Кинетическая устойчивость золей. Седиментация - раздел Химия, ФИЗИЧЕСКАЯ И КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ Частицы Дисперсной Фазы Одновременно Испытывают Действие Силы Земного Притяже...
Частицы дисперсной фазы одновременно испытывают действие силы земного притяжения и архимедовой силы; в зависимости от соотношения плотностей дисперсионной среды и дисперсной фазы равнодействующая этих сил будет вынуждать частицы к оседанию либо всплытию. Процесс оседания либо всплытия коллоидных частиц в золе называется седиментацией. Однако седиментации всегда противодействует другой процесс, стремящийся к равномерному распределению коллоидных частиц по всему объему раствора – диффузия, осуществляемая под действием броуновского движения частиц. Соотношение между этими двумя процессами определяет кинетическую устойчивость золей – способность коллоидных частиц удерживаться во взвешенном состоянии, не подвергаясь седиментации.
В статистической теории броуновского движения, развитой А.Эйнштейном, вводится понятие средний сдвиг ±Δx, представляющий собой проекцию расстояния между положениями частицы X1 и X2, в которых частица находилась во время двух последовательных наблюдений через время t. Значение квадрата среднего сдвига можно найти по уравнению Эйнштейна, связывающего Δx2 с температурой T, радиусом взвешенных частиц rи вязкостью среды η:
(1)
Средний сдвиг частицы связан с коэффициентом диффузии D, который может быть рассчитан по уравнению (2):
Как видно из уравнения (3), величина коэффициента диффузии определяется отношением тепловой энергии молекул kT и вязкостного сопротивления диффузии со стороны среды. Поскольку процесс диффузии проявляется тем сильнее, чем меньше масса частиц, кинетическая устойчивость золя прямо пропорциональна размеру коллоидных частиц. Заметное оседание частиц в системе, обладающей высокой кинетической устойчивостью, можно вызвать при помощи центрифугирования золя, используя значительные по величине центробежные силы, что многократно увеличивает силу, действующую на частицу и способствующую её оседанию (современные ультрацентрифуги работают при ускорениях свыше 400000g).
Рис. 1. Седиментационная кривая оседания частиц под действием силы тяжести
Рис. 2. Дифференциальная кривая распределения частиц по размерам
Методы седиментации и ультрацентрифугирования применяются для изучения полидисперсности коллоидных систем, обусловленной существованием в коллоидных системах частиц различных размеров. Изучение полидисперсности коллоидных систем для установления количественного распределения частиц по размерам (т.н. кривых распределения) – седиментационный анализ – производится при помощи измерения возрастания веса осевших частиц w со временем. По результатам такого исследования строят кривые седиментации (рис. 4.13). Проводя анализ кривой седиментации, можно рассчитать кривую распределения для данной системы, которая характеризует относительное содержание в системе частиц разного размера (рис. 4.14). Обычно кривые распределения содержат один максимум, который соответствует rв – наиболее вероятному радиусу частиц дисперсной фазы.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ... ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Кинетическая устойчивость золей. Седиментация
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Самостоятельная работа студентов (СРС) способ активного, целенаправленного приобретения студентом новых для него знаний и умений без непосредственного участия в этом процессе преподавателей – один
Теплоемкость
Теплоемкость (С, Дж/К) – это некоторое количество теплоты, подведенное к системе некоторой массы, изменяет ее температуру на некоторую величину.
В зависимости от количества теплоты
Приближенные методы расчета теплоемкости
Приближенные методы расчета теплоемкости применяют в случае отсутствия ее значения в справочной литературе. Ниже приводятся основные правила ее расчетов:
Правило Дюлонга и Пти: тепл
Закон Гесса
Определим некоторые понятия термохимии. Теплота образования вещества – тепловой эффект реакции образования 1 моля сложного вещества из простых. Теплоты образования простых веществ принимаютс
Простейшие теплоты химических превращений.
