Post on 24-Sep-2019
DISPERZNI SISTEMIDISPERZNI SISTEMI
Disperzni sistemi – sistemi u kojima je jedna ili više supstancija u
većoj ili manjoj meri usitnjena i ravnomerno raspoređena u
okružujućoj sredini.
Heterogeni sistemi – između čestica disperzne faze i
disperzionog sredstva postoji granična površina sa određenom
slobodnom površinskom energijom.
DISPERZNI SISTEMIDISPERZNI SISTEMI
stanje disperznog
sredstva
stanje disperzne
sredine
naziv disperzije primeri
gas tečnost pena pena na pivu, sneg
od belanca, pena
za gašenje
gas čvrsto čvrsta pena šećerna pena,
sunđer
tečnost gas aerosol magla, oblaci
tečnost tečnost emulzija mleko, majonez
tečnost čvrsto čvrsta emulzija buter, sir
čvrsto gas dim smog, prašina u
vazduhu
čvrsto tečnost sol boja, deterdženti
čvrsto čvrsto čvrst sol legure, opal, rubin
DISPERZNI SISTEMIDISPERZNI SISTEMI
Podela na osnovu veličine čestica:
• mikroheterogeni ili grubo disperzni sistemi (suspenzije): 10-7
m (100 nm)
• ultramikroheterogeni ili koloidni sistemi: 10-9-10-7m
(1-100 nm)
• pravi rastvori ili molekulsko ili jonsko disperzni sistemi
POREĐENJE RASTVORA KOLOIDA I POREĐENJE RASTVORA KOLOIDA I
SUSPENZIJASUSPENZIJA
rastvori koloidi suspenzije
< 1 nm 100 nm
• atomi
• mali molekuli
• atomski joni
• poliatomski joni
• agregati atoma,
molekula ili jona
• makromolekuli
(proteini)
• grupe čestica
• zrnca minerala
(pesak)
POREĐENJE RASTVORA KOLOIDA I POREĐENJE RASTVORA KOLOIDA I
SUSPENZIJASUSPENZIJA
rastvori koloidi suspenzije
< 1 nm 100 nm
• transparentni
(bistri)
• molekulsko
kretanje
• transparentni sa
Tyndall-ovim
efektom
• Braunovo kretanje
• koagulacija
• poluprovidno
(maglovito)
• kreću se pod
dejstvom
gravitacije
POREĐENJE RASTVORA KOLOIDA I POREĐENJE RASTVORA KOLOIDA I
SUSPENZIJASUSPENZIJA
rastvori koloidi suspenzije
< 1 nm 100 nm
• elektroliti (soli)
• gasovi
• glukoza
rastvorena
u vodi
• plazma
(proteini,
albumini,
globulini,
fibrinogen)
• ćelije
(crvena krvna
zrnca, bela krvna
zrnca, krvne
pločice)
KOLOIDIKOLOIDI
Pojave na granici faza (graničnoj površini između disperzne faze
i disperznog sredstva) određuju osobine i ponašanje koloidnog
sistema.
veliki stepen disperznosti
nezasićeno polje sila
(velika slobodna površinska energija)
adsorpcija na površini koloidnih čestica
OPTIČKE OSOBINE KOLOIDAOPTIČKE OSOBINE KOLOIDA
Tyndall-ov efekat
Svetlost može biti apsorbovana, rasejana, polarizovana ili reflektovana
dispergovanom fazom koloida.
zrak
svetlosti
rastvor
zrak
svetlosti
koloid
izvor
svetlosti
razrez rasejana
svetlost
DIFUZIJA KOLOIDADIFUZIJA KOLOIDA
Važe Fikovi zakoni:
rN
RTxD
A 62
2
sp
A
v
NrM
3
4 3
2
2
x
CD
t
c
x
cDJ
DIJALIZA I CEĐENJEDIJALIZA I CEĐENJE
Koloidne čestice i makromolekuli ne prolaze kroz ćelijske membrane,
pergament ili celofan, usled čega se mogu odvojiti od čestica
molekulskih dimenzija. Ovaj postupak se naziva dijaliza.
