Физикохимия дисперсных систем

Лекция 3.1. Молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем

Молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем такие свойства обусловлены самопроизвольным

хаотическим тепловым движением частиц дисперсной фазы

они определяются не химическим составом, а числом движущихся частиц

Броуновское движение

Диффузия

Седиментация

1. Броуновское движение Р. Броун (1827)

свойственно любым суспензиям и эмульсиям

органических и неорганических веществ при условии, что размер частиц достаточно мал (в пределах от 1 до 5 мкм)

http://youtu.be/GXQxOvx1JO4

Движение броуновской частицы

1. Броуновское движение

Среднеквадратичное смещение (сдвиг)

уравнение Эйнштейна-Смолуховского

2. Диффузия

3. Седиментация процесс оседания дисперсных частиц под действием

силы тяжести

Диффузионно-седиментационное равновесие

Физикохимия дисперсных систем

Лекция 3.2. Электрические свойства дисперсных систем

Электрофорез (Рейсс, 1808 г.)

Электрофорез направленное перемещение частиц дисперсной

фазы под действием приложенной разности потенциалов

явление наблюдается в седиментационно устойчивых дисперсных системах

Потенциал седиментации (Дорн, 1878 г.)

Потенциал оседания (седиментации) (Дорн, 1878 г.)

возникновение разности потенциалов при оседании частиц дисперсной фазы под действием силы тяжести либо силы центробежного поля

Электроосмос (Рейсс, 1808 г.)

Электроосмос (Рейсс, 1808 г.) перенос дисперсионной среды через капилляр или капиллярно-пористое тело (диафрагму) под действием внешнего электрического поля

Потенциал течения (Квинке, 1859 г.)

Потенциал течения (Квинке, 1859 г.)

возникновение разности потенциалов при течении дисперсионной среды через пористую мембрану под действием перепада давления

Двойной электрический слой

Теория плоского ДЭС Гельмгольц и Перрен (1879 г.) ДЭС - плоский конденсатор,

внешняя обкладка которого образована слоем противоионов, притянутых к заряженной поверхности силами кулоновского взаимодействия

Теория диффузного ДЭС (Гуи и Чепмен, 1910 г.) структура внешней обкладки ДЭС определяется

двумя факторами:

1) электростатическим притяжением, удерживающим противоионы у заряженной поверхности

2) тепловым движением, которое создает тенденцию к рассеянию этих ионов в объеме жидкости

Теория диффузного ДЭС (Гуи и Чепмен, 1910 г.) в результате устанавливается

равновесное распределение противоионов в поле электрических сил в виде "облака" электрических зарядов с убывающей плотностью при удалении от поверхности

Теория Штерна Равновесная структура ДЭС формируется под

совокупным влиянием трех факторов

1. силы кулоновского электростатического взаимодействия противоионов и коионов с заряженной поверхностью

2. силы теплового движения

3. специфическое (адсорбционное) взаимодействие ионов с поверхностью

Теория Штерна часть противоионов под

действием как электростатических, так и адсорбционных (вандерваальсовых) сил притягиваются вплотную к поверхности, образуя на ней плотный слой Гельмгольца

остальные противоионы под влиянием теплового движения образуют диффузный слой Гуи

Дисперсная частица: строение ДЭС AgNO3 + NaI = AgI + NaNO3

Движение дисперсной частицы в электрическом поле (электрофорез)

Движение дисперсной среды в электрическом поле (электроосмос)

Применение электрофореза целевая доставка лекарственных веществ к определенным органам и тканям в организме больного

Применение электрофореза электрофоретический перенос и осаждение частиц полимерного связующего на поверхность металла

Применение электрофореза Различие в электрофоретической подвижности макромолекул белков, антибиотиков, ферментов, антител, зависящее от химического строения, позволяет применять электрофорез для качественного и количественного анализа, а также разделения сложных смесей подобных объектов

Применение электроосмоса быстрое обезвоживание капиллярно-пористых тел