3. Являются ли броуновское движение, диффузия и осмос процессами самопроизвольными? Почему?
4. От каких факторов зависит интенсивность каждого из свойств?
5. В чем состоят различия между молекулярно-кинетическими свойствами коллоидных и истинных растворов?
Закончив изучение главы 9, вы должны знать:
• сущность броуновского движения, диффузии, осмоса;
• факторы, от которых зависит каждое из указанных свойств.
3.5.
ГЛАВА 10. УСТОЙЧИВОСТЬ КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ. КОАГУЛЯЦИЯ
Выше (см. главу 6) отмечалось, что образование дисперсных систем сопровождается увеличением свободной энергии системы. Следовательно, дисперсная система является принципиально термодинамически неустойчивой, т.е. рано или поздно должна самопроизвольно разрушиться. Поэтому речь может идти только об относительной термодинамической устойчивости дисперсных систем. Относительная устойчивость - это способность системы в течение определенного времени сохранять неизменной свою структуру, т.е. размеры частиц и их равномерное распределение в объеме системы.
Относительная устойчивость разных дисперсных систем колеблется в достаточно широких пределах. Как мы увидим дальше, эмульсия без эмульгатора разрушается в течение нескольких секунд с момента ее образования, а красный золь золота, полученный Фарадеем в середине XIX в., "живет" до сих пор.
Следовательно, существуют какие-то причины длительного существования принципиально неустойчивых (термодинамически) систем.
Проблема устойчивости дисперсных систем - одна из важнейших проблем коллоидной химии.
В 1917 году Песков предложил разграничивать относительную устойчивость дисперсных систем как:
а) седиментационную (кинетическую) устойчивость;
б) агрегативную устойчивость.
Эти два вида устойчивости различны по своему механизму и требуют раздельного рассмотрения.
3.5.1.
СЕДИМЕНТАЦИОННАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ
Седиментационная устойчивость - это способность дисперсной системы сохранять неизменным во времени распределение частиц по объему системы, т.е. способность системы противостоять действию силы тяжести.
Чтобы оценить седиментационную устойчивость системы, необходимо знать следующие характеристики: r - радиус частицы дисперсной фазы; - плотность частицы; - плотность дисперсионной среды; - вязкость дисперсионной среды; V - объем частицы.
По закону Архимеда, на каждую частицу в системе действует сила тяжести (подъемная сила), равная:
где g - ускорение свободного падения.
Эффективная масса частицы m' равна
