Cтраница 3
Если в системе силы тяжести полностью уравновешены силами диффузии, наступает так называемое седиментационное равновесие, которое характеризуется равенством скоростей седиментации и диффузии. При этом через единицу поверхности сечения в единицу времени проходит вниз столько же оседающих частиц, сколько их проходит вверх с диффузионным потоком. Седиментационное равновесие наблюдается не только в коллоидных растворах, но и в молекулярно-дисперсных системах. Это равновесие характеризуется постепенным уменьшением концентрации частиц в направлении от нижних слоев к верхним. [31]
Системы, в которых физико-химические свойства постепенно изменяются от точки, к точке, мы обычно определяем как дисперсные системы, или дисперсоиды. Они представляют собой гетерогенные системы, состоящие из грубодисперсных систем, с одной стороны, и молекулярно-дисперсных систем - с другой. Последние представлены истинными кристаллоидными растворами, где рассеяны атомы или ионы, диаметр которых имеет размер порядка 10 - 8 см. Коллоидные системы занимают промежуточное положение между двумя указанными типами; грубодисперсные системы можно обнаружить при исследовании под микроскопом, коллоидные системы таким способом обнаружить нельзя. [32]
Для превращения скрытого изображения в видимое оно должно быть проявлено тем или иным способом. Несмотря на сходство изображений, получающихся при помощи галогенсе-ребряных и металлдиазониевых слоев, природа процессов проявления совершенно различна. В отличие от гетерогенной системы, содержащей диспергированные кристаллы галогенида серебра, светочувствительные слои с диазосоединениями представляют собою гомогенную молекулярно-дисперсную систему, не содержащую центров чувствительности. Поэтому непосредственно после экспозиции светочувствительный слой не содержит скрытого изображения, и оно образуется микроскопическими каплями ртути лишь вследствие относительно медленного вторичного процесса взаимодействия солей ртути с продуктами фотолиза. Это свойство металлдиазониевых светочувствительных слоев определяет характер их дальнейшей обработки после экспозиции. [33]
Для превращения скрытого изображения в видимое оно должно быть проявлено тем или иным способом. Несмотря на сходство изображений, получающихся при помощи галогенсе-ребряных и металлдиазониевых слоев, природа процессов проявления совершенно различна. В отличие от гетерогенной системы, содержащей диспергированные кристаллы галогенида серебра, светочувствительные слои с диазосоединениями представляют собою гомогенную молекулярно-дисперсную систему, не содержащую центров чувствительности. Поэтому непосредственно после экспозиции светочувствительный слой не содержит скрытого изображения, и оно образуется микроскопическими каплями ртути лишь вследствие относительно медленного иторнч ного процесса взаимодействия солей ртути с продуктами фотолиза. Это свойство металлдиазониевых светочувствительных слоев определяет характер их дальнейшей обработки после экспозиции. [34]
При изготовлении масляных эмальлаков у нас применяются некоторые вещества - сиккативы, которые не изменяют сущности процесса высыхания, а лишь ускоряют его. Обычно для этой цели применяются окислы или металлические мыла ( соли) жирных, смоляных и других кислот и поливалентных, металлов, дающих несколько окислов, причем высшие окислы очень неустойчивы и легко выделяют кислород. При введении окислов поливалентных металлов в масло при подогревании происходят частичное окисление глицеридов и образование металлических мыл, которые с маслом образуют молекулярно-дисперсную систему. [35]
Следовательно, переход от истинных растворов к коллоидным с неизбежностью приводит к скачкообразному изменению в системе и возникновению качественно новых свойств, в которых решающая роль принадлежит поверхностным явлениям. Нужно, однако, иметь в виду, что эти границы в известной мере условны. Границу с молекулярно-дисперсными системами нельзя установить точно; для различных объектов она сдвигается в ту или иную сторону в зависимости от химической природы веществ дисперсионной среды и дисперсной фазы. [36]
