Cel mai important factor care afectează proprietățile moleculare și cinetice ale coloizi este mișcarea browniană a particulelor fazei disperse. Acesta este numit în onoarea botanistului englez Robert Brown, care a observat pentru prima dată în 1827 sub microscop examinarea unei suspensii de polen în apă. Oamenii de știință au descoperit că particulele de polen se deplaseze continuu în traiectorii complexe, nu pentru un moment lăsat singur. Motivul pentru o lungă perioadă de timp nu a putut stabili această mișcare, și a considerat că este o manifestare a materiei vii exclusivă caracteristici. Cu toate acestea, această explicație a fost în curând eliminat deoarece Am constatat că acest lucru se poate face o mișcare continuă și particule anorganice în suspensie într-un lichid sau gaz.
Astfel sa stabilit universalitatea mișcării browniene.
Analiza ulterioara a aratat ca particulele individuale muta complet independent una de alta. Mișcarea lor are loc mai intens decât dimensiunile particulelor mai mici și viscozitatea mediului și nu depind de natura materialului zdrobit.
Sistemele liber-disperse cu un gaz sau un mediu de dispersie lichid sub formă de particule coloidale nu sunt fixate în anumite poziții specifice. Ei participă la mișcarea browniană, care este o consecință directă a mișcării termice a moleculelor de solvent și accident vascular cerebral lor Promiscuitatea unei anumite particule. Mai mult, mai mică dimensiunea particulelor, mai mic numărul de molecule afectează pe suprafața sa. Aceasta, la rândul său, conduce la faptul că diferențele în numărul și puterea de atacuri pe fiecare parte a particulelor devin mai semnificative. Particle la un moment dat se mișcă în direcția în care amplitudinea rezultantei bate mai puțin. mișcarea sa în sine este bruscă și haotic. Salturile sunt realizate cu mare frecvență și în orice direcție, adică, indiferent de ceea ce a fost înainte de salt. In plus, salturi sunt de lungimi diferite. Sa constatat că particula coloidala își schimbă direcția de mișcare de circa 10 de 12 ori timp de 1 secundă. A valabile particule de cale cu urme
o astfel de circulație nu este posibilă. Prin urmare, ca o măsură care caracterizează intensitatea mișcării browniene, luând o deplasare a particulelor așa-numita sau schimbare (# 8710; X). Această proiecție a distanței dintre cele două poziții ale particulelor (A și B), pe parcursul timpului t, între două observare adiacente (fig. 56).
Fig. Schema 56. mișcare browniană a unei particule
Deplasarea particulelor egale cu intervale t obicei nu coincid în ambele magnitudine și direcție, cu toate acestea, în practică, utilizarea așa-numita forfecare medie-particulă:
unde # 8710; X1. # 8710; X2. # 8710; X3. ... - proiecții specifice pentru deplasarea unei particule în același timp, t; n - numărul de particule determinate prin deplasarea proeminențelor într-un anumit interval de timp t.
Cuantificarea exactă a mișcării browniene a particulei poate fi dată folosind ecuația Smoluchowski-Einstein:
în cazul în care NA - numărul lui Avogadro;
# 951; - vâscozitatea mediului de dispersie;
r - raza particulelor fazei dispersate;
T - temperatura soluției;
t - timp în care are loc deplasarea particulelor.
Astfel, viteza mișcării browniene a particulelor coloidale variază doar în funcție de raza și viscozitatea mediului de dispersie. În acest caz, natura particulei la libera sa nu are niciun efect.
În cazul în care mărimea și masa particulelor fazei disperse depășesc anumite limite, probabilitatea de compensare reciprocă a impactului din diferite direcții este mult mai mare.
Astfel, o dimensiune a particulei de 4 × 10 -6m ÷ 5 · 10 -6m face mișcări doar mici care oscilează în jurul unui centru. Când nu se observă dimensiuni mai mari ale particulelor de mișcare browniană sub orice formă.
În acest sens, sistemele grosiere nu posedă proprietățile cinetice moleculare. Este pe această distincție se bazează pe clasificarea sistemelor disperse Superfine și grosier.
Cauza principală a mișcării de particule de mare este diferența de densități ale fazei disperse (# 961; f) și mediul de dispersie (# 961; s). Dacă densitatea fazei dispersate este mai mare (# 961; p> # 961; s), particulele se depun treptat în jos prin gravitație. Acest proces se numește sedimentare. particule de materie Brichetă (# 961; cu> # 961; t), dimpotrivă, pluti treptat în sus. Acest proces se numește sedimentare inversă.
Sub influența căldurii și mișcarea browniană are loc concentrațiile spontane ale particulelor de aliniere proces pe tot volumul unei soluții coloidale. Acest proces este numit în mod diferit prin difuzie. Difuzia particulelor în coloizi supuse acelorași legi ca difuzia moleculelor sau ionilor în soluții adevărate și a gazelor, dar este nevoie de o sută de ori mai lent, datorită dimensiunilor mai mari ale particulelor.
Cantitativ, procesul de difuzie se caracterizează printr-un coeficient de difuzie D, care arată cantitatea de substanță trece prin aria secțiunii transversale de 1 m 2 din soluție într-un al doilea gradient de (diferență) concentrațiile pe diferite părți ale secțiunii transversale este egală cu unitatea. Einstein studia mișcare browniană stabilit comunicare Coeficientul de difuzie D cu o forfecare medie a particulelor:
Având în vedere determinarea valorii ecuației superioare putem evidenția D:
Aceste ecuații sunt de mare importanță în chimia coloidală, ca permite măsurători pe baza coeficientului de difuzie D pentru a determina raza particulelor coloidale suspendate de o formă sferică.