ADSORPCIJA. Adsorbatje supstancija koja se adsorbuje Adsorbens ili substrat je supstancija na kojoj se adsorpcija vrši

Transcript

1 ADSORPCIJA Adsorpcija je pojava da se na površini faze povećava ili smanjuje (negativna adsorpcija ili desorpcija), koncentracija pojedinih komponenata pri čemu dolazi do smanjivanja slobodne energije granične površine. Adsorbatje supstancija koja se adsorbuje Adsorbens ili substrat je supstancija na kojoj se adsorpcija vrši Zaposednutost površine, θ je odnos između broja zaposednutih adsorpcionih mesta i broja raspoloživih adsorpcionih mesta Brzina adsorpcije, v ad je promena prekrivenosti površine u jedinici vremena, v ad = dθ /dt θ = t 0 v ad dt

2 Metode za određivanje zaposednutosti površine Termostat Vakuum Pumpa Uzorak Adsorbens Adsorbat Adsorbens (a) (b) gravimetrijska protočna volumetrijska fleš desorpcija merenjem radioaktivnosti

3 Haberova reakcija 6 atm i 600 o C N 2 3H 2 =2NH 3

4 Na svakoj površini postoji nezasićeno polje sila koje je uzrok adsorpcije

5 Monoslojevi alkiltiola formirani na površini zlata hemisorpcijom tiolnih grupa i agregata alkilnih lanaca Adsorpcija se dešava kako na površini čvrste faze tako i na površini tečne faze iz gasne ili tečne faze. Priroda veze između adsorbata i adsorbensa određuje tip adsorpcije Površina zlata

6 Adsorpcija na čvrstoj površini Fizička adsorpcija Van der Valsove sile (disperzione ili dipolne) koje su dugog dometa, ali slabe (zastupljene i kod kondenzacije) Toplota adsorpcije, ΔH ads, negativna (reda 25 kj/molu), kao posledica smanjenja entropije, zavisna od prirode adsorbata, a ne i adsorbensa Identitet adsorbovanih molekula ostaje isti, a veze u molekulima istegnute ili uvijene Višeslojna adsorpcija vremenom života molekula na površini, τ, reda 10 8 s : 1 k des = τ τ 0 exp ( U / RT ) Sa opadanjem temperature ovo vreme naglo raste ad

7 Ponekad se fizisorbovani sloj može javitipreko hemisorbovanog. Moguće je da se fizisorpcija javi u jednoj oblasti temperatura, a hemisorpcija u drugoj. Tako se azot fizisorbuje na gvožđu na 78 K, a hemisorbuje formiranjem površinskog gvožđenitrida na 800 K. Zbog univerzalne prirode Van der Valsovih sila, fizisorpcija je mnogo češća od hemisorpcije.

8 Adsorpcija na čvrstoj površini Hemijska adsorpcije ili hemisorpcija Molekuli se vezuju za površinu hemijskom, kovalentnomformiraju se vrste površinskih jedinjenja vezom i zauzimaju mesta koja povećavaju njihov koordinacioni broj sa substratom Energija vezivanja je reda 200 kj/mol Površinu treba zagrevati do visokih temperatura i vršiti ispumpavanje da bi se desorbovao hemisorbovani gas Desorbovani gas često je različit od adsorbovanog kao npr. kod adsorbovanja kiseonika na uglju na 150 K Adsorpcija je monoslojna

9 Fizička adsorpcija Multislojna Van der Valsove sile Entalpija adsorpcije veća od oko 25 kj/mol Dešava sa samo na temperaturama nižim od tačke ključanja adsorbata Zavisi više od karakteristika adsorbata Najčešće reverzibilna Energija aktivacije nije uključena Hemijska adsorpcija Monoslojna Hemijske veze Entalpija adsorpcije manja od oko 40 kj/mol Dešava se i na visokim temperaturama Zavisi od karakteristika i adsobensa i adsorbata Ireverzibilna Energija aktivacije može biti uključena

