Brownian motion: všeobecné informácie.

V počiatočných štádiách vývoja teórie koloidnejsystémov sa predpokladalo, že molekulovo-kinetické vlastnosti sú vlastné len v skutočných roztokoch. Dlhodobé štúdie ukázali, že tieto vlastnosti sú vlastné koloidným roztokom. Zistilo sa, že medzi nimi neexistujú žiadne kvalitatívne rozdiely a existujú iba kvantitatívne rozdiely, ktoré závisia hlavne od veľkosti a tvaru koloidných častíc (micel). Z tohto dôvodu bol objav Brownovho hnutia v tomto zmysle veľmi dôležitý.

Po prvýkrát (v roku 1827) bol Brownov hnutieštudoval anglický botanik Robert Brown. Pri pozorovaní ultramikroskopu za kvetným peľom rastlín suspendovaných v kvapke vody vedec zistil, že mikroskopické častice peľu sú náhodne (chaoticky) a neustále sa pohybujú. Brownian pohyb je neporiadny, cikcak alebo chaotický pohyb mikročastíc. Početné štúdie preukázali, že chaotický pohyb molekúl je spôsobený veľkosťou častíc, teplotou a viskozitou disperzného média. V tomto prípade charakter látky prakticky nemá vplyv na ich pohyb.

Brownovho pohybu a modernej molekulárno-kinetickej teórie kvapalín

Frenkel navrhol, že keď jedenmolekula je preskupenie blízkych, a tak každý z nich sa usiluje o to, aby sa zaujal bývalé postavenie, ktoré je najvýhodnejšie v energetickom vzťahu.

V dôsledku nespojitosti a kontinuityproces samo-difúzie. Rozpustený v kvapalných mikročastách (disperzná fáza), pohyb je približne rovnaký ako molekuly rozpúšťadla (disperzné médium). Vďaka neustálemu chaotickému pohybu sa aktívne pohybujú a nezostávajú na žiadnom mieste.

Browniánsky pohyb častíc koloidov a suspenziívznikajú z tepelného pohybu častíc prostredia a ich chaotických vplyvov na danú molekulu. V dôsledku takýchto vplyvov sa mikročastice náhodne pohybujú vo vesmíre (disperzné médium). Tieto pohyby sa získavajú v dôsledku vplyvu úderov počas určitej doby vyšetrovania (v jednej sekunde môže určitá molekula zažiť až 1 020 úderov). Vzhľadom na skutočnosť, že molekuly malých rozmerov dostávajú nerovnaký počet nárazov z rôznych strán, pohybujú sa v rôznych smeroch. Pri priemere mikročastíc viac ako päť mikrometrov sa Brownov pohyb prakticky nedodržal. Zvýšenie veľkosti a molekulovej hmotnosti kompenzuje vplyvy. Preto častice s veľkou molekulovou hmotnosťou (až do piatich mikrometrov) vykonávajú len vibračné otáčky.

Brownian pohyb a difúzia

Výsledkom pôsobenia Brownovho aj tepelného pohybu je koncentrácia molekúl v celom objeme roztoku vyrovnaná. Difúzia môže nastať v koloidných a pravých roztokoch.

Osmotický tlak je spôsobený prítomnosťoumicely. Vzhľadom na veľkú veľkosť molekúl a zanedbateľné koncentrácie je ich tlak veľmi nízky. Samozrejme, časť analyzovaného tlaku v koloidných roztokoch závisí vo veľkej miere od prítomnosti nečistôt rôznych elektrolytov. Takže vysokomolekulárne roztoky - polysacharidy, kaučuk, proteíny - majú významný osmotický tlak v koncentrácii 10-12%. Vďaka špeciálnemu zariadeniu (osmometer) sa stanovil osmotický tlak krvnej plazmy, ktorý je v priemere asi 25 mmHg. Preukázalo sa, že tento tlak je priamo úmerný koncentrácii rozpustených látok v koloidných aj pravých roztokoch.