Руководство к решению примеров и задач по коллоидной химии. Цыренова С.Б - 39 стр.

   Константу в уравнении Дебая примите равной Н=3⋅10-11, плотность ПАВ 1140 г/см3, ККМ
0,1 г/л.

      7. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ

     К молекулярно-кинетическим свойствам дисперсных систем относятся броуновское
движение, диффузия, осмотическое давление и седиментационная устойчивость.
     Теория броуновского движения разработана Эйнштейном (1905г) и Смолуховским
(1906г). Интенсивность броуновского движения характеризуют средним сдвигом ∆ (види-
мым перемещением коллоидной частицы в дисперсионной среде за время τ).
     Уравнение Эйнштейна-Смолуховского связывает средний сдвиг с параметрами диспер-
сионной среды и с размерами движущихся частиц
                                        RTτ
                               ∆2 =           ,                       (7.1)
                                      3πrηN A
где τ - время наблюдения, с;
      r – радиус частиц, м;
      η - вязкость дисперсионной среды, Па⋅с;
      ∆ -интенсивность броуновского движения обратно пропорциональна размерам частиц,
и вязкости среды.
      Количественно диффузия характеризуется потоком Ji, равным массе вещества, прохо-
дящей за единицу времени через условную единичную поверхность, располагаемую перпен-
дикулярно направлению потока, т.е.
                                       d mi
                               Ji =           ,                       (7.2)
                                       Sdτ
где   d mi - масса вещества i, переносимая за достаточно малое время dτ, через поверхность,
площадь которой равна S.
  А. Фик (1855) показал, что диффузионный поток прямо пропорционален градиенту концентрации вещества
  в данной части системы:
                                       Ji = -D grad Ci,
где Di – коэффициент диффузии вещества i или для одномерной диффузии первый закон Фи-
ка будет иметь вид:
                                     dc
                            Ji = − D .                        (7.3)
                                     dx
     Мерой процесса диффузии является коэффициент диффузии. Эйнштейн показал, что
коэффициент диффузии D зависит от свойств дисперсионной среды и размеров движущихся
частиц или для сферических частиц коэффициент диффузии рассчитывается по формуле
Эйнштейна-Стокcа:
                                    RT
                            D=             .                  (7.4)
                                 N A 6πηr
     Для золей коэффициент диффузии значительно меньше, чем для истинных растворов.
Аэразоли характеризуются большими значениями коэффициента диффузии, т.к. вязкость
воздуха невелика и составляет 2⋅10-5 Па⋅с. Для аэразоля можно использовать газовый закон
Клапейрона-Менделеева в следующем виде:
                                  n
                           PV=       RT=nKT,                  (7.5)
                                 Na
где n-число частиц в аэразоле.
     Коэффициент диффузии и средний сдвиг частиц связаны уравнением Эйнштейна-
Смолуховского ∆ 2=2Dτ.