10 Toplota adsorpcije Toplota adsorpcije bilo fizičke, bilo hemijske najčešće je negativna jer molekuli pri adsorpciji gube translacione stepene slobode, sistem prelazi u uređenijestanjei entropija mu se smanjuje. U nekim slučajevima hemisorpcije, adsorbat pri adsorpciji disosuje i ima veću translacionu pokretljivost kada je adsorbovan čime mu se entropija povećava i proces je spontan iako je slabo endoterman, kao kod adsorpcije vodonika na staklu kada je ukupna promena entropije pozitivna i entropijski član je veći od entalpijskog u GibsHelmholcovoj jednačini. Stoga je ova hemisorpcija spontana iako je entalpija adsorpcije pozitivna

11 Fizisorpcija, H ads /kjmol 1 Hemisorpcija, H ads /kjmol 1 CH 4 21 Adsorbat Adsorbent Cr Fe Ni H 2 84 C 2 H H 2 O N CO H 2 NH

12 Hemisorpcija mnogih gasova na čistimmetalnimpovršinamane zahteva određenu energiju aktivacije i tada se proces adsorpcije odigrava veoma brzo. U nekim slučajevima molekulima adsorbata treba dovesti određenu minimalnu količinu energije tzv. energiju aktivacije da bi do adsorpcije došlo. Kaže se da tada dolazi do aktivirane adsorpcije koja je znatno sporija od neaktivirane. Pri aktiviranoj adsorpciji npr. vodonika na niklu, molekuli disosuju na atome. Postojanje atoma i radikala na površini adsorbensa pri hemisorpciji jedan je od razloga katalitičke aktivnosti površina.

13 Za razliku od adsorpcije, suprotni proces desorpcije hemisorbovanih molekula je uvek aktivirani proces jer je potrebno dovesti energiju da bi se molekuli digli sa dna potencijalne jame u hemisorbovanom stanju do energije slobodnih molekula. Ako se uzme da je kod hemisorpcije prosečna energija desorpcije U ad 100 kj/mol, a da je τ s, tada se dobija da je srednje vreme života hemisorbovanih molekula na površini oko s na sobnoj temperaturi dok ova vrednost porastom temperature za 100 stepeni opada na samo 1 s.

14 Određivanje tipa adsorpcije Ranije je tip adsorpcije određivan prema veličini toplote adsorpcije ili prema brzini adsorpcije. Fizisorpcija je obično brz, a hemisorpcija spor proces. Ali ima zuzetaka. Tako hemisorpcija može biti brz proces ako je neaktivirana ili ako je energija aktivacije mala, ali je spora za velike vrednosti energije aktivacije. Fizisorpcija može bitisporija ako je adsorbens veoma porozan. Danas postoje mnoge osetljive metode za ispitivanje površina pa time i praćenja adsorpcije i određivanje negog tipa. Ove metode služe i zaodređivanje stanja adsorbovanih molekula kao i prirode njihovih veza sa površinom čime se najpouzdanije utvrđuje o kom tipu adsorpcije je reč.

15 Metode za utvrđivanje tipa adsorpcije spektroskopske Metoda difrakcije elektrona niskih energija (LEED, od engleskog low energy electron diffraction) Fotoelektronska spektroskopijom omogućava utvrđivanje tipa veze pri adsorpciji Vibracione metode infracrvena (IC) i Ramanska spektroskopija unapređene koriščenjem Furijeove transformacije i lasera se koriste za utvrđivanje prirode adsorbovanih vrsta i posebno kod utvrđivanja da li pri adsorpciji dolazi do disocijacije ili ne. Spektroskopija gubitka energije elektrona (EELS, od engleskog electron energyloss spectroscopy) Ožeova spektroskopija, razne vrste mikroskopskih metoda i metoda molekulskih snopova

16 Adsorpcione ravnoteže Adsorpciona ravnoteža je dinamička i može se matematički izraziti opštom funkcijom: n ad = n ad (P) pri T= const. izoterma f(n ad, P, T) = 0 n ad = n ad (T) pri P = const. izobara P = P(T) pri n ad =const.izostera

