1. Дайте сравнительную характеристику процесса диффузии в истинных и коллоидных растворах.

• Процесс диффузии в истинных и коллоидных растворах отличается скоростью. Это связано с размерами частиц, которые участвуют в диффузии. Диффузия в истинных растворах протекает быстро. Частицы дисперсной фазы (молекулы, ионы) имеют малые размеры (не более 1 нм), поэтому коэффициент диффузии (D) для них высок. Процесс самопроизвольного выравнивания концентраций частиц по всему объёму раствора идёт под влиянием теплового движения молекул. Диффузия прекращается, когда концентрация частиц становится одинаковой по всему объёму.

• Диффузия в коллоидных растворах протекает медленно. Размеры коллоидных частиц велики по сравнению с размерами молекул, поэтому коэффициент диффузии (D) для них мал. Процесс диффузии в коллоидных растворах идёт из слоя с более высокой концентрацией частиц до полного выравнивания их концентраций во всех частях системы. Скорость диффузии зависит от природы дисперсионной среды и частиц, температуры и разницы концентраций в разных частях системы.

2. Приведите пример применения электрофореза в технике.

Электрофорез используется в технике для образования на поверхности

металлических изделий покрытий различного назначения из порошкообразных материалов. В научных исследованиях с помощью электрофореза определяется знак заряда частиц, а по измеренной скорости электрофореза рассчитывается ζ- потенциал.

Электроосаждение

• Нанесение покрытий на металлические изделия. Например, электрофоретическое осаждение используют для покрытия кузовов и деталей автомобилей, электрических распределительных устройств, бытовой техники, металлической мебели.

• Изготовление фотокатализаторов. Например, электрофоретическое осаждение применяют для изготовления фотокатализаторов на основе диоксида титана для очистки воды.

• Создание пористых анодов. В твердооксидных топливных элементах электрофоретическое осаждение используют для изготовления пористых анодов из порошковых прекурсоров на проводящих подложках.

Электроизоляционные покрытия

• Нанесение межслойной изоляции. Метод электрофореза применяют для изготовления магнитопроводов из лент, где нужно создать изоляционный слой. Например, на поверхности ленты осаждают частицы окиси кремния SiO₂, толщина слоя обычно составляет 5–10 мкм.

• Получение лакокрасочных покрытий. Процессы электрофореза используют для нанесения пластмасс на металлы, где слой из пластмассы защищает поверхность от воздействия внешней среды.

Очистка материалов

• Выделение частиц каучука из латекса. В производстве резины латекс подвергают электрофорезу, анодом служит движущееся металлическое полотно, на котором осаждаются частицы латекса и выносятся из ванны.

• Очистка воды. Комбинацией электрофореза и электролиза достигают высокой степени очистки воды: ионы примесей электролитов концентрируются в электродных пространствах, а твёрдые коллоидные частицы примесей удерживаются поверхностью диафрагм.