49. Нанодисперсті жүйелердің молекула-кинетикалық қасиеттері. Броундық қозғалыс,осмос қысымын түсіндіріңіз.

Диффузия дегеніміз – концентрациясы жоғ ары облыстан концентрациясы тө мен облысқ а заттардың (иондар, атомдар, молекулалар, жоғ ары дисперсті бө лшектер сонымен қ атар нанобө лшектер де) ө здігінен ауысу ү дерісі. Диффузияның броундық қ озғ алыстан айырмашылығ ы ол тек газ бен сұ йық тарғ а ғ ана емес, сонымен қ атар қ атты денелерге де тә н. Бір жақ ты диффузиялы стационарлы процесс ү шін диффузияғ а ұ шырағ ан заттың массасы Фик заң ымен сипатталады;

мұ ндағ ы Д диффузия коэффициенті, концентрация градиенті (dc объекттен х арақ ашық тық тағ ы концентрация айырымы, осы себепті тең деудің оң жағ ына (-) таң басы қ ойылады, диффузия ә рқ ашан оң ), В ағ ынның қ иылысу аймағ ы, τ диффузия уақ ыты

Концентрация градиенті, ағ ынның қ иылысу аумағ ы жә не уақ ыт 1-ге тең болғ анда диффузия коэффициенті диффузия эффектілігін сапалылығ ын анық тайды. Нанобө лшектер ү шін диффузия коэффициенті диффузия жү ріп жатқ ан ортағ а тә уелді. Жалпы алғ анда диффузия коэффициентінің мә ні газдарда 10⁴ (қ алыпты температурада жә не қ ысымда) сұ йық тарда 10^-9, қ атты денелерде 10^-14 м²/c тө мен. Сұ йық тарда диффузия коэффициенті тү ріне қ арай ә р тү рлі болады. Диффузия коэффициенті жоғ ары болғ ан сайын эффективті болады. Сұ йық тар мен қ атты денелерде диффузияғ а ұ шырағ ан бө лшектердің бір тұ рақ ты кү йден басқ асына ауысуы жү зеге асады. Диффузия коэффициентінің температуралық тә уелділігі Аррениус тең деуімен анық талады:

(5. 1)

мұ ндағ ы D₀ шексіз жоғ ары темпеғ ратурадағ ы диффузия коэффициентіне сандық тең болатын ойдағ ы диффузия коэффициенті, Е_а диффузия процессінің активтену энергиясы (диффузияғ а қ ажет энергияны сипаттайды), k Больцман тұ рақ тысы, Т температура.

Нанобө лшектердің диффузиясы ү ш тү рлі жағ дайда болады:

Нанобө лшектер дисперсті жү йенің дисперсті фазасы ретінде

нанобө лшектерге белгілі бір қ асиет беру ү шін басқ а заттарды енгізу

Кристалдық нанобө лшектің ішінде

жазық тық тармен шекарасындағ ы диффузия тү рі 5. 1 суретте кө рсетілген.

Кристалдық нанобө лшектер ү шін диффузияның тө рт тү рі жү зеге асады:

Кө лемдік, поликристалдық дененің кристалының кө лемінде

Кристалл тү йіршіктерінің арасындағ ы тү йіршікшекарасы, кристал бетіндегі жазық тық бойынша

k кристалының фазааралық шекарасы мен п ә серлесу жазық тығ ы арасындағ ы шекара

Беттік диффузия кристал бетінде атомдар немесе молекуланың ауысуы нә тижесінде молекулалық қ абат аймағ ында ғ анажү реді.

Осмос. Молекулалық -кинетикалық ү деріске осмос жатады. Осмос бір еріткіштің (дисперстік орта) екі мембрана арқ ылы ү ш ерітінді жағ ына (дисперсті жү йе) ө здігінен ө тетін немесе сұ йытылғ ан ерітінді концентрлі ерітіндіге ө здігінен ө тетін ү деріс. (83 беттегі сурет)

Дисперсті ортаның қ озғ алысы стрелкамен кө рсетілген ү ш ерітінді коллоидты болуы мү мкін, яғ ни нанобө лшек зольі болуы мү мкін. Осмос нә тижесінде π қ ысым, яғ ни осмос қ ысымы пайда болады. Кері осмос – екі ерітіндінің осмостық қ ысымдарының айырымын жоғ арылататын қ ысымдарының ә серлесуінің нә тижесінде жартылай ө ткізетін мембрана арқ ылы судың немесе басқ а еріткіштердің концентрациясы жоғ ары ерітіндіден концентрациясы тө мен ерітіндіге ө туі. Мембрана еріткішті ө ткізеді, бірақ онда еріген кейбір заттарды ө ткізбнйді. Қ арапайым ерітінді ү шін осмос қ ысымы

Ал нанобө лшектер ү шін коллоидты ерітінділер сияқ ты

Мұ ндағ ы, С-ерітінді концентрациясы,

-нанобө лшектің массалық концентрациясы, кг/м³

r-нанобө лшек радиусы,

-нанобө лшек твығ ыздығ ы

-Авагадро тұ рақ тысы

⇐ Предыдущая 12 13 14 15 161718 19 20 21 Следующая ⇒