17 Adsorpcione izostere Entalpija izosterne adsorpcije se dobija iz nagiba zavisnosti lnp od1/t, gde je p pritisak potreban da se postigne određena prekrivenost d ln P dt nad = ΔH RT m, ad 2 adsorpciona izostera

18 Adsorpcione izoterme Krive adsorpcionih izotermi se mogu u slučaju monoslojne adsorpcije izraziti matematički Frojndlihovom empirijskom: x a 1 / m = kp n I i teorijski Langmirovom: x a kkp = m 1 KP ,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Relativni pritisak, P/p 0 Adsorpcione izoterme za fizisorpciju (Iazota na silikagelu na 77 K) i hemisorpciju (IIkiseonika na aktivnom ugljuna150 K, apscisaimavrednostiod 0 do 0,1) II

19 Langmirova izoterma Pretpostavke: a) adsorbat je u idealnom gasnom stanju; b) čvrsta površina je uniformna c) formira se sloj monosloj (model hemijske adsorpcije) d) između adsorbovanih molekula nema interakcije i verovatnoća dase molekulveže zaslobodnomestoiliganapustinezavisi od zauzetosti ostalih mesta; e) pošto su mesta ekvivalentna, to je i toplota adsorpcije konstantna, nezavisna od broja zaposednutih mesta. Stanje dinamičke adsorpcione ravnoteže između gasaa i čvrste površine P može se izraziti jednačinom: A( g) ad, des P( površina) k k AP( površina) Brzina kondenzacije, v ad, odnosno promena pokrivenosti površine zbog adsorpcije sa vremenom, dθ /dt, je srazmerna pritisku gasa P, i broju raspoloživih adsorpcionih mesta, N(1 θ), gde je N ukupan broj adsorpcionih mesta: dθ vad = = kad PN( 1 θ ) dt

20 Brzina isparavanja odnosno promena pokrivenosti površine zbog desorpcije sa vremenom proporcionalna je broju zaposednutih mesta, Nθ : Uslov za stanje dinamičke ravnoteže je jednakost ove dve brzine, v ad = v des, odakle se rešavanjem po θ dobija Langmirova adsorpciona izoterma: kad P KP θ = = K = k k k P 1 KP ad / k des des ad v dθ dt des = = k des Nθ k' xa m KP = 1 KP θ = k (x a /m) 1/k = k x a kkp = m 1 KP V V = 1 KP KP

21 Langmirova izoterma x a kkp = m 1 KP KP << 1 KP >> 1 x a = m k x a = m kkp Langmirove izoterme za nedisocijativnu adsorpciju za različito K

22 Ako je smeša gasova A i B u kontaktu sa čvrstim adsorbensom, tada će doći do adsorpcije oba gasa zavisno od njihovih koeficijenata adsorpcije. Adsorpcija dva gasa A A A des A A A A ad N k P N k θ θ = (1 ) B B B des B B B B ad N k P N k θ θ = (1 ) B B A A A A B B des B ad A A des A ad A A des A ad A P K P K P K P k k P k k P k k = = 1 ) / ( ) / ( 1 ) / ( θ B B A A B B B B des B ad A A des A ad B B des B ad B P K P K P K P k k P k k P k k = = 1 ) / ( ) / ( 1 ) / ( θ K A i K B koeficijenti adsorpcije gasova A, odnosno B

23 Adsorpcija sa disocijacijom A ( g) P( površina) 2AP( površina) 2 Za adsorpciju su potrebna dva adsorpciona mesta i brzina adsorpcije je srazmerna pritisku i verovatnoći da oba atoma nastala disocijacijom nađu svoje mesto tj. kvadratu broja slobodnih adsorpcionih mesta: v ad = k ad P [ N( 1θ )] 2 Brzina desorpcije proporcionalna je kvadratu broja adsorpciom zaposednutih mesta: v des = k des ( Nθ ) 2 Langmirova adsorpciona izoterma sa disocijacijom: θ = 1/ 2 ( KP) ( ) 1/ 2 1 KP

24 BETova izoterma Proširujući i modifikujući kinetička razmatranja Langmira na složenije slučajeve adsorpcije, Brunauer, Emet i Teler su izveli izotermu za višeslojnu fizičku adsorpciju oblika (BETova izoterma): V = V cf { 1 ( c 1) f } ( 1 f ) V/V f = P/p 0 odnos ravnotežnog pritiska, P, i napona pare adsorbata, p 0 c exp[(δh m,,1 ΔH m,kon )/RT] ΔH m,1 molarna entalpija adsorpcije prvog adsorbovanog sloja ΔH m,kon molarna entalpija kondenzacije adsorbata 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0 c= ,1 0,2 0,4 0,6 0,8 P/p 0 1,0

25 Garfici BETovih izotermi za različite vrednosti c. V/V mon raste jer se adsorbat može kondenzovati na prekrivenoj površini

26 Zavisnost entalpije adsorpcije od zaposednutosti površine Ako se pretpostavi da se entalpija adsorpcije menja linearno sa zaposednutošću površineθ, tada se dobija Temkinova (Temkin) izoterma oblika: θ = c 1 ln( c 2 P) Frojndlihova izoterma odgovara adsorpciji na neuniformnoj površini, gde entalpija adsorpcije opada sa logθ. 200 ΔH ad /(KJ/mol) Fe Rh W Ta 0,2 0,4 0,6 0,8 θ 1,0

27 Adsorpcija na površini tečnosti Kvantitativno merilo za adsorbovanje supstancije na površini rastvora je površinska aktivnost koja predstavlja promenu površinskog napona rastvora sa koncentracijom supstancije, dγ/dc. Površinski aktivne supstancije dγ/dc <0 Površinski inaktivne supstancije dγ/dc >0 A S B α β α C i β C i A B Oblast između površina AA i BB predstavlja granični sloj čija debljina, zbog kratkog dometa međumolekulskih sila, iznosi svega nekoliko molekulskih prečnika

28 Površinska koncentracija rastvorene supstancije Γ 2 je višak ili manjak količine rastvorka u graničnom sloju u odnosu na količinu u unutrašnosti faze po jedinici površine graničnog sloja: n2 n2 Γ 2 = A Gibsova adsorpciona izoterma Gibsova slobodna energija dvokomponetnog otvorenog sistema kada se razmatra i mogućnost promene površine sistema je: G μ n μ n γa 0 = dg μ dn n dμ μ dn n dμ γda dg = = SdT VdP μ 1dn1 μ 2dn2 γda Adγ SdT VdP n d 1 μ1 n2dμ2 Adγ = 0.

29 n Gibsova adsorpciona izoterma površinska faza: 1 dμ1 n2dμ 2 Adγ = unutrašnjost faze: n dμ1 n2 dμ 2 = 0 0 ( 0 0 n n n n ) dμ Adγ / 1 2 = P=const. i T=const dγ d μ 2 Γ = 2 n 2 = n 1 n A RT / n 0 1 dγ d ln a 2 = Γ a2 RT 2 dγ = dμ 2 dγ da 2 Γ = 1 dγ x = RT d ln x RT idealni rastvori dγ dx Γ = 1 RT dγ d ln C = C RT razblaženi rastvori dγ dc

30 KOLOIDI I MAKROMOLEKULI Sistemi u kojima je jedna ili više supstancija u većoj ili manjoj meri usitnjena i ravnomerno raspoređena u okružujućoj sredini, su disperzni sistemi. Disperzni sistemi su heterogeni jer između čestica disperzne faze i disperzionog sredstva postoji granična površina sa određenom slobodnom površinskom energijom. Zavisno od veličine čestica disperzni sistemi se dele na: mikroheterogene ili grubo disperzne sistemesuspenzije i emulzije >10 7 m (100 nm) ultramikroheterogene ili koloidne sisteme 10 9 i 10 7 m (1 100 nm) i molekulsko ili jonsko disperzne sisteme ili prave rastvore

