Page 44 - 130

45

Сведберга, який вимірював середній зсув частинок золя золота в залежності від
часу і в’язкості середовища і одержані дані задовільно співпали з обчисленими
за рівнянням (2.2). Зеддіг (1908 р.) підтвердив зв’язок середнього зсуву
частинок із температурою відповідно рівняння (2.2). Ж. Перрен (1910 р.),
вимірюючи в золі гумігуту в воді поступальне й обертове зміщення частинок
при відомих значеннях Τ і η , обчислив постійну Авогадро Ν А , яка виявилась
23
рівною 6,82·10 , що добре співпали з величинами, одержаними іншими
методами. Таким чином було доказано, що закономірності молекулярно-
кінетичного руху колоїдних частинок і руху молекул у розчині однакові.

2.2.2 Дифузія
Ейнштейн і Смолуховський, постулюючи єдність природи броунівського
і теплового руху, виходили з такого твердження: якщо броунівський рух є
наслідком теплового руху молекул дисперсійного середовища, то можна
говорити і про тепловий рух дисперсної фази. Це означає, що дисперсна фаза,
яка є сукупністю частинок, повинна відповідати тим же статистичним законам
молекулярно-кінетичної теорії. Наприклад, закон дифузії, згідно якого
хаотичність броунівського руху повинна приводити до вирівнювання
концентрації дисперсної фази по всьому об’єму дисперсійного середовища.
Дифузією називають процес самочинного вирівнювання концентрації
частинок по всьому об’єму рідини чи газу внаслідок теплового руху молекул
середовища і розміщених у ньому часточок речовини.
Процес дифузії іде самочинно, так як він супроводжується збільшенням
ентропії системи, а рівномірний розподіл речовини в системі відповідає
найбільш імовірному її стану.
Кількісно дифузія може бути виражена рівнянням першого закону Фіка,
згідно якого, крізь перетинку площею S за час τ маса m перенесеної речовини в
напрямку координати x пропорційна градієнту концентрації dc/ dx:
dc
m   D S  , (2.3)
x
dx
де D – коефіцієнт дифузії.
Знак “мінус” означає, що із збільшенням відстані x концентрація с
зменшується.
Для встановлення зв’язку між середнім зсувом і коефіцієнтом дифузії
можна уявити трубку (рис.2.4) із поперечним перерізом S, наповнену золем,
концентрація якого зменшується зліва направо і в цьому ж напрямку протікає
дифузія (на рисунку відмічено стрілкою). Виділимо по обидві сторони від лінії
MN дві малі ділянки 1 і 2, розміри яких рівні середньому зсуву частинок золя
( ) за час τ. Позначимо частинкову концентрацію золя в об’ємах цих ділянок

через с 1 і с 2 (с 1 > с 2 ). Хаотичність теплового руху приводить до рівної
ймовірності переносу частинок дисперсної фази вправо і вліво від лінії MN:
половина частинок зміститься вправо, а інша половина – вліво. Кількість
дисперсної фази за час τ, що переміститься з об’єму 1 вправо: