Свойства коллоидных растворов

Молекулярно-кинетические свойства. Молекулярно-кинетическими называются свойства, которые обусловлены хаотическим тепловым движением частиц. Применительно к коллоидным растворам к этим свойствам следует отнести броуновское движение, диффузию и седиментацию.

Броуновское движение – беспорядочное, хаотичное движение коллоидно- и микроскрпически-дисперсных частиц. Название дано по имени английского ученого Р. Броуна, открывшего это явление в 1827 г. Броуновское движение дисперсных частиц происходит вследствие непре­рывного колебательного движения молекул дисперсионной среды. Интенсивность движения тем выше, чем больше температура, меньше вязкость среды.

Диффузия – самопроизвольный процесс перемещения вещества в результате беспорядочного теплового движения частиц, вследствие которого происходит выравнивание кон­центрации раствора. Скорость диффузии зависит от формы и размеров частиц, температуры и вязкости среды. Ско­рость диффузии коллоидных частиц меньше скорости диффузии частиц в истинных растворах.

Осмотическое давление коллоидных растворов значительно ниже, чем в истинных растворах той же кон­центрации. Объясняется это тем, что коллоидные частицы как по величине, так и по массе в огромное число раз больше обычных молекул. Вследствие этого и количество их в коллоидном растворе во столько же раз меньше, чем в молекулярном растворе, а осмотическое давление кол­лоидов пропорционально числу частиц в единице объема.

Седиментация – оседание (или всплывание) частиц в дисперсионной среде под действием гравитационного поля. Фактором, противодействующим седиментации, является диффузия, стремящаяся выровнять концентрации по всему объему. Действие гравитационных сил оказывается преоб­ладающим лишь для более крупных частиц. Для мелких частиц скорость диффузии достаточна, чтобы предотвратить их оседание. Совокупное действие седиментации и диффузии приводит к установлению с течением времени седиментационного равновесия, характеризующегося посте­пенным уменьшением концентрации от нижних к верхним слоям раствора.

Электрические свойства. В коллоидном растворе частицы находятся в постоянном движении, поэтому диффузный (очень размытый) слой В несколько отстает от частицы, и часть ионов этого слоя отрывается. В резуль­тате наблюдается декомпенсация зарядов, коллоидная частица становится отрицательно заряженной, а окружа­ющий ее раствор приобретает положительный заряд. Возникающий при этом потенциал называется элект­рокинетическим потенциалом частицы (обозначается ζ-потенциал, читается – дзета-потенциал). ζ-потенциал составляет часть термодинамического потенциала ε, возникающего на границе твердое тело–раствор (рисунок 4). ζ-потенциал является важной характеристикой системы, величина его тем больше, чем больше толщина диффузного слоя.

Диффузная часть двойного электрического слоя не толь­ко подвижна, но и изменчива. Если повышать концент­рацию раствора, то происходит вытеснение противоионов из диффузной в плотную часть двойного электрического слоя. Толщина слоя и величина ζ-потенциала снижаются. Можно обеспечить такую концентрацию, когда вследствие перемещения противоионов ζ-потенциал станет равным нулю. В этом состоянии системы изменение тер­модинамического потенциала ε от максимума до нуля происходит в адсорбционном слое. Это состояние системы называется изоэлектрическим и характеризуется изоэлектрической точкой.

Дата добавления: 2014-10-15