- •Державний вищий навчальний заклад
- •Міністерства освіти і науки України колоїдна хімія
- •Поверхневі явища й адсорбція
- •Адсорбція на межі "рідина - газ", "рідина - рідина"
- •Розрахунок параметрів адсорбційного шару
- •Закономірності адсорбції на поверхні твердих адсорбентів
- •Приклади розв’язку задач.
- •Задачі для самостійного рішення
- •2. Дисперсні системи та їх властивості
- •2.1. Загальна характеристика дисперсних систем
- •Класифікація дисперсних систем
- •Класифікація дисперсних систем за взаємодією дисперсної фази і дисперсійного середовища
- •Одержання і очищення колоїдних розчинів
- •2.2. Електрокінетичні явища в колоїдних розчинах
- •Коагуляція колоїдних систем
- •Властивості розчинів поліелектролітів
- •Застосування електрофорезу та електроосмосу
- •2.3. Мікрогетерогенні та грубодисперсні системи Загальна характеристика мікро гетерогенних та грубодисперсних систем
- •Суспензії
- •Емульсії
- •Аерозолі
- •Порошки
- •Приклади розв’язку задач.
- •Задачі для самостійного рішення.
- •Молекулярно-кінетичні властивості колоїдних систем
- •Броунівський рух
- •Осмотичний тиск
- •Седиментаційно-дифузійна рівновага
- •Приклади розв'язування задач
- •Задачі для самостійного розв'язування
- •Оптичні властивості колоїдних систем
- •Забарвлення колоїдних систем
- •Приклади розв'язування задач
- •Задачі для самостійного розв'язування
- •5. Розчини високомолекулярних сполук
- •Визначення молекулярних мас полімерів
- •Осмометричний метод
- •Віскозиметричний метод
- •Висолювання полімерів з розчинів
- •Набухання полімерів
- •Фізичні стани полімерів
- •Ділянка іі - високоеластичний стан; ділянка ііі - в'язкотекучий стан.
- •Напівколоїди Властивості розчинів напівколоїдів
- •Механізм утворення міцел.
- •Миюча дія мил
- •Структурно-механічні властивості зв'язанодисперсних систем
- •Приклади розв'язування задач
- •Теоретичні питання до контрольної роботи
- •Література
- •Колоїдна хімія
- •Навчально-методичне видання
- •Коваленко Данило Сергійович колоїдна хімія
- •Рецензент б.П. Зоря
Забарвлення колоїдних систем
Колоїдні розчини мають забарвлення. їх забарвлення інтенсивніше, ніж у істинних розчинів. Наприклад, золь Fе(ОН)3 - червонувато-коричневий, золь SЬ2S3 - оранжевий, золь Аs2S3 - яскраво-жовтий, золь золота -яскраво-червоний. Незначний вміст домішок важких металів і їх оксидів у колоїдно-дисперсному стані зумовлює забарвлення таких дорогоцінних каменів як рубіни, сапфіри, смарагди. Забарвлення колоїдних систем пов'язане з їх здатністю поглинати світло.
На здатності колоїдних систем розсіювати світло базується явище опалесценції. Золі мають різне забарвлення в розсіяному світлі та світлі, що пройшло через систему. Наприклад, водні золі каніфолю, сірки мають червонувато-жовтий відтінок у світлі, що пройшло через золь, і голубуватий - у розсіяному. Найпомітніша опалесценція для безбарвних золів. Явище опалесценції обґрунтовується законом Релея. Інтенсивність розсіяного світла залежить від довжини хвилі електромагнітного випромінювання, що падає на систему. Чим менша довжина хвилі, тим інтенсивніше розсіювання. З видимого світла найбільше розсіюється фіолетове (λ = 380 нм), а найменше - червоне (λ = 760 нм). Цим пояснюється той факт, що золь в світлі, що пройшло через систему, має червоний відтінок.
Приклади розв'язування задач
1. Використовуючи закономірності світлорозсіювання відповідно до теорії Релея і ослаблення світлового потоку згідно із законом Бугера—Ламберта—Бера, розрахуйте радіус частинок латексу r з концентрацією 0,5 г/л, якщо оптична густина розчину, що виміряна в кюветі довжиною l = 5 см при довжині хвилі = 440 нм. складає D = 0,402. Прийняти, що густина і показник заломлення дисперсної фази дорівнюють: = 0,965 г/см3й = 1,655, а показник заломлення води п0 = 1,333.
Розв'язання. Рівняння Релея для мутності т дисперсної системи має вигляд:
де - об'ємна частка дисперсної фази.
Зменшення інтенсивності світла, що проходить через «білий» золь, описується рівнянням Бугера—Ламберта—Бера:
,
звідки м-1
Розраховуємо об'ємну частку дисперсної фази:
Радіус частинки відповідно до рівняння Релея становить
м.
2. При проходженні світла крізь золь з концентрацією со при товщині шару l= 5 см- світлопропускання (ln/l0) дорівнює 0,5. Через 25 с після введення розчину коагулятора величина ln/l0 стає рівною 0,3. Розрахуйте час половинної коагуляції колоїдного розчину, враховуючи, що внаслідок розведення при додаванні розчину коагулятора концентрація золю зменшується до 0,8 від первинної концентрації с0.
Розв 'язання. Згідно з рівнянням Бугера—Ламберта—Бера:
,
де т — мутність золю.
Тоді мутність вихідного золю до розбавлення т0 дорівнює:
м-1.
Мутність золю відразу ж після введення розчину коагулятора (з урахуванням розведення) визначаємо за співвідношенням:
, звідки м-1,
а мутність золю через 25 с після початку коагуляції
м-1.
Відомо, що мутність у коагулюючому розчині зростає пропорційно часу коагуляції і і для полідисперсних систем може бути розрахована за співвідношенням:
,
де - час половинної коагуляції.
Звідки