Методические указания и контрольные задания по физической и коллоидной химии. Балдынова Ф.П - 31 стр.

      где τ- время, за которое происходит смещение части-            Характерным свойством дисперсных частиц является
цы (продолжительность диффузии). Последние два уравне-         рассеяние света в виде светящегося конуса, что связано с
ния позволяют рассчитывать различные параметры, связан-        явлением отражения света от поверхности частиц, его пре-
ные с броуновским движением дисперсных частиц. Так, по         ломлением, если частицы прозрачные и с дифракцией. Рас-
экспериментальным значениям Д можно рассчитать сред-           сеяние света, таким образом, определяется гетерогенностью
ний радиус r сферических частиц, а затем молярную (ми-         дисперсной системы и проявляется в виде эффекта Тиндаля.
целлярную) массу вещества М:                                         Долю рассеянного света определяет уравнение Рэлея,
                    М=4/3·π· r 3·ρ·ΝА,              (II-13)    которое было выведено для «белых золей» (для неокрашен-
где ρ- плотность вещества мицеллы (кг/м3).                     ных дисперсных систем, имеющих форму шара):
      Осмос - избирательная диффузия молекул дисперси-                     Јр/Јо =24π3(n12-n22)/(n12 +2 n22) ν·v2/λ4, (II-15)
онной среды (только растворителя) через полупроницаемую        где n1, n2-показатели преломления дисперсных частиц и
мембрану. Осмотическое давление-это давление, которое          среды; ν - численная концентрация дисперсной фазы; v-
необходимо приложить к раствору по ту сторону мембраны,        объем частиц (м3), для шарообразных частиц он равен 4 πr3;
куда движутся молекулы растворителя, чтобы предотвра-          λ – длина световой волны (м); Jо - интенсивность падающего
тить перенос растворителя, то есть осмос. Явление осмоса       потока; Jр - интенсивность рассеянного света.
применимо как к молекулярным, так и к коллоидным рас-                Из уравнения (II-15) следует, что интенсивность рас-
творам.                                                        сеянного света зависит от показателей преломления ве-
      Величина осмотического давления определяется толь-       ществ дисперсной фазы n1 и дисперсионной фазы n2.
ко частичной концентрацией (концентрация коллоидных                  При равенстве показателей преломления частиц и сре-
частиц) и не зависит от их природы и размера. Для разбав-      ды - рассеяния не происходит. Например, эмульсия глице-
ленного коллоидного раствора осмотическое давление рас-        рина в четыреххлористом углероде.
считывается по уравнению Вант-Гоффа:                                 По уравнению Рэлея получаем обратную зависимость
                       π=с*· k·Т,                   (II-14)    интенсивности рассеянного света от λ4: чем меньше длина
                                    2
где π- осмотическое давление (н/м ), с*- частичная концен-     волны, тем рассеяние выше. Поэтому, фиолетовый свет
трация (частиц/м3): это число частиц в единице объема.         (λ=380-450нм) рассеивается более интенсивно (≈16 раз вы-
Следует отметить, что для растворов ВМС частичная масса        ше) по сравнению с красным(λ=620-760нм). Этим объясня-
совпадает с молярной массой.                                   ется голубой цвет неба и использование синих ламп для
      Осмотическое давление, зависящее от числа кинетиче-      светомаскировки.
ских единиц в единице объема, для дисперсных систем зна-             И, наконец, рассеяние света зависит от размеров час-
чительно меньше, чем для истинных растворов, т. к. кон-        тиц и их численной концентрации. Рэлеевское рассеяние
центрация частиц в коллоидной системе обычно очень мала        света пропорционально третей степени размера частиц:
по сравнению с концентрацией молекул в истинном раство-                             Jp =k·νм (4π· r3/ρ),              (II-16)
ре (при одинаковой весовой концентрации).


                                                          63   64