1. Предмет коллоидной химии. Основные свойства коллоидных растворов. Мера дисперсности. Гетерогенность коллоидных систем

13. Седиментация суспензий и седиментационно-диффузионное равновесие 
коллоидных частиц. 
Седиментация – свободное оседание частиц в вязкой среде под действием 
гравитационного поля.
Процесс 
седиментации 
постепенно 
приводит 
дисперсную 
систему 
к 
упорядоченному состоянию, т. к. оседающие частицы располагаются в соответствии с 
их размерами (в нижних слоях преобладают более крупные, а в верхних – более мелкие). 
Через определенный промежуток времени все частицы могли бы осесть, как бы малы 
они ни были. Однако этому противодействуют броуновское движение и диффузия, 
стремящиеся распределить частицы равномерно по всему объему дисперсионной 
среды. Между процессами седиментации и диффузии устанавливается равновесие, 
характеризуемое неоднородным, но постоянным распределением частиц по высоте 
столба суспензии. Мелкие частицы сильнее испытывают влияние диффузии и 
располагаются в основном в верхних слоях, более крупные частицы под действием силы 
тяжести располагаются в нижних слоях. Установившееся состояние системы называют 
седиментационно-диффузионным равновесием. 
14. Поверхностные явления. Поверхностное натяжение. Краевой угол 
смачивания. Теплота смачивания. Капиллярное поднятие и опускание жидкости. 
 
Поверхностные явления – явления, происходящие на поверхности раздела фаз 
(концентрирование энергии, адсорбция, смачивание).
Наиболее важной характеристикой поверхности является поверхностное 
натяжение. Оно характеризует избыток поверхностной энергии, приходящийся на 
единицу площади межфазной поверхности. 
Поверхностное натяжение (σ) равно термодинамически обратимой, изотермической 
работе, которую надо совершить, чтобы увеличить площадь межфазной поверхности на 
единицу. 
2
,
1
dS
A
обр

 =
, 
2
/
]
[
м
Дж
=

, 
где δA
обр
– термодинамически обратимая работа, затраченная на образование 
поверхности площадью S
1,2
Процесс капиллярного поднятия жидкости является очень важным процессом и 
имеет достаточно широкое применение. 

---

При контактах жидкостей с твердыми телами важной характеристикой является 
краевой угол смачивания, который может образовываться между поверхностями 
жидкости и твердого тела. 
Если происходит достаточное смачивание твердой поверхности, при котором угол 
смачивания меньше 90°, говорят о гидрофильности вещества, если же угол велик и 
составляет больше 90°, говорят о процессах гидрофобности. 
При условии смачивания поверхности жидкостью стенок капилляра ее поверхность 
будет казаться искривленной и иметь т. н. отрицательный радиус кривизны r. 
В результате такого процесса давление в жидкости над поверхностью оказывается 
понижено по сравнению с тем давлением, при помощи которого жидкость будет 
подниматься по капилляру до тех пор, пока капиллярное давление не будет 
уравновешено: 
P
 
= H (ρ
ж
– ρ
г
)g, 
где ρ
ж
,ρ
г
– плотности жидкости и ее насыщенного пара; g – ускорение свободного 
падения; H – высота подъема жидкости. 
Кривизна поверхности жидкости в капилляре может определяться условиями 
смачивания, т. е. значениями краевого угла. Высота капиллярного поднятия жидкости 
может определяться по формуле Жюрена: 
Н = Р/(ρ
ж
– ρ
г
)g, 
Из уравнения Жюрена следует, что чем лучше жидкость смачивает стенки 
капилляра, тем выше происходит поднятие жидкости в капилляре при данном значении 
напряжения. 
Смачивание идет с уменьшением поверхностной энергии, при котором выделяется 
теплота. При лучшем смачивании твердого тела жидкостью теплота смачивания 
повышается. Таким образом, метод капиллярного поднятия жидкости основан на 
формуле Жюрена.