8. Ультрацентрифуга и ее применение для исследования коллоидных систем.

Ультрацентрифуга— прибор для разделения частиц размером менее 100 нм (коллоидов, субклеточных частиц, макромолекул белков, нуклеиновых кислот, липидов, полисахаридов, синтетических полимеров и пр.), взвешенных или растворенных в жидкости. Это достигается вращением ротора, создающего центробежное поле с ускорением, на много порядков превышающим ускорение силы тяжести.

машина для создания центробежных сил, значительно превосходящих силу земного притяжения. Осн. элемент - ротор, приводимый в движение турбинкой, электродвигателем или вращающимся магнитным полем с частотой до 100 000 об/мин, при этом можно получить ускорение, в 500 000 раз превышающее ускорение свободного падения. . Используется для исследования и разделения высокодисперсных (в основном биол.) систем и полимеров.

9. Рассеяние и поглощение света.

   Поглощение света (адсорбция света), так же как и рассеяние света, во многом определяет окраску дисперсных систем.

     При изучении рассеяния рассматривались такие системы, в которых частицы дисперсной фазы не поглощают свет. Однако многие коллоидные системы окрашены, следовательно, они поглощают свет в определенной части спектра. Поглощение во всех слоях, на которые мысленно может быть разделена данная среда проходит одинаково: каждый последующий слой поглощает ту же долю света, что и предыдущий.

Явление рассеяния света. Это наиболее характерное оптическое свойство для коллоидных систем. Свет рассеивается во всех направлениях. Через чистые жидкости и молекулярные растворы свет просто проходит. Через коллоидно-дисперсные системы с размером частиц 10^-7-10^-9 см луч света, встречая на своем пути частицу, не отражается, как бы огибает ее, отклоняется и несколько изменяет свое направление (дифракция).

10. Нефелометрия и турбидиметрия.

методы количеств. хим. анализа, основанные на измерении интенсивности света, соотв. рассеянного исследуемой дисперсной системой (суспензия или аэрозоль) и прошедше-го через нее. В нефелометрии измеряется интенсивность света, рассеянного дисперсной системой. Вместо измерения абсолютных значений рассеянного света на практике проводят сравнение интенсивностей лучей, рассеянных стандартным и исследуемым золем.

В турбидиметрии измеряют интенсивность света, прошедшего через стандартную и исследуемую дисперсную систему.

нефелометрия позволяет исследовать дисперсные системы-производств. р-ры, речную воду, нефтяные фракции, а также аэрозоли. В последнем случае исследуемое в-во непрерывно пропускают через кювету. Градуир. кривые строят при помощи аэрозолей с известными физ. св-вами и размерами частиц. Измеряя интенсивность рассеянного света под разными углами и при разных концентрациях взвеси, можно определить размеры и форму дисперсных частиц.

11. . Ультрамикроскопия и электронная микроскопия коллоидных систем.

УЛЬТРАМИКРОСКОПИЯ, оптич. метод наблюдения и анализа коллоидных частиц в жидкой или газовой фазе с помощью ультрамикроскопов

При ультрамикроскопическом наблюдении можно судить о том, в какой степени коллоидные частицы сферически симметричны. Свет, рассеиваемый сферическими частицами, имеет постоянную интенсивность при их движении в растворе. Если частицы не сферичны, а имеют, например, палочкообразную или пластинчатую форму, то при движении они мерцают.

В электронной микроскопии используется поток быстрых электронов с длиной волны до 10-9 м, что дает очень высокое разрешение, соответствующее увеличению до 105. Метод дает сведения о размерах и форме частиц, макромолекул и надмолекулярных образований. Электронная микроскопия существенно дополняет ультрамикроскопию. Электронный микроскоп позволяет увидеть мельчайшие частички и многие особенности их строения, но необходимость работы в высоком вакууме требует удаления жидкой дисперсионной среды.

13.Строение двойного электрического слоя. Причина электрокинетических явлений в том, что на поверхности есть двойной электрический слой, имеющий диффузное строение и это приводит к тому, что фаза и среда заряжены противоположно. Т.к. частицы стремятся уменьшить поверхностную энергию, то все они стремятся адсорбироваться на поверхности.

I.1.Механизмы образования двойного электрического слоя

Существуют следующие механизмы образования двойного электрического слоя:

1)         Ионизация поверхности. Металл теряет электроны и заряжается положительно.

2)         Избирательная адсорбция ионов. Поверхность адсорбирует ион более близкий по природе.

3)         Образование двойного электрического слоя за счёт адсорбции на поверхности полярных молекул. Правило Кёна: положительно заряжается та фаза, которая имеет большую диэлектрическую проницаемость.

 I.2. Строение двойного электрического слоя

Двойной электрический слой состоит из ионов одного знака, относительно прочно связанных с дисперсной твёрдой фазой (потенциалопределяющие ионы), и эквивалентного количества противоположно заряженных ионов, находящихся  в жидкой среде вблизи межфазной поверхности (противоионы). Заряд на поверхности твёрдой фазы в первом приближении рассматривается как поверхностный заряд, равномерно распределённый по всей поверхности. Между противоионами и свободными (не входящими в состав двойного электрического слоя) ионами того же знака, находящимися в жидкости, существует динамическое равновесие. Дисперсионная среда представляется всегда как непрерывная фаза, влияние которой на двойной электрический слой определяется лишь её диэлектрической проницаемостью.

  При таких предпосылках отличие между теориями строения двойного электрического слоя заключается только лишь в различном толковании структуры слоя противоионов.