К простейшим теплотам химических превращений относятся:
- теплота образования вещества;
- теплота сгорания вещества;
- теплота нейтрализации;
- теплота растворен
Основные закономерности и понятия
После изучения данной темы студенту следует знать:
1. Определение теплоемкости;
2. Истинную и среднюю, удельную, молярную и атомную, изобарную и изохорную теплоем
Простейшие теплоты химических превращений
При изучении темы нужно обратиться к учебникам:
[1] и [2], раздел химической термодинамики – термохимия
Решить задачи: [16, 3, 7, 10], раздел Первое начало термодинамики и термохи
Основные закономерности и понятия
После изучения данной темы студенту следует знать:
1. Закон Гесса. Понятие теплового эффекта. Термодинамический и термохимический тепловой эффект;
2. Расчет тепло
Основные навыки
Студент должен уметь:
1. Использовать закон Гесса для расчета теплового эффекта реакции по справочным данным при стандартных условиях;
2. Использовать закон Гесса
Каталитические реакции
При изучении данной темы студент должен обратиться к учебникам:
[1], [2] и [3] раздел «Химическая кинетика и катализ» и подраздел «Гомогенный катализ», «Ферментативные реакции», «Гетероген
КАТАЛИТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
Скорость химической реакции при данной температуре определяется скоростью образования активированного комплекса, которая, в свою очередь, зависит от величины энергии активации. Во многих химических
Гомогенный катализ.
Гомогенный катализ – каталитические реакции, в которых реагенты и катализатор находятся в одной фазе. В случае гомогенно-каталитических процессов катализатор образует с реагентами промежуточные реа
Автокатализ.
Автокатализ – процесс каталитического ускорения химической реакции одним из её продуктов. В качестве примера можно привести катализируемую ионами водорода реакцию гидролиза сложных эфиров. Образующ
Гетерогенный катализ.
Гетерогенный катализ – каталитические реакции, идущие на поверхности раздела фаз, образуемых катализатором и реагирующими веществами. Механизм гетерогенно-каталитических процессов значительно более
Ферментативный катализ.
Ферментативный катализ – каталитические реакции, протекающие с участием ферментов – биологических катализаторов белковой природы. Ферментативный катализ имеет две характерные особенности:
F + S ⇆ FS → F + P
Исследование зависимости скорости ферментативной реакции от концентрации субстрата при неизменной концентрации фермента показали, что с увеличением концентрации субстрата скорость реакции сначала у
Основные закономерности и понятия
После изучения данной темы студент должен знать:
1. Основные понятия катализа.
2. Основные представления о механизме каталитической реакции.
3. Кинетичес
Основные навыки
Студент должен уметь:
- Определять и формулировать цель работы
- Определять кинетические параметры гомогенных каталитических и автокаталитических процессов, испол
Агрегативная устойчивость
При изучении данной темы студент должен обратиться к учебникам:
[8], [9] раздел «Агрегативная устойчивость и коагуляция дисперсных систем» и подразделы «Термодинамика устойчивости дисперсн
Строение коллоидной мицеллы
Лиофобные коллоиды обладают очень высокой поверхностной энергией и являются поэтому термодинамически неустойчивыми; это делает возможным самопроизвольный процесс уменьшения степени дисперсности дис
Коагуляция лиофобных коллоидов
Как было показано выше, лиофобные коллоиды являются термодинамически неустойчивыми системами, существующими благодаря стабилизации за счет возникновения двойного электрического слоя. Изменение сост
Механизм и кинетика коагуляции золей электролитами
Необходимому для коагуляции сближению частиц дисперсной фазы препятствует, как было показано выше, электростатическое отталкивание имеющих одноименный заряд коллоидных частиц и противоионов и взаим
Старение золей и пептизация
Термодинамическая неустойчивость лиофобных коллоидных систем является причиной старения золей – самопроизвольной коагуляции (автокоагуляции) золей. Автокоагуляция золей происходит значительно медле
Основные закономерности и понятия
После изучения данной темы студент должен знать:
1. Какие факторы агрегативной устойчивости лиофобных золей вам известны? Сформулируйте правило коагуляции золей электролит
И ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПОДГОТОВКИ
Основными формами контроля по дисциплине являются:
1. Защита лабораторных работ. Каждый студент должен выполнить в химической лаборатории по методическим указаниям [12-14]
Вопросы для самопроверки
1. Дайте определение понятия «система». Система открытая и закрытая? Система изолированная. Гомогенная и гетерогенная система?
2. Дайте определение понятия «теплота». Можно ли говорить о з
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов