | Нарушение авторских прав