31 Poređenje rastvora, koloida i suspenzija < 1 nm > 100 nm rastvori koloidi suspenzije pojedini atomi mali molekuli atomski joni poliatomski joni agregati atoma, molekula ili jona makromolekuli (proteini) grupe čestica, zrnca minerala kao npr. pesak

32 Još poređenja < 1 nm > 100 nm rastvori koloidi suspenzije transparentni (bistri) molekulsko kretanje transparentni sa Tyndallovim efektom Browniansko kretanje koagulacija poluprovidno (maglovito) kreću se pod dejstvom gravitacije

33 Korišćenje krvi kao primera < 1 nm > 100 nm rastvori koloidi suspenzije elektroliti (soli), gasovi, glukoza rastvoreni u vodi plazma: proteini albumini globulini fibrinogen ćelije crvena krvna zrnca bela krvna zrnca pločice

34 Stanje disperznog sredstva Stanje disperzne sredine Disperzni sistemi Naziv disperzije Primeri Gas Tečnost Pena Pena na pivu, sneg od belanca,pena za gašenje Gas Čvrsto Čvrsta pena Šećerna pena, sunđer Tečnost Gas Aerosol Magla, oblaci Tečnost Tečnost Emulzija Mleko, majonez Tečnost Čvrsto Čvrsta Buter, sir emulzija Čvrsto Gas Dim Smog, prašina u vazduhu Čvrsto Tečnost Sol Boja, deterdženti Čvrsto Čvrsto Čvrst sol Legure, opal, rubin

35 Koloidiuzrok specifičnog ponašanja Pojave na granici faza, odnosno na graničnoj površini između disperzne faze i disperznog sredstva određuju osobine i ponašanje koloidnih sistema. Naime, zbog velikog stepena disperznosti odnosno velikog odnosa površine čestice prema njenoj zapremini, postoji znatno nezasićeno polje sila i velika slobodna površinska energija usled čega dolazi do znatne adsorpcije na površini koloidnih čestica.

36 Osobine koloida Grahamotkriće Dvofazni sistemi Pojave na granici faza modredjuje sve osobine Monodisperzni i polidisperzni Globularni, filmovi i fibrilarni Oblik i veličina odredjuje boju Makromolekuli grade koloide Metali (Au, Pt), nemetali (P,S), hidroksidi (Fe(OH) 2,Al(OH) 3 ), oksidi (V 2 O 5, SiO 2 ), sulfidi (As 2 S 3, CuS, Sb 2 S 3 ), soli (AgI, AgBr)

37 Optičke osobine Osobine koloida Tyndallov efekat Svetlost može biti apsorbovana, rasejana, polarizovana ili reflektovana disperzovanom fazom koloida Rasejana svetlost zrak svetlosti Izvor svetlosti Razrez zrak svetlosti ćelija sa rastvorom ] elija sa rastvorom rastvor koloid

38 Osobine koloida Brownovo kretanje Koloidne čestice posmatrane pod ultramikroskopom pokazuju neprekidno kretanje u disperznoj sredini. Ovo kretanje koje je prvi zapazio Braun, posledica je neprekidnog sudaranja koloidnih čestica sa molekulima disperzne sredine koji se nalaze u stalnom haotičnom kretanju

39 Osobine koloida Posledice Braunovog kretanja Stabilnost koloida je posledica suprotnog gravitacionog dejstva i Braunovog kretanja Koloidni rastvori difunduju iz oblasti više koncentracije u oblast niže koncentracije Koloidni rastvori pokazuju koligativne osobine

40 Difuzija koloida Fickov zakon važi D = 2 Δx RT = 2τ N 6πηr A M = 4πr 3 N 3v sp A

41 Dijaliza i ceđenje Koloidne čestice i makromolekuli ne prolaze kroz životinjske membrane, pergament ili celofan usled čega se mogu odvojiti od čestica molekulskih dimenzija. Ovaj postupak se naziva dijaliza Voda E E Voda Voda V M R M V Voda

