Учебное пособие по коллоидной химии Казань 2015 1

 
5.2. Диффузия 
Если броуновское движение является следствием теплового движе-
ния молекул среды, то можно говорить и о тепловом движении частиц 
дисперсной фазы. Это означает, что дисперсная фаза, представляющая со-
бой совокупность числа частиц, должна подчиняться тем же статистиче-
ским законам молекулярно-кинетической теории, что приложимы к газам 
и растворам. Из этих законов Эйнштейном и Смолуховским при разработ-
ке данной теории был выбран закон диффузии, согласно которому хаотич-
ность броуновского движения должна приводить к выравниванию концен-
трации дисперсной фазы по всему объему дисперсионной среды. 
Диффузия – это процесс самопроизвольного выравнивания концен-
трации в системе, приводящий к установлению одинакового химического 
потенциала каждого компонента во всех частях системы. Его движущей 
силой является энтропийный фактор: энтропия системы самопроизвольно 
может только возрастать. Поэтому процесс диффузии всегда необратим, он 
выражается в переносе вещества от места с большей концентрацией к мес-
ту с меньшей концентрацией и идет до ее полного выравнивания. Степень 
невыравненности (изменение концентрации на единицу расстояния), назы-
ваемая градиентом концентрации, обуславливает течение этого процесса. 
Диффузия заканчивается наступлением равновесия, характеризуемого рав-
номерным распределением частиц или молекул по всему объему системы. 
Скорость диффузии выражается первым законом Фика (1855 г.): 
D
dx
dc
d
dm
s




1
, (49) 
где dm – количество диффундирующего вещества, моль; dτ – время, с;
s – площадь поперечного сечения, через которую диффундирует веще-

---

37 
ство, см
2
; dс/dх – градиент концентрации, моль/см; D – коэффициент диф-
фузии; см
2
/с. 
Величина коэффициента диффузии D согласно Эйнштейну опреде-
ляется уравнением (46), а для сферических частиц при соблюдении закона 
Стокса она принимает вид: