Руководство к решению примеров и задач по коллоидной химии. Цыренова С.Б - 40 стр.

     Осмосом называется односторонняя диффузия дисперсионной среды. Осмос можно на-
блюдать тогда, когда раствор или золь отделены от чистой дисперсионной среды или раство-
рителя (или раствора и золя другой концентрации) полупроницаемой мембраной, пропус-
кающей молекулы растворителя или среды. Вследствие различия концентраций по обе сто-
роны мембраны в отделенных друг от друга частях системы существует неравенство хими-
ческих потенциалов, из-за чего возникает в растворе или золе избыточное по сравнению с
другой частью системы давление. Разность давлений называется осмотическим давлением π.
     Зависимость осмотического давления разбавленных растворов неэлектролитов от кон-
центрации подчиняется уравнению Вант-Гоффа:
                            π = сRT ,                         (7.6)
где с – концентрация растворенного вещества, моль/л
     Если использовать численную (частичную) концентрацию ν, то уравнение Вант-Гоффа
примет вид:
                            π = ν KT.                         (7.7)
     Для растворов полимеров связь между осмотическим давлением и концентрацией име-
ет более сложный характер. В этом случае используется уравнение с вириальными коэффи-
циентами:
                             π
                                       = 1 + A2 ⋅ C + A3C 2 +... , (7.8)
                               CRT
где А2, А3 – второй, третий и т.д. вириальные коэффициенты.
      Частицы любой дисперсной системы, находясь в среде притяжения Земли, испытывают
действие гравитационных сил.
      Если движение потока частиц ламинарное, то скорость оседания или всплывания час-
тиц в гравитационном поле связана с их размерами:
                                     υg ( ρ − ρ0 )
                               U=                   ,              (7.9)
                                          6πηr
где υ – объем частицы, м3;
      g – ускорение свободного падения;
      ρ и ρ0 – плотность частицы и дисперсионной среды, кг/м3;
      η - вязкость среды, Па⋅с;
      r – радиус частицы, м.
      Способность к седиментации характеризуют константой седиментации и для сфериче-
ских частиц уравнение имеет вид:
                                 2 r 2 ( ρ − ρ0 )
                          Sсед =                  .                   (7.10)
                                         9η
      Таким образом, мерой кинетической устойчивости к седиментации является величина,
обратная константе седиментации:
                      1         9η
                         = 2               .                          (7.11)
                     Sсед 2 r ( ρ − ρ0 )
      При осаждении частиц создается градиент концентрации, который является движущей
силой диффузии частиц в направлении обратном седиментации. При равенстве диффузион-
ного и седиментационного потоков устанавливается диффузионно-седиментационное равно-
весие, которое характеризует термодинамическую устойчивость систем, за меру которой
принимают гипсометрическую высоту Н, на которой ν4- число частиц в единицу объема ста-
новится в два раза меньше исходной численной концентрации ν0 на поверхности Земли.
                                         υg ( ρ − ρ0 ) 
                          νh = ν0 exp −                 .          (7.12)
                                               KT
      Гипсометрическую высоту для сферических частиц определяют по формуле: