ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Особенности процесса диффузии в студнях из "Руководство к практическим занятиям по коллоидной химии Издание 3" Теплоемкость водного раствора принимают за единицу. [c.238] В том случае, когда происходит только процесс диффузии, не сопровождающийся химическим взаимодействием диффундирующего вещества с веществом, образующим студень, распределение концентрации диффундирующего вещества вдоль диффузионного потока имеет вид постепенно убывающей кривой. Постепенность перехода от мест с высокой концентрацией к местам с низкой концентрацией делает затруднительным точное измерение глубины слоя, пройденного диффундирующим веществом в студне, так как граница оказывается сильно размытой. Это хорошо видно в случае диффузии окрашенных веществ. [c.239] Явление диффузии в студнях в чистом виде наблюдается очень редко, так как обычно диффузия осложняется параллельно протекающими процессами адсорбции и химического взаимодействия между частицами Рис. 74. Кинетометр. студня и диффундирующего вещества. В этих случаях закон Фика уже не приложим и вместо постепенного перехода концентраций наблюдается резкий скачок. [c.239] при диффузии в желатину соляной кислоты образуется соль — хлористая желатина при этом изменяется набухание и светопреломляющая способность студня. Глубину проникновения кислоты в студень легко обнаружить из-за внезапного изменения коэффициента преломления студня. Однако граница распространения соляной кислоты, определенная по этому методу, не совпадает с границей, определенной при помощи индикаторов, добавленных к студню, и, следовательно, метод неточен. [c.239] Для количественного определения коэффициента диффузии нужно знать скорость движения границы диффузии внутри студня или распределение концентрации диффундирующего вещества в направлении диффузионного потока. Но так как точно установить.границу диффузии трудно, то коэффициент диффузии определяют, измеряя расстояние от места начала диффузии до точек с концентрацией, равной /2, А или вообще какой-нибудь доле первоначальной концентрации с. [c.239] Когда растворенное вещество А диффундирует в студень, пропитанный веществом В, с которым оно вступает в реакцию, диффузия протекает по-разному, в зависимости от растворимости продукта реакции С. [c.240] Если С растворимо, то диффузия протекает в обоих направлениях. Подобная картина наблюдается, например, в случае диффузии аммиака в студень агар-агара, содержащий сернокислую медь. При этом аммиак диффундирует из раствора в студень, сернокислая медь — из студня в раствор, а образующаяся комплексная соль диффундирует в обоих направлениях. [c.240] Если получающееся вещество нерастворимо, образование осадка может происходить в лсидкости, на поверхности студня или внутри студня. Образование осадка происходит в жидкости, окружающей студень, когда эквивалентная концентрация вещества в геле очень велика по сравнению с концентрацией реагирующего с ним вещества, находящегося в растворе. При приблизительно одинаковых эквивалентных концентрациях нерастворимый осадок образуется на поверхности студня в виде тонкой мембраны. [c.240] Образование нерастворимого осадка в студне происходит в том случае, когда концентрация вещества, растворенного в студне, меньше концентрации вещества, находящегося в водном растворе. [c.240] Все это объясняется различием скорости диффузии обоих реагирующих веществ. Скорость диффузии зависит от градиента концентрации, величины диффундирующих частиц и свойств среды. [c.240] Из сказанного выше следует, что увеличение концентрации раствора, окружающего студень, способствует более глубокому проникновению растворенного вещества внутрь студня. Этот вывод имеет чрезвычайно большое практическое значение для различных технологических процессов. [c.240] Если одну из вертикальных трубок кинетометра (см. рис. 74) наполнить раствором вещества А, а другую раствором В, то оба диффузионных потока встретятся в середине горизонтальной градуированной трубки или ближе к ее концам в зависимости от соотношения скоростей диффузии обоих веществ в студне. [c.240] Протекание реакции в направлении от высококонцентрированного раствора к менее концентрированному может происходить и в том случае, когда при реакции не образуется осадка, т, е. когда мембрана отсутствует. Например, при диффузии едкого натра и соляной кислоты в студень желатины, содержащий лакмус, также можно наблюдать одностороннее движение границы перехода от синего к красному. [c.241] Обычно такое одностороннее распространение химической реакции подчиняется правилу образование нерастворимого осадка происходит только в направлении от вещества с большим осмотическим давлением к веществу с меньшим осмотическим давлением. [c.241] Несмотря на то что в некоторых случаях наблюдаются исключения, объясняемые большим различием коэффициентов диффузии обоих веществ или другими явлениями, это правило имеет очень большое практическое значение. [c.241] При диффузии в студень растворов солей, подверженных гидролитическому расщеплению, степень гидролиза может увеличиться, когда сильно различаются скорости диффузии продуктов, образующихся при гидролизе. Например, при диффузии раствора хлорного железа в студень кремневой кислоты гидролиз, происходящий в студне, усиливается вследствие того, что соляная кислота диффундирует значительно быстрее основных солей и коллоидных частиц гидрата окиси железа, образующихся при гидролизе хлорного железа. Если в студень прибавить немного щелочи и индикатор фенолфталеин, то это явление можно наблюдать в виде различно окрашенных слоев. При ведении опыта со студнем, полученным в пробирке, на дне ее будет находиться слой розового студня, куда еще не проникли диффундирующие сверху вещества . выше — белый слой, обесцвеченный двигаю-ЦЦ1МИСЯ более быстро ионами водорода, и, наконец, верхний слой, окрашенный основными солями железа в бурый цвет. [c.241] В том случае, когда хлорное железо диффундирует в желатиновый студень, процесс диффузии и гидролитического расщепления осложняется дубящим действием солей железа на желатину при ЭТОМ) происходит сильное сжатие верхнего продубленного слоя, сопровождающееся выделением воды, как это наблюдается и при обычном синерезисе. [c.241] Вернуться к основной статье