Коллоидных систем.

По своим молекулярно-кинетическим свойствам, обусловленным непрерывным хаотическим движением частиц, молекул и атомов, коллоидные системы принципиально не отличаются от истинных растворов, но обладают некоторыми особенностями, которые связаны с большим размером коллоидных частиц.

Для коллоидных систем характерно броуновское движение – непрерывное беспорядочное движение частиц микроскопических и коллоидных размеров. Это движение тем интенсивнее, чем выше температура и чем меньше масса частицы и вязкость дисперсионной среды. Броуновское движение обусловлено столкновениями молекул среды, находящихся в непрерывном тепловом движении, с взвешенными в ней частицами. В результате этих столкновений частица получает огромное число ударов со всех сторон, причем количество ударов с разных сторон неодинаково и постоянно меняется и частица приобретает поступательное, вращательное и колебательное движение.

Результатом броуновского движения коллоидных частиц является диффузия – самопроизвольно протекающий процесс выравнивания концентрации частиц. Для количественного описания диффузии используется закон Фика:

4

где m – количество продиффундировавшего вещества; - градиент концентрации; S – площадь, через которую происходит диффузия; τ – продолжительность диффузии; D – коэффициент диффузии равный количеству вещества, диффундирующего через единицу площади в единицу времени при градиенте концентрации, равном единице.

А. Эйнштейн вывел уравнение, связывающее коэффициент диффузии D с абсолютной температурой Т, вязкостью дисперсионной среды η и радиусом частиц дисперсной фазы r:

5

Скорость диффузии прямопропорциональна абсолютной температуре и обратнопропорциональна радиусу частиц и вязкости среды. Вследствие большого размера коллоидных частиц, диффузия в коллоидных системах замедлена по сравнению с истинными растворами.

Для коллоидных систем характерно и осмотическое давление. Для разбавленных коллоидных растворов оно может быть найдено по уравнению:

6

где m_общ – масса растворённого вещества; m – масса одной частицы; V – объём системы; N_A – число Авогадро; Т – абсолютная температура; ν – частичная концентрация; k – постоянная Больцмана.

Для сферических частиц

, 7

где ν_m – масса дисперсной фазы в единице объёма раствора; ρ – плотность дисперсионной среды; r – радиус частиц.

Осмотическое давление в коллоидных растворах мало по абсолютной величине и непостоянно, что связано с невозможностью получить устойчивые коллоидные системы с большой концентрацией частиц, а его непостоянство – изменением размеров коллоидных частиц во времени.

^ Лиофобные коллоидные растворы.