Молекулярно - кинетические свойства коллоидных растворов.

Для коллоидные растворов, как и для истинных, свойственны диффузия и осмос, а так же ряд особых молекулярно-кинетических явлений, таких как броуновское движение, седиментационное равновесие. Все молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем зависят от степени дисперсности (размеров частиц дисперсной фазы).

Диффузия коллоидных систем - процесс самопроизвольного выравнивания концентрации диспергированного вещества под влиянием теплового хаотического движения частиц. Т.к. частицы и по размерам, и по массе значительно больше молекул и ионов, то скорость их теплового движения, а, следовательно и скорость диффузии будет во много раз меньше. Изучение скорости диффузии позволяет определить радиус и степень дисперсности коллоидных систем. Броуновское движение коллоидных растворов имеет молекулярно-кинетическую природу т.е. является следствием теплового движения частиц дисперсной среды. Коллоидные частицы испытывают на себе множество ударов молекул растворителя, находящихся в постоянном тепловом движении. Броуновское движение зависит от размеров частиц, вязкости среды, температуры, коэффициента диффузии и ряда других факторов. Учение о броуновском движении показало, что коллоидные растворы можно рассматривать как истинные растворы, в которых дисперсное вещество присутствует в виде частиц, обладающих свойством -броуновского движения. Осмотическое давление коллоидных растворов имеет две особенности:

• 1 Оно очень мало по причине больших размеров частиц и их низкой концентрации. Пр.: осмотическое давление однопорционного раствора сахара 79,46 кПа, а однопорционного коллоидного раствора сульфида мышьяка Аs₂S₂ - 0,0034 кПа;

• 2. Осмотическое давление отличается непостоянством. Эта особенность обменяется неустойчивостью дисперсной систем, их стремлением к агрегации, т.е. укрупнению частиц дисперсной фазы. Как в истинных, так и в коллоидных растворах, осмотическое давление примерно равно концентрации растворенного вещества:

π=cRТ.

Седиментация.

Частицы веществ, находящиеся во взвешенном состоянии в газообразной или жидкой среде испытывают воздействие двух противоположно направленных сил:

1. силы тяжести, которая стремиться осадить частицы;

2. силы диффузии, перемещающей дисперсную фазу из больших концентраций в меньшие.

Процесс оседания коллоидных частиц в растворе называют седиментацией.

Состояние дисперсной системы, при котором силы тяжести и силы диффузии частиц дисперсной фазы взаимно уравновешивают друг друга, называются седиментационным равновесием. Это состояние характеризуется уравнением Лапласа:

ln(n₀/n_h)=N(mgh)/(RT), где:

n₀ и n_h - число коллоидных частиц на различных высотах;

m - масса частиц;

g- ускорение свободного падения;

h - высота;

N - число Авогадро;

R - универсальная газовая постоянная;

Т - температура в Кельвинах.

Это уравнение было использовано для расчета числа Авогадро. Седиментационное равновесие можно нарушить центрифугированием. В центрифуге частицы, имеющие разные размеры, форму и массу, осаждаются с различной скоростью. Для этого используются ультрацентрифуги - приборы, дающие 50-60 тыс. оборотов в минуту. Таким образом разделяют клеточные органеллы из гомогенной ткани. Основные компоненты клетки осаждаются в такой последовательности: сначала целые клетки, затем их фрагменты, затем ядра, хлоропласты, митохондрии, лизосомы, лизосом и рибосомы.