Тема 3. Оптические свойства коллоидных систем
Оптические свойства коллоидных систем существенно отличаются от свойств истинных растворов и грубодисперсных систем. Наиболее характерными являются светорассеяние и поглощение света. На эффекте светорассеяния основаны ультрамикроскопия и нефелометрия. С поглощением света связана окраска коллоидных растворов.
Вопросы для самопроверки
1.В чем заключается эффект Фарадея-Тиндаля?
2. Проанализируйте уравнение Рэлея.
3. От чего зависит окраска коллоидных растворов?
4. Что такое опалесценция?
5. Какие величины определяют нефелометрами?
Тема 4. Электрические свойства коллоидных систем
В этом разделе изучается строение частиц дисперсной фазы лиофобных коллоидов. Особое внимание следует обратить на образование двойного электрического слоя и его строение. Возникновение двойного электрического слоя у частиц лиофобных коллоидов связано либо с адсорбцией ионов на поверхности частиц, либо с диссоциацией поверхностных молекул частиц твердой фазы. Затем надо остановиться на вопросах возникновения электрокинетического потенциала, явлениях электрофореза и электроосмоса и методах и электрокинетического потенциала.
Далее обратите внимание на мембранное равновесие Доннана, имеющее большое значение для теоретического обоснования явлений набухания, отрицательной адсорбции ионов, различных физиологических процессов.
Вопросы для самопроверки:
|
|
|
1. Что представляет собой двойной электрический слой?
2. Каково строение мицеллы лиофобных коллоидов?
3. Что представляет собой коллоидная частица?
4. Где возникает злектрокинетический потенциал?
5. Как измеряется электрокинетический потенциал?
Решение типовых задач
1. К какому электроду при электрофорезе будут перемещаться частицы золя хлористого серебра, полученного при избытке AgNO3?
Решение. В соответствии с правилом Панета и Фаянса (см. учебник) потенциалоопределяющими ионами будут ионы Ag+, поскольку они входят в состав ядра мицеллы золя AgCl. Адсорбция этих ионов обусловливает наличие положительного заряда на частицах золя и их движение при электрофорезе к отрицательно заряженному электроду.
Схема строения мицеллы золя AgCl может быть представлена в виде формулы:
где m - количество молекул в ядре частицы;
n - количество потенциалоопределяющих ионов;
(n-х) - часть противоионов, входящих в адсорбционныйслой;
х - количество противоионов, образующих внешний диффузный слой ионов.
Коллоидная частица положительна, частицы золя перемещаются к катоду.
2. Вычислить величину g-потенциала гидрозоля трехсернистого мышьяка, если градиент внешнего поля при электрофорезе составил 3,5 В/см, а скорость перемещения частиц золя равнялась 0,002 см/с.
|
|
|
Решение. g-потенциал, связанный с зарядом коллоидной частицы, - важнейшая характеристика устойчивости золя. Величину g -потенциала находят по данным электрофореза с использованием формулы:
где n - вязкость в пуазах;
u - скорость перемещения частиц, см/сек;
Н - градиент внешнего поля, В/см;
D - диэлектрическая проницаемость среды.
Подставляя в формулу π = 3,14, n (для воды) =0,01 пуаз, D воды-81 и учитывая множитель 3002, получим:
g(B) = 139,55 u/H.
Подставляя в формулы данные задачи, получим:
g = 139,55.0,002:3,5 = 0,0797 (В) =79,7 (мВ).
Тема 5. Устойчивость и коагуляция коллоидных систем
Приступая к изучению этого раздела, следует ознакомиться с понятиями кинетической и агрегативной устойчивости и основами теории устойчивости коллоидных систем, затем перейти к изучению процесса коагуляции лиофобных коллоидов действием электролитов, смесью электролитов, взаимной коагуляции коллоидов. После этого надо изучить защитное действие растворов ВМС. Обратите внимание на значение коагуляции в физиологических процессах.
Вопросы для самопроверки:
1. Каковы факторы, влияющие на устойчивость коллоидных систем?
|
|
|
2. Какие два вида устойчивости коллоидных растворов принято выделять? Дайте характеристику каждому из них.
3. Что называется коагуляцией?
4. Какие факторы способствуют коагуляции коллоидов?
Как изменяется величина g-потенциала коллоидной частицы при увеличении концентрации постороннего электролита в растворе?
5. В чем заключается правило Шульце-Гарди?
6. Что такое защитное действие?
7. Опишите особенности коагуляции коллоидов смесью
электролитов. От каких факторов зависит антагонизм и синергизм коагулирующего действия?
8. Сравните явления коагуляции и пептизащии. За счет каких процессов в почве происходит пептизация и последующее вымывание ее плодородного слоя?
9. Что такое старение коллоида? Какие приемы используются для стабилизации коллоидных систем?
Решение типовой задачи
Рассчитать порог коагуляции электролита, если для коагуляции 10 мл золя трехсернистого мышьяка потребовалось минимум 2 мл NaCl концентрации 0,01 н.
Решение. Порог коагуляции - это минимальная концентрация электролита, вызывающая коагуляцию данного золя. Рассчитаем эту концентрацию по данным задачи.
|
|
|
Общий объем системы после приливания электролита к золю составил 10 мл+2 мл=12 мл.
Концентрация электролита обусловлена тем его количеством, которое внесено с 2 мл 0,01 н раствора, т. е. в 12 мл общей системы содержится 0,01.210-3 = 2.10-5 моль-экв NaCl. Это количество распределено в 12 мл системы, концентрация же указывает количество NaCl в 1 л, итак:
2.10-5 моль-экв - содержится в 12 мл
x моль-экв - в 1000 мл (1л)
моль-экв/л = 1,66 ммоль-экв/л
Порог коагуляции составляет 1,66 ммоль-экв/л.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 1172; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!