Непосредственное измерение взаимодействий в коллоидных системах
Исследования фазовых диаграмм, кинетики коагуляции, электрофореза и других явлений дают косвенную информацию о силах, действующих между агрегатами. Непосредственно измерить взаимодействие между заряженными коллоидными частицами значительно сложнее. Методика, основанная на измерении осмотического давления, является прекрасным методом, пригодным для изучения систем, которые самопроизвольно образуют, например, ламелярные структуры. Система находится в равновесии с объемом водного раствора, чьи химический потенциал и осмотическое давление можно контролировать. Расстояние между агрегатами измеряется с помощью дифракции рентгеновских лучей. В равновесии осмотическое давление раствора равно давлению, действующему между частицами.
Прибор для измерения поверхностных сил технически сложнее, но и более универсален. Он состоит из двух скрещенных цилиндров, покрытых пластинками гладкой отрицательно заряженной слюды. Расстояние между цилиндрами измеряется интерферометрически с разрешением в несколько ангстрем. Сила измеряется с помощью набора пружин и пьезоэлектрического кристалла, присоединенного к одному из цилиндров. Сила FcyI, действующая между искривленными поверхностями, может быть преобразована в свободную энергию для плоской поверхности Gpian с помощью приближения Дерягина:
где R - радиус цилиндра. Метод измерения поверхностных сил имеет то преимущество, что поверхность слюды может быть модифицирована адсорбцией:
Прибор для измерения поверхностных сил различных веществ из раствора
Например, можно измерить взаимодействие между поверхностями, покрытыми полимером. Поверхность можно гидрофобизировать посредством адсорбции монослоя катионных ПАВ. Можно нанести на поверхность слюды бислои. Таким образом? можно изучать огромный спектр систем.
Атомно-силовая микроскопия и сканирующая туннельная микроскопия существенно расширили возможности прямого измерения взаимодействий в коллоидных системах.
Смотрите также
Синтез и анализ ХТС в производстве гидроксида натрия и хлора из водного раствора хлорида натрия
Химическая наука и химическая промышленность в
настоящее время являются одними из ведущих отраслей, которые обеспечивают
научно технический прогресс в обществе. Интенсивный рост данной отрас ...
Свойства, применение и получение полиметилметакрилата
...
Возможная схема этапов оптимизации ХТС
Процессы
химической технологии это сложные физико-химические процессы, протекающие как в
пространстве, так и во времени. В них участвуют потоки энергии (тепло и холод)
и многофазные и много ...