ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Седиментационное равновесие из "Учебник физической химии" До сих пор мы рассматривали кинетические свойства коллоидов, игнорируя действие силы тяжести. Однако в некоторых свойствах коллоидов, в особенности грубодисперсных суспензий, влияние силы тяжести проявляется достаточно явно и закономерно. [c.402] Крупные частицы, взвешенные в жидкости, если они обладают большим по сравнению с жидкостью удельным весом, под действием силы тяжести оседают на дно. Процесс этот носит название седиментации. Скорость его находится в прямой зависимости от размеров частиц более крупные частицы оседают быстрее, чем мелкие. Фактором, противодействующим этому оседанию, является диффузия, стремящаяся, наоборот, вы-равнить концентрации. [c.402] Это явление наблюдается не только в коллоидных системах но также в молекулярно-дисперсных. Аналогичным эффектом вызывается уменьшение концентрации воздуха в земной атмосфере по мере удаления от поверхности земли, приводящее к тому, что на высоте примерно 5 км атмосферное давление падает до 0,5 атм.. [c.403] Изменение концентрации с высотой при прочих равных условиях тем более сильно, чем больше масса частиц. Так, в суспензии гуммигута частицы обладают радиусом порядка десятитысячных долей миллиметра, т. е. их масса в миллиарды раз превосходит массу молекул воздуха (точнее — азота и кислорода). В такой суспензии падение концентрации наполовину происходит на высоте не 5 км, как у воздуха, а всего лишь 30 у (30 микронов), т. е. на высоте, в 160 000 000 раз меньшей. Следовательно, в этой суспензии при равновесии градиент падения концентрации с высотой очень велик и на каждые 30, и. высоты концентрация уменьшается в два раза, т. е. на высоте 0,6 мм концентрация меньше в миллион раз (2 ). [c.403] Обычно коллоидные системы содерл(ат частицы не какого-нибудь одного, а различных размеров и являются, как их называют, полидисперсными системами. В суспензиях, содержащих частицы различных размеров, при седиментационном равновесии наблюдается у более крупных частиц более сильное изменение концентрации с высотой, чем у более мелких частиц, и, следовательно, средний размер частиц в верхней части суспензии будет при равновесии меньше, чем в нижней. Это наглядно показано на рис. 118. [c.404] Скорость установления седиментационного равновесия сильно зависит от размера частиц. Скорость оседания частиц оказывается прямо пропорциональной квадрату их диаметра. В грубодисперсных золях скорость установления равновесия сравнительно велика, и равновесие устанавливается в течение нескольких минут или часов. В высокодисперсных золях она чрезвычайно мала, и для достижения равновесия требуются промежутки времени, измеряемые годами и даже десятками лет (табл. 67). [c.404] Поэтому в высокодисперсных золях на практике никогда не наблюдается седиментационное разделение, так как в обычных условиях хранения механические сотрясения, естественные колебания температуры и связанные с ними конвекционные токи препятствуют установлению седиментационного равновесия. И только при тщательном соблюдении специальных мер предосторожности удается привести такие системы в состояние седиментационного равновесия. [c.404] Количественное изучение явления седимснтапии дает возможность получить много весьма важных сведений об изучаемом коллоиде и прежде всего о размерах его частиц. Изучение седиментации суспензии гуммигута позволило Перрену (1908—1910 г.) на основе молекулярно-кинетических представлений определить число Авогадро А о. При этом были получены значения близкие к полученным различными другими методами это явилось блестящим подтверждением универсальности молекулярно-кинетической теории и ее применимости к коллоидным растворам. [c.405] Для дальнейшего развития этого метода весьма ценным было предложение А. В. Думанского (1912 г.) об ускорении седиментации с помощью центрифугирования. В 1923 г. Сведберг применил сконструированную им у л ь т р а ц е н т р и ф у г у. Используя огромную центробежную силу, развивающуюся при вращении ультрацентрифуги и действующую па частицы коллоида аналогично силе тяжести, но с гораздо большей интенсивностью, можно значительно ускорить достижение седиментационного равновесия. [c.405] В современных ультрацентрифугах удается ускорить достижение равновесия примерно в миллион раз. Это позволило определить частичный вес и размер частиц некоторых лиофильных коллоидов (табл. 68). [c.405] Яичный альбумин Гемоглобин. . . [c.406] Вернуться к основной статье