Завдання для виконання самостійної роботи.

1. Яке таке електрофорез?

2. Що таке електроосмос?

3. Які лікарські препарати можна отримати за допомогою електрокінетичних властивостей дисперсних систем.

4. Для яких фізіопроцедур використовують електрофорез.

5. Поясніть механізм розподілу частинок борошна при електрофорезі.

6. Перерахувати галузі харчової промисловості, де використовують електрофорез та електроосмос.

Самостійна робота № 19

Тема: Рівняння Ейнштейна для коефіцієнта дифузії, явище світлорозпилення в рідинах і газах.

Стислі теоретичні відомості Рівняння Ейнштейна для коефіцієнта дифузії.

Дифузією називається самовільний процес, який протікає в системі вирівнюючи концентрацію морлекул або колоїдних частинок під впливом їх хаотичного теплового руху.

Швидкість дифузії визначається кількістю речовини, яка проходить через одиницю часу через одиницю площі, пропорційна градієнту концентрації; коефіцієнт пропорційності – постійна величина, яку називають коефіцієнтом дифузії.

В 1906 році Ейнштейн вивів співвідношення між коефіцієнтом дифузії і іншими фізичними характеристиками системи (суміші газів, розчину і колоїда), в яких проходить дифузія. Рівняння Ейнштейна має вигляд:

де, R – газова постіна;

T – абсолютна температура;

N – число Авогадро;

 - в’язкість;

r – радіус дифундуючих молекул або частинок.

Це рівняння показує, що коєфіціент дифузії обернено пропорційний розміру дифундуючих молекул або частинок. Із цього рівняння видно, що швидкість дифузії зростає з підвищенням температури і зменшується з підвищенням вязкості розчиннника або дисперсного середовища. Знаючи коефіцієнт дифузії і користуючись формулою Ейнштейна можна знайти розміри дифундуючих частинок. В колоїдних системах коефіцієнт дифузії визначають на основі спостереження за броунівським рухом частинок.

Явище світлорозпилення в рідинах і газах.

При проходженні світла крізь дисперсну систему, світло може поглинатися, відображатися або розсіюватися. Поглинання світла – це явище вибіркове. Одні речовини повністю поглинають світло, а другі поглинають тільки промені визначної частини спектру. Поглинання світла властиве любим дисперсним системам. Відображення світла можливе тільки у грубодисперсних системах: суспензіях, емульсіях. Відображення світла проявляється в каламутних дисперсних системах, як при прямому проходженні світла так і при боковому проходження світла. Найбільш характерними оптичними властивостями для колоїдних систем є розсіювання світла у всіх напрямках. Це розсіювання світла було названо – опалесценцією.

Вперше цей ефект помітив Фарадей, але більш детально вивчив Тиндаль. Пізніше математично це явище було виражено вченим Релєєм.

Формула Релєєя:

І_р = 24³І₀ (n₁² – n₂² / n₁² +2n₂²)²   V² / ⁴

де, І_р - інтенсивність розсіяного світла колоїдної фази

n₁ - показник заломлення світла дисперсної фази

n₂ - показник заломлення дисперсного середовища

V - об'єм однієї колоїдної частини

- часткова концентрація колоїдного розчину

 - довжина світлової хвилі

Іо - інтенсивність падаючого світла на колоїдну систему

Інтенсивність розсіяного світла обернено пропорційна довжині хвилі. Чим менше довжина світлової хвилі, тим краще розсіюється світло. Краще розсіюється голубе світло. З формули Релєєя видно, що колір колоїдного розчину залежить від ступеня дисперсності колоїдної частки.

Якщо всі колоїдні частини будуть менше половини світлової хвилі голубого кольору, то розчин буде голубого кольору. Колоїдні розчини можуть бути усіх кольорів райдуги, в залежності від того, яких розмірів будуть колоїдні частки. Цим займався Ломоносов.