де n - часткова концентрація дисперсної фази;
NA - число Авогадро.
Оскільки часткова концентрація визначається як число часток в одиниці об'єму дисперсної системи, осмотичний тиск дисперсних систем обернено пропорційно кубу радіуса частки. Ліозолі мають значення осмотичного тиску, співмірні з осмотичним тиском істинних розчинів. З ростом розміру часток осмотичний тиск різко знижується.
Характерним загальним властивістю суспензій, порошків, емульсій і аерозолів є схильність до осідання або спливання частинок дисперсної фази (седиментація або зворотна седиментация).
Швидкість процесу седиментації описується рівнянням Стокса:
U = (2 * g * (r - r0) * r 2) / (9 * h)
де r, r0 - щільності дисперсної фази і дисперсійного середовища.
При седиментації в поле відцентрових сил (процеси центрифугування і сепарування) прискорення сили тяжіння g у формулі Стокса замінюється на прискорення відцентрової сили:
де R - від осі обертання до осаждаемой частки.
При описі швидкості зворотної седиментации різниця щільності дисперсної фази і дисперсійного середовища в формулі Стокса записується у вигляді: r0 - r.
Здатність дисперсних систем до седиментації виражається через константу седиментації:
За одиницю константи седиментації прийнятий Сведберг (1 Сб = 10 -13 с). Для аерозолів, суспензій, аерозолів значення константи седиментації дуже великі (10 6 - 10 9 Сб). Якщо розмір часток суспензій наближається до ультрамікрогетерогенной дисперсності, швидкість седиментації різко знижується. Седиментацію тонкодіспергірованних суспензій, емульсій, золів проводять у відцентровому полі.
Осадженню частинок золів перешкоджають тепловий рух частинок фази, а також дифузний ефект: при осіданні частинок золів виникає різниця концентрацій частинок дисперсної фази, яка обумовить дифузію частинок золю в протилежному напрямку. При розгляді седиментації в мікрогетерогенних системах дифузний ефект практично не враховується, але для золів він приймає значні масштаби. У зв'язку з цим, введені поняття седиментационного і дифузійного потоків:
де dn / dx - швидкість дифузії;
u - обсяг частки дисперсної фази;
У золях через певний час після їх приготування значення дифузійного і седиментационного потоків врівноважуються, тобто настає седіментація-дифузійна рівновага. Фактори, що обумовлюють седиментаційну стійкість дисперсних систем, ділять на дві групи: кінетичні і термодинамічні.
Кінетичну седиментаційних стійкість кількісно можна оцінити за величиною, зворотної константі седиментації:
Термодинамічна седиментаційна стійкість обумовлена законами дифузії і безпосередньо пов'язана з седиментаційно-дифузійним рівновагою. Кількісною характеристикою термодинамічної седиментаційною стійкості є гіпсометричні висота:
Лекція 8. ОПТИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ ДИСПЕРСНИХ СИСТЕМ
1. Оптична неоднорідність (анізотропія) дисперсних систем.
2. Застосування методів світлової, електронної та ультрамікроскопії в колоїдної хімії.
3. Закон Релея. Методи досліджень дисперсних систем, засновані на Светорассеяніє.
4. Поглинання світла і забарвлення золів.