9. Молекулярно – кінетичні властивості колоїдних розчинів
Бро́унівський рух — невпорядкований, хаотичний рух дрібних частинок речовини в розчинах. Названий на честь ботаніка Роберта Брауна, який спостерігав[1] це явище під мікроскопом у 1827 р.. Теорію броунівського руху побудував у 1905 р. Альберт Ейнштейн.Відкриття й пояснення броунівського руху мало велике значення для фізики, оскільки було свідченням теплового руху молекул. Браун 1827 року відкрив хаотичний рух спор плауна у воді.У броунівському русі вражає одна незвична для нас особливість – рух частинок не припиняється за будь-яких обставин, хоча під час дослідження його причин вживалися запобіжні заходи, які виключали можливість зовнішніх впливів на броунівські частинки. Характер їх руху не змінювався. Отже, причину руху броунівських частинок слід шукати в самій рідині.
Дифузія - одна із стадій численних технологічних процесів (адсорбції, сушки, екстрагування, брикетування зі зв’язуючими тощо). Дифузія відбувається в газах, рідинах і твердих тілах. Механізм дифузії в цих речовинах істотно різний. Дифузія що відбувається внаслідок теплового руху атомів, молекул, - молекулярна дифузія. Дифундувати можуть як частинки сторонніх речовин (домішок), нерівномірно розподілених у середовищі, так і частинки самої речовини середовища. У останньому випадку процес називається самодифузією. Термодифузія - це дифузія під дією градієнта температури в об'ємі тіла, бародифузія - під дією градієнта тиску або гравітаційного поля. Перенесення заряджених частинок під дією зовнішнього електричного поля - електродифузія. У рухомому середовищі може виникати конвекційна дифузія, при вихровому русі газу або рідини - турбулентна дифузія. Наслідком дифузії є переміщення часток із областей, де їхня концентрація висока, в області, де їхня концентрація низька, тобто вирівнювання концентрації часток у термодинамічній системі, встановлення рівноваги за складом. Дифузія дуже розповсюджене явище, яке відіграє велику роль у функціонуванні живих організмів. У легенях молекули кисню дифундують у кровоносні судини, завдяки процесам дифузії відбувається обмін речовин у клітинах. Дифузія широко використовуються у техніці. Наприклад, робота біполярного транзистора основана на дифузії неосновних носіїв заряду через p-n перехід. Вибіркове перенесення певних компонентів у пори речовини - інфільтраційна дифузія. Дифузія має особливе значення в шахтах, де вона сприяє рівномірному розподілу шкідливих газів в атмосфері гірн. виробок, попередженню їх небезпечних скупчень. Суттєве значення відіграє дифузія в технологічних процесах при застосуванні реагентів.
Осмотичний тиск (або дифузний тиск) - термодинамічний параметр, що характеризує прагнення розчину понизити свою концентрацію при зіткненні з чистим розчинником внаслідок зустрічної дифузії молекул розчинника та розчиненої речовини.
10. Поверхневі явища
Поверхневі явища – фізичні та хімічні явища на межі двох фаз, які обумовлені тим, що, на відміну від об’єму фази, поблизу поверхні розділу молекули оточені іншими молекулами нерівномірно і взаємодіють не тільки одна з одною, але й з молекулами суміжної фази.
До поверхневих явищ належать адгезія, адсорбція, капілярні явища, когезія, змочування, тертя та ін.
В результаті поверхневих явищ склад і структура рідкої фази у тонкому граничному прошарку безпосередньо біля твердого тіла відрізняються від об’ємних характеристик (на віддаленні від твердої поверхні).
Поверхневі явища пов’язані з поверхневим натягом і обумовлені викривленням рідинної поверхні розділу називають капілярними явищами (див. капілярність).
Регуляторами Поверхневих явищ виступають поверхнево-активні речовини (ПАР), які впливають на поверхневу енергію та поверхневу активність. Особливо велику роль відіграють ПАР у колоїдних системах. Термодинамічна нестійкість цих систем обумовлює явища коалесценції та коагуляції при зближенні частинок, якому перешкоджає т.зв. розклинювальний тиск. Ці уявлення покладені в основу теорії стійкості колоїдів ДЛФО (Дерягін – Ландау – Фервей – Овербек).
Поверхневі явища мають велике значення при флотації, масляній агрегації, брикетуванні, механохімічній активації, приготуванні буро-вих розчинів, висококонцентрованих водовугільних суспензій, а також у процесах, пов’язаних зі змочуванням і капілярними явищами, хімічному захисті від корозії, в металургії, при руйнуванні гірських порід, контактних взаємодіях, електричних і електрохімічних явищах на поверхні твердих тіл.