42 Elektroforeza i elektroosmoza Kretanje naelektrisanih koloidnih čestica, odnosno disperzne faze u odnosu na nepokretnu disperznu sredinu, pod dejstvom električnog polja, naziva se elektroforeza. Elektrolit Sol ζεe u = 4πη

43 Elektroforeza i elektroosmoza Ako je električno polje primenjeno u prisustvu porozne pregrade ili membrane tada će se tečnost (obično voda) kretati kroz pore pregrade. Ako je membrana negativno naelektrisana rastvarač se kreće prema katodi. Ova pojava kretanja disperzne sredine u odnosu na disperznu fazu je elektroosmoza. Zapremina tečnosti, V, koja se kreće u jedinici vremena srazmerna je elektrokinetičkom potencijalu, ζ, ispitivane disperzne sredine: Elektrode V = εiζ ηκ Porozna pregrada

44 Liofilni i liofobni koloidi Liofobni sličan površinski napon kao disperzna sredina slična viskoznost vide se u ultramikroskopu u električnom polju se kreću u određenom smeru zagrevanjem prelaze u gelove Liofilni manji površinski napon veća viskoznost ne vide se u ultramikroskopu kreću se ili u oba smera ili se ne kreću u električnom polju manja težnja ka taloženju

45 Rana faza rasta kristala NaI AgNO AgI Na NO višak 3 3 Na Ag Na Na Na NO3 NO3 Na Ag Ag NO3 Ag Na Na NO3 Ag Na NO3

46 Rast kristala NO3 Na NO3 NaI AgNO AgI Na NO višak 3 Na NO3 NO3 Na Na Na Ag NO3 Ag Ag Na Na Ag Ag NO3 Ag Ag Ag Na Na Na NO3 Na Na NO3 3

47 Širenje kristalne rešetke NaI AgNO AgI Na NO excess 3 3 Ag Ag Ag Ag Ag Ag Ag Ag

48 Rast kristalne rešetke NO3 NO3 NO3 NaI AgNO AgI Na NO NO3 Na Na excess 3 Na Na Na Ag Ag Ag Ag Na Na Ag Ag Ag Ag Na NO3 Na Na Na Na NO3 NO3 NO3 3

49 Rast kristala NO3 NO3 NO3 NaI AgNO AgI Na NO NO3 Na Na višak 3 Na Na Na Ag Ag Ag Ag Na Na Ag Ag Ag Ag Na NO3 Na Na Na Na NO3 NO3 NO3 3 negativno naelektrisana koloidna čestica

50 Površina čestice površina je negativno naelektrisana katjoni u rastvoru su suprotni joni (counterions) anjoni u rastvoru su slični joni (similions) Rastojanje od površine čestice

51 Površina Na Na Na Na NO 3 Na Na NO 3 Na Na NO 3 Na NO 3 NO 3 Na Na Na Na Na Masa rastvora: Elektro neutralna jednake koncentracije similions i counterions Rastojanje od površine

52 Površina čestice Na Na Na Na NO 3 Na Na NO 3 Na Na NO 3 Na NO 3 NO 3 Na Na Na Na Na Difuzna oblast sa viškom koncentracije suprotnog jona Masa rastvora: Elektro neutralna jednake koncentracije similions i counterions Dvojni sloj Rastojanje od površine čestice

53 Površina čestice adsorpcioni sloj Na Na Na Na NO 3 Na Na NO 3 Na Na NO 3 Na NO 3 NO 3 Na Na Na Na Na Difuzni sloj Rastojanje od površine čestice

54 Struktura liofobnih čestica AgNO 3 (aq) KI(aq) AgI(s) KNO 3 (aq) višak AgNO 3 n nag (nx) K (nx) NO 3 xk višak KI Micela Granula Jezgro (AgI)m x NO 3 Adsorpcioni sloj Difuzni sloj (AgI)m a) b) Micele su elektroneutralne koloidne čestice koje se sastoje iz neutralnog dela i dvojnog električnog sloja koji sačinjavaju joni suprotnog naelektrisanja (jonogeni deo). Naelektrisani deo micele je granula.

