Оптические методы исследования коллоидных систем. Ультрамикроскопия. Нефелометрия.

В настоящее время оптические методы являются, наиболее распространенными мето­дами определения размера, формы и структуры коллоидных частиц. Это объясняется не только быстротой и удобством этих методов, но и точностью получаемых результатов. Грубые дисперсные системы (суспензии, эмульсии, пены, пыли) обычно исследуют с по­мощью светового микроскопа.

Причем ультрамикроскопия в большей степени является качественным методом, в первую очередь позволяющим «увидеть» частицы в высокодисперсных системах, а нефелометрия — количественным.

Дисп. система освещ. сбоку мощным пучком света. Наблюдают рассеян. свет частицами, взвешанными в среде с иным показателем преломления. Образ. конус Тиндаля от каждой частицы. Т.к. интенсивность падающего света значит. выше интенсивности рассеянных лучей, то главн. условием возм-ти наблюд. в микроскопе частиц явл-ся отсутствие распр-я падающего света в направлении рассеянных лучей. Частицы кажутся светящ. точками на темном фоне.

Суть метода нефелометрии состоит в том, что с помощью прибора перпендикулярно световому потоку, который проходит через исследуемое вещество, наблюдают рассеивание света. При этом интенсивность пучка света, проходящего через исследуемую мутную среду, снижается за счет рассеивания и поглощения света взвешенными частицами.

Билет 20 Строение ДЭС по Гельмгольцу, Гуи-Чепмену и Штерну. Распределение потенциала в двойном слое. Электрокинетический потенциал.

Место разрыва при перемещении твердой и жидкой фаз друг относительно друга называется плоскостью скольжения. Плоскость скольжения лежит на границе между диффузными и адсорбционными слоями, либо в диффузном слое вблизи этой границы. Потенциал на плоскости скольжения называют электрокинетическим или дзета-потенциалом (ζ-потенциал).

Другими словами, дзета-потенциал - это разность потенциалов дисперсионной среды и неподвижного слоя жидкости, окружающего частицу.

Вывод уравнения Гиббса. Понятие об абсолютной Гиббсовской адсорбции.

Классификация дисперсных систем по характеру взаимодействия между частицами. Дисперсные системы с коагуляционной структурой. Тиксотропия. Синерезис.

По характеру взаимодействия между частицами дисперсной фазы и молекулами дисперсионной среды коллоидные и грубодисперсные системы подразделяются на лиофильные(от греческогоlyo– растворяю,philia– люблю) илиофобные(phobia– страх, нелюбовь).

Системы, в которых дисперсионной средой является вода, называются, соответственно, гидрофильными и гидрофобными.

Лиофильные (гидрофильные) системы характеризуются сильно выраженным взаимодействием частиц дисперсной фазы с молекулами дисперсионной среды. Результатом такого взаимодействия является образование на поверхности частиц сольватных оболочек из молекул растворителя, которые препятствуют их слипанию и уменьшают поверхностную энергию. Лиофильные системы термодинамически устойчивы, могут образовываться самопроизвольно и не требуют добавок стабилизаторов. Они немногочисленны и в природе встречаются редко. К ним можно отнести растворы некоторых поверхностно-активных веществ, определенные сорта глин.

Коагуляционные структуры образуются в дисперсных системах путем взаимодействия между частицами и молекулами через прослойки дисперсионной среды за счет Ван-дер-ваальсовых сил сцепления. Термодинамически стабильны системы, у которых с поверхностью частиц прочно связаны фрагменты молекул, способные без утраты этой связи растворяться в дисперсионной среде. В свою очередь дисперсионная среда находится в связанном состоянии. Обычно эти структуры обладают тиксотропными свойствами, т.е. способностью к самопроизвольному восстановлению после механического разрушения (тиксотропия). Нарастание прочности после разрушения происходит постепенно, обычно до первоначальной прочности (рис. 1.3).

Рис. 1.3 Зависимости развития прочности структур во времени:

1 – коагуляционная, 1^* - она же после разрушения

Тиксотропия – способность системы изотермически восстанавливать структуру во времени после ее механического разрушения (способность к изотермическому превращению золя в гель).

Синерезис – самопроизвольное уменьшение размеров геля с одновременным выделением наружу дисперсионной среды, содержащейся в петлях геля. Причиной этого явления является