Частицы в лиофильных золях окружены сольватной ( гидратной) оболочкой, делающей их более агрегативно устойчивыми по сравнению с лиофобными золями. Гидрозоли кремниевой и ванадиевой кислот, гидроксидов алюминия и железа ( III) несколько приближаются к гидрофильным системам. В отличие от типичных коллоидных растворов указанные растворы только в некоторых отношениях сходны с типичными коллоидами: медленная диффузия, неспособность проникать через животные и растительные пленки. Это объясняется тем, что в растворах высокомолекулярных веществ молекулы велики ( см. гл. XIII) и соизмеримы с размерами коллоидных частиц. Но все же они являются молекулярно-дисперсными системами и по своей агрегативной устойчивости близки к истинным растворам низкомолекулярных веществ. По этой причине растворы высокомолекулярных веществ сейчас не причисляют к типичным коллоидным микрогетерогенным системам. [37]
Многие органические полимеры непосредственным взаимодействием с подходящим растворителем могут самопроизвольно образовывать истинные растворы. Процессу растворения предшествует стадия набухания. Набухание представляет собой диффузию растворителя в межмакромолекулярные пространства полимера. Набухание может быть ограниченным и беспредельным ( см. гл. Ограниченное набухание, свойственное сетчатым и некоторым линейным полимерам, характеризуется определенной степенью набухания. В этом случае процесс набухания переходит непосредственно в образование истинного раствора. Такие растворы полимеров относятся к молекулярно-дисперсным системам - они содержат полимер в виде отдельных длинных гибких молекул, имеющих цепное строение. Эти молекулы могут свертываться в клубок или образовывать непрочные молекулярные комплексы, не имеющие, однако, характера отдельной фазы. Следовательно, полимеры, несмотря на свою иногда счень высокую молекулярную массу, образуют истинные растворы - системы однофазные, гомогенные. Подобно истинным растворам низкомолекулярных веществ растворам полимеров свойственна термодинамическая устойчивость; в этом заключается их основное отличие от ранее рассмотренных лиофобных коллоидных систем. Наличие термодинамической устойчивости вместе с тем означает обратимость растворов полимеров и возможность достижения ими состояния истинного равновесия. Однако наличие в истинных растворах полимеров макромолекул, имеющих размеры, характерные для частиц дисперсной фазы коллоидных систем, сообщает растворам полимеров ряд особых свойств, присущих обычно гетерогенным дисперсным системам. К числу таких свойств относится, например, своеобразие теплового движения частиц растворенного вещества, аналогичного броуновскому движению, малые скорости диффузии и малые значения осмотического давления даже при значительной массовой концентрации. Растворы полимеров характеризуются оптической неоднородностью, а также повышенной склонностью к образованию различных молекулярных комплексов. Следовательно, растворам полимеров присуща двойственная природа, поскольку им свойственны признаки как истинных, так и коллоидных растворов. Таким образом, растворы полимеров среди дисперсных систем занимают особое положение. [38]
Процесс оседания частиц под действием силы тяжести носит название седиментации. Скорость его находится в прямой зависимости от размеров частиц: более крупные частицы оседают быстрее, чем мелкие. Диффузия же протекает с большей скоростью в случае более мелких частиц и замедляется с увеличением размера частиц. Если степень дисперсности мала ( диаметр частиц больше 4 m i), то такие частицы не совершают броуновского движения и их способность к диффузии равна нулю. Здесь сила тяжести резко преобладает над силами диффузии. При достаточно высокой степени дисперсности частиц броуновское движение, как движение диффузионное, стремится к выравниванию концентраций во всем объеме дисперсной системы. Однако в достаточно толстых слоях полного выравнивания не достигается. Здесь в результате взаимодействия между силой тяжести и силой диффузии устанавливается некоторое состояние равновесия, характеризующееся постепенным уменьшением концентрации в направлении от нижних слоев к верхним. Это явление наблюдается не только в коллоидных растворах, но и в молекулярно-дисперсных системах. [39]