ELEKTROFOREZA I ELEKTROOSMOZAELEKTROFOREZA I ELEKTROOSMOZA
Elektroforeza:
kretanje naelektrisanih
koloidnih čestica
(disperzne faze) u odnosu
na nepokrednu disperznu
sredinu pod dejstvom
električnog polja.
ELEKTROFOREZA I ELEKTROOSMOZAELEKTROFOREZA I ELEKTROOSMOZA
Elektroosmoza: kretanje disperzne sredine u odnosu na disperznu fazu
(molekuli rastvarača se kreću kroz pore pregrade).
PODELAPODELA KOLOIDKOLOIDAA
Liofobni:
• sličan površinski napon
kao disperzna sredina
• slična viskoznost
• vide se u ultramikroskopu
• u električnom polju se
kreću u određenom smeru
• zagrevanjem prelaze u gelove
Liofilni:
• manji površinski napon
od disperzne sredine
• manja viskoznost
• ne vide se u ultramikroskopu
• u električnom polju se ili ne
kreću, ili se kreću u oba smera
• manja težnja ka taloženju
RAST KRISTALARAST KRISTALA
NaI + AgNO3 AgI + Na+ + NO3-
višak
negativno
naelektrisana
koloidna
čestica
ELEKTROKINETIČKI POTENCIJALELEKTROKINETIČKI POTENCIJAL
Razlika električnog potencijala na površinama micele i granule čini
elektrokinetički ili zeta () potencijal.
Izoelektrično stanje: pri nestajanju difuznog sloja, dimenzije micele i
granule su identične i - potencijal je jednak nuli.
ELEKTROKINETIČKI POTENCIJALELEKTROKINETIČKI POTENCIJAL
Koloidne čestice – termodinamički nestabilne, ali kinetički stabilne.
Da bi do flokulacije došlo, potrebno je kod liofobnih čestica smanjiti
vrednost - potencijala do kritične vrednosti (krit 0,03 V) razaranjem
dvojnog električnog sloja, što se postiže dodavanjem jona suprotnog
naelektrisanja od koloidnih čestica.
LIOFILNI KOLOIDILIOFILNI KOLOIDI
Stabilnost potiče od:
• solvatnog omotača koji se vezuje za česticu preko njenih liofilnih
grupa (dominantno)
• prisustva dvojnog električnog sloja (u manjoj meri)
Do koagulacije dolazi:
• kada se ukloni solvatni omotač (organska jedinjenja kao alkohol ili
aceton uklanjaju molekula vode iz hidratnog omotača)
• kada se doda elektrolit
BRAUNOVO KRETANJE I NBRAUNOVO KRETANJE I NAA
Posmatrajmo sloj gasa
debljine dh i mase dm.
mehanička ravnoteža barometarska formula: p = f(h)
AdppgdmF
pAF
AdppgdmpA
dmA
gdp
RTM
dmAdhppdV
dhRT
pMAdm
h
h
p
p
dhRT
Mg
p
dpdh
RT
Mg
p
dp
00
kE
Mgh
RT
Mgh
p
p
2
3ln 0
BRAUNOVO KRETANJE I NBRAUNOVO KRETANJE I NAA
Peren:
barometarska formula pokazuje i raspodelu mikroskopskih čestica
dispergovanih u tečnosti, ako se uzme u obzir sila potiska na čestice.
1ln 0
RT
mghN
N
N A
N
N
ghr
RTNA
0
3ln
4
3
eksperimentalno
BRAUNOVO KRETANJE I NBRAUNOVO KRETANJE I NAA
gustina čestica:
•
• staklasta čvrsta masa = rastvor KBr
radijus čestica:
•
• sedimentaciona ravnoteža
pp mmmm
1
grur 3
3
46
BRAUNOVO KRETANJE I NBRAUNOVO KRETANJE I NAA
Odnos brojčanih gustina čestica na dva različita nivoa iz 200 očitavanja
broja granula u ograničenom vidnom polju mikroskopa u dve žižne
ravni mikroskopa.
Na ovaj način određena je vrednost Avogadrovog broja, koji je iznosio
između 6,82 1023 čestica.
BRAUNOVO KRETANJE I NBRAUNOVO KRETANJE I NAA
Ajnštajnova relacija:
Dr
RTNA
6
23 xr
RTNA
Stoks-Ajnštajnova jednačina:
22
2
1lx
Dx 22