55 Razlika u naelektrisanju micele i granule čini elektrokinetički ili zeta (ζ) potencijal. Pri nestajanju difuznog sloja dimenzije micele i granule su identične, ζpotencijal je jednak nuli i postiže se izoelektrično stanje Koloidne čestice termodinamički nestabilne, a kinetički stabilne. Da bi do flokulacije ipak došlo potrebno je kod liofobnih čestica smanjiti vrednost ζ potencijala do kritične vrednosti (ζ kr 0,03 V) razaranjem dvojnog električnog sloja. Ovo se postiže dodavanjem jona suprotnog naelektrisanja od koloidnih čestica magi ni (nx)k δ ξ x K Pokretni difuzni sloj

56 Električno odbijanje Električno odbijanje

57 Koagulacija Privlačne sile nadvladavaju odbojne sile.

58 Liofilni koloidi Stabilnost liofilnih koloida potiče dominantno od prisustva solvatnog omotača koji se vezuje za česticu preko njenih liofilnih grupa, a u manjoj meri i od prisustva dvojnog električnog sloja. Da bi do koagulacije liofilnog koloida došlo, potrebno je stoga prvo ukloniti solvatni omotač. U ovu svrhu se mogu koristiti organska jedinjenja kao alkohol ili aceton koji vezuju molekule vode iz hidratnog omotača i mogu dovesti do koagulacije sola ako dehidratisane čestice ne poseduju dvojni električni sloj. U suprotnom, dehidratisane čestice dobijaju hidrofobne osobine i ostaju u rastvoru zahvaljujući naelektrisanju. Dodatak malih količina elektrolita sada dovodi do flokulacije. Stabilnost liofilnih solova se može narušiti i dodatkom većih količina elektrolita koje dovode do taloženja koloidnih čestica.

59 Braunovsko kretanje i određivanje Avogadrove konstante1 F g = PA F d =gdm(pdp)a PA=(PdP)Agdm dp=(g/a)dm hdh h PdP P PV=P(Adh)=(dm/M)RT dp/p=(mg/rt)dh h=0 A P 0 ln P P 0 h = 0 Mg RT dh P Mgh ln 0 = = P RT 3Mgh 2 E k

60 Braunovsko kretanje i određivanje Avogadrove konstante2 Perenjepretpostaviodaova jednačina pokazuje i raspodelu mikroskopskih čestica dispergovanih u tečnosti ako se uzme u obzir sila potiska na čestice: ln N N 0 N = Amgh ρ' 1 RT ρ 3RT ln 3 4πr gh( ρ ρ') N N 0 N A = eksperimentalno

61 Braunovsko kretanje i određivanje Avogadrove konstante3 1. m ρ 1 = m m p m p ρ' ρ gustina čestica 2. ρ staklasta čvrsta masa = ρ rastvor KBr sedimentaciona ravnoteža 4 3 6πr ηu = πr ( ρ ρ' ) g 3 radijus čestica

62 Braunovsko kretanje i određivanje Avogadrove konstante4 Odnosa brojčanih gustina čestica na dva različita nivoa iz 200 očitavanja broja granula u ograničenom vidnom polju mikroskopa u dve žižine ravni mikroskopa. Ovakvim načinom određena je vrednost Avogadrovog broja koja je iznosila između 6,5 i 7, čestica.

63 Braunovsko kretanje i određivanje Ajnštajnove relacije: N A ( x) 2 = 2Dτ f = 6πrη Avogadrove konstante5 f = kt RT = 6πrηD 6πrηD kt D RTτ = N A = 2 StoksAjnštajnova jednačina y 3πηrx x 2 =1/2 l 2 Δx l x

64 Avogadrova konstanta Peren: 5,5 < N A < 8, mol 1 N A = 6, mol 1 iz merenja talasne dužine Xzraka