Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования «Волгоградский государственный медицинский
университет» Кафедра химии
Молекулярно- кинетические свойства коллоидных систем
Выполнила: студентка фармацевтического факультета 3 курса 1 группы Хворостова А.С.
Проверила: старший преподаватель Складановская Н.Н
г. Волгоград, 2020г
Содержание
1
Введение
2
Броуновское движение
3
Диффузия
4
Осмотическое давление
5
Заключение
Введение
•Частицы дисперсной фазы, имеющие размеры, сопоставимые с размерами молекул, участвуют в тепловом движении, что обусловливает определенное сходство коллоидных систем с молекулярными растворами.
•По этой причине для них характерны явления, связанные с направленным переносом частиц в результате теплового движения, объединяемые общим названием молекулярно-кинетические явления.
•К ним относятся диффузия, осмос, а также броуновское движение, обусловленное тепловым движением молекул среды.
1. Броуновское движение
Броуновское движение – это непрерывное беспорядочное движение частиц микроскопических и коллоидных размеров, не затухающее во времени.
•Оно обусловлено столкновениями молекул среды, находящимися в непрерывном тепловом движении, со взвешенными в ней частицами микроскопических или коллоидных размеров.
•В результате этих столкновений частицы получают огромное число ударов со всех сторон и приобретают поступательное, вращательное и колебательное движение.
Броуновское движение зависит от:
• |
Температуры |
Траектория движения коллоидных |
|
• |
Вязкости среды |
частиц представлена ломаной линией |
|
совершенно неопределенной |
|||
• |
|
||
Размеров частиц |
конфигурации |
И не зависит от:
• Природы вещества
Количественная мера перемещения частиц при броуновском движении (величина):
Среднее смещение (сдвиг) частицы – расстояние между начальной (1) и конечной (2) точками траектории на ось смещений (ось х)
Вычисляют среднюю квадратичную величину всех смещений без учета направления движения:
n – число смещений (число отрезков ломаной линии) - отдельные проекции смещения на ось X
Уравнение Эйнштейна-Смолуховского:
R – газовая постоянная |
r – радиус взвешенных частиц |
T – абсолютная температура |
NA – постоянная Авогадро |
t – время |
Ƞ - вязкость среды |
Уравнение Энштейна-Смолуховского подтверждает, что:
частицы перемещаются тем быстрее, чем выше температура, меньше размер частиц и меньше вязкость среды
•С увеличением размера частиц сначала прекращается поступательное броуновское движение, затем исчезает вращательное движение и остается только избирательное
2. Диффузия
Диффузия – самопроизвольный процесс выравнивания концентрации частиц по ввсему объему раствора или газа под влиянием теплового (броуновского) движения
•Броуновское движение хаотично и беспорядочно, но если имеются участки с др. концентрацией частиц, то число смещений будет больше со стороны этого участка
•Процесс диффузии самопроизвольный, т.к. сопровождается увеличением энтропии системы.
•Равномерное распределение в-ва в системе отвечает наиболее вероятному состоянию системы
•Количественно диффузия может быть выражена уравнением
первого закона Фика в дифференциальной форме:
-масса в-ва, продиффундировавшего в единицу времени S – площадь сечения, через которое идет диффузия
-градиент концентрации (минус показывает, диффузия идет в сторону уменьшения концентрации)
D – коэффициент диффузии.
Физический смысл D – коэф. диффузии равен массе в-ва, продиффундировавшего в единицу времени через единицу площади при градиенте концентрации, равному 1
если S и dc/dt = 1,
то D = dm/dt
Эйнштейн нашел, что коэф. диффузии связан с размерами диффундирующих частиц:
С помощью уравнения Эйнштейна можно определить размер частиц золей и молекулярную массу полимеров, нужно всего лишь экспериментально установить значение величины D