Методистские указания по курсу коллоидной химии

Методистские указания по курсу коллоидной химии

Обучающие задания по курсу коллоидной химии для студентов 3 курса технологического факультета

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

*** Мера раздробленности вещества или степень дисперсности:, м3,

Где А – размер частицы: d - диаметр для шарообразной, l - ребро куба для кубической.

*** Удельная поверхность S(уд.) = S/V ≈ S/V, м3,

Где S и V– суммарные поверхность и объем дисперсной фазы; s и v - поверхность и объем одной частицы.

*** Число коллоидных частиц в заданном объеме золя:

ν = M (вещества)/ m(коллоидной частицы).

*** Количество вещества коллоидных частиц: Nd = ν/NA.

*** Частичная молярная концентрация (молярность) золя: Cd = Nd / V(золя).

*** Средняя молярная масса коллоидной частицы:

Md = M(коллоидной частицы) × NA, г/ моль

ОСНОВНЫЕ КОНСТАНТЫ

Постоянная Авогадро NA = 6,02× 1023 моль-1

Универсальная газовая постоянная R = 8,314 Дж/ К моль = 62,36 л(мм рт. ст.)/К моль

1 а. е.м. = 1,66 ×10-24 г

Постоянная Больцмана K = R/ NA = 1,38×10-23 Дж/К

Диффузия – самопроизвольный процесс выравнивания концентрации по всему объему раствора за счет броуновского движения.

Уравнение Эйнштейна позволяет связать коэффициент диффузии D с величиной среднего сдвига:

(1)

Уравнение Эйнштейна – Смолуховского связывает величину среднего сдвига с вязкостью η и формой частиц:

(2)

Объединив уравнения (1) и (2), для частиц сферической формы получим:

(3)

Пример 1. Оцените коэффициент диффузии сферической частицы радиусом 1,5 ×10-9 м в воде при 300оК.

Решение.

Воспользуемся уравнение (3). R/ NA = k – постоянная Больцмана; η(Н2О) = 1 ×10-3 Н с/м2.

Пользуясь уравнением (3) можно экспериментально определить радиус частицы по известным значениям вязкости и коэффициента диффузии.

Седиментационно – диффузионное равновесие коллоидных частиц

Для шарообразных частиц с радиусом r при их падении в жидкости с вязкостью η

Сила трения рассчитывается по формуле:

F = (4),

Где U –скорость оседания частицы.