Броуновское движение
Броуновским движением называют хаотическое равновероятное для всех направлений движение частиц микроскопических или коллоидных размеров, взвешенных в жидкости или газе, за счет их столкновения с молекулами дисперсионной среды, находящимися в непрерывном тепловом движении.
Количественной характеристикой броуновского движения является средний сдвиг частицы 
за время 
, т.е. отрезок прямой, соединяющий начальную точку движения (при = 0) с положением частицы в момент времени :
,
где 
– константа Больцмана; 
– температура;
– вязкость дисперсионной среды; 
– радиус частиц.
Из уравнения следует, что броуновское движение тем интенсивнее, чем выше температура и меньше масса частицы и вязкость дисперсионной среды. Средний сдвиг частиц коллоидных растворов, размер которых находится в пределах 1–100 нм, может достигать нескольких миллиметров.
Диффузия
Диффузия – самопроизвольное перемещение вещества из области с большей концентрацией в область с меньшей концентрацией.
В случае коллоидных растворов идет диффузия частиц дисперсной фазы. Процесс диффузии является необратимым и протекает до полного выравнивания концентраций. Для количественного описания диффузии применяют закон Фика:
,
где 
– масса продиффундировавшего вещества;
– коэффициент диффузии;
– градиент концентрации;
– площадь поперечного сечения, через которое проходит диффузия;
|
|
|
– время диффузии.
Так как масса диффундирующего вещества положительна, а градиент концентрации отрицателен, перед правой частью уравнения стоит знак «–».
Физический смысл коэффициента диффузии: это количество вещества, диффундирующего через единицу площади в единицу времени при градиенте концентрации, равном единице.
Согласно формуле Эйнштейна коэффициент диффузии равен:
. (66)
Коллоидные частицы характеризуются минимальным по сравнению с ионами и молекулами коэффициентом диффузии.
Процесс диффузии применяют в пищевой промышленности при извлечении сахара из сахарной свеклы, растительного масла из семян подсолнечника (экстракция) и т.д.
Осмос
При разделении двух растворов различной концентрации или раствора и чистого растворителя полупроницаемой перегородкой (мембраной) возникает диффузия растворителя из раствора с меньшей концентрацией в раствор с большей концентрацией, приводящая к выравниванию концентраций. Этот процесс называют осмосом.
Осмос характерен не только для истинных растворов, но и для коллоидных растворов. Молекулы растворителя переходят через полупроницаемую мембрану в сосуд с коллоидным раствором. В результате в нем создается осмотическое давление.
|
|
|
Осмотическое давление – это избыточное давление 
столба жидкости над раствором, которое необходимо для прекращения переноса растворителя через мембрану.
Для расчета осмотического давления коллоидных растворов применяют уравнение:
, (75)
где 
– численная концентрация частиц.
Осмотическое давление коллоидных растворов намного меньше осмотического давления истинных растворов, т.к. при одной и той же весовой концентрации численная концентрация коллоидного раствора всегда меньше истинного раствора.
Дата добавления: 2015-12-18; просмотров: 22; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!