Коллоидтық жүйелердегі диффузия

Диффузиямен біз жалпы химия курсында танысқ анбыз. Диффузия деп-жү йедегі молекулалардың концентрациясының ө з бетінше тең елу ү дерісін айтатынбыз. Ал коллоидты-дисперстік жү йе мен Ү МҚ ертінділері ү шін диффузия деп дисперстік фазаның бө лшектерінің, иә макромолекулалардың концентрациясының жылулық қ озғ алысының ә серіне дисперсиялық ортаның кө лемінде ө з бетінше тең елуін айтамыз. Егер концентрация жү йенің ә р жерінде бірдей болмаса, онда жоғ арғ ы концентрациялы жерден тө менгі концентрациялы жерге қ арай бө лшектердің ағ ыны пайда болады. Диффузия арқ ылы массаның тасымалдануы кә дімгі жылу мен электр тоғ ының тасымалдануына ұ қ сас, яғ ни жылудың ыстық денеден салқ ын денеге ауысатыны сияқ ты жоғ арғ ы концентрациялы бө лшектер концентрациясы аз жақ қ а қ арай ауысады. Осы ұ қ састық ты швециялық Фик пайдаланып 1855 ж. диффузияның заң ын былай тұ жырымдады:

Мұ нда – заттың диффузияланғ ан шамасы (мө лшері); D – диффузия коэффиценті, бұ л диффузия бө лшек пен ортағ а байланысты болады.

х -тің ө суіне байланысты С азаятындық тан тең дікте оң жағ ындағ ы ө рнектің алдына – таң басы қ ойылғ ан. Жоғ арғ ы тең дікті былай да кө рсетуге болады:

– диффузияның меншікті ағ ыны дейді, ө йткені ол бірлік уақ ыт ішінде, бірлік ауданнан тасымалданатын заттың мө лшерін (шамасын) кө рсетеді. Диффузиялық ағ ын жалпы алғ анда х пен функция болады. Ө йткені х пен концентрацияның градиентіне байланысты. Егер концентрацияның градиенті тұ рақ ты болса, онда диффузиялық ағ ын уақ ыттың ө туіне байланысы ө згермейді. Бұ ндай жағ дайда,

деп жазуғ а болады.

Егер ; жә не болса, яғ ни диффузия коэффиценті сан жағ ынан бірлік уақ ыт аралығ ында бірлік ауданнан тасымалданатын бірлік дененің шамасын керсетеді.

1908 ж. Эйнштейн диффузия коэффиценті D, абсолюттік температура Т, дисперсиялық ортаның тұ тқ ырлығ ы жә не дисперстік фазаның бө лшектерінің радиусымен r байланыстыратын тең деу қ орытып шығ арды. Теориялық жә не практикалық маң ызы бар бұ л тең деуді қ орыту ү шін 3.2 - суретте керсетілген сү лбағ а тоқ талайық.