пециальных ультрафильтрах (рис, 10). Обычно процесс ультрафильтрации проводят под разрежением или под повышенным давлением. При ультрафильтрации низкомолекулярные электролиты и органические вещества, содержащиеся в коллоидном растворе, отделяются гораздо скорее, чем при диализе. Периодически разбавляя коллоидный раствор водой, можно

при ультрафильтрации добиться значительной очистки '? раствора и на конечной стадии путем отсасывания диспер-;'Р сионной среды достичь концентрирования коллоидного раствора. Наконец, применяя мембраны для ультрафильтров с определенной степенью пористости, можно в известной мере разделить по размерам коллоидные частицы и одновременно приближенно опреде- езглаораровси лить их размеры. Этим путем были определены размеры частиц ряда вирусов и бактериофагов,. Таким образом, ультрафильтрация может служить также одним из методов диспер-соидного анализа и препаративного разделения коллоидов.

Наконец, методы ультрафильтрации и электродиализа

применяются в сочетании в виде метода электроультрафильт-рацин коллоидов.

Гейман даег следующее сопоставление относительных скоростей очистки по различным методам при сравнимых условиях (табл. 3).

Таблица 3 Относительные скорости очистки раствора

Мешд Удаляемое вещество

NaCI сахар

I 0,3

Электродиализ (40 в/см) . . 163 2

Ультрафильтрация 14 14

Электроультрафилмрацич . 182 14

СЕДИМЕНТАЦИЯ И УЛЬТРА ЦЕНТРИФУГИРОВАН И Е

Под действием силы тяжести все коллоидные частицы, независимо от их природы, оседают в растворе; этот процесс называется седиментацией. Скорость оседания частиц зависит от размеров частиц, от разности плотностей частиц d и среды р и от вязкости жидкости щ. Для шарооб38

39

разных частиц с радиусом оседания:

г, по закону Стокса, r\d - o)g

Из уравнения (II. 9) видно, что скорость оседания особенно сильно зависит от размера частиц. Так, например, частицы серебра при диаметре 200 р. оседают в воде на 1 см за 0,05 сек., при диаметре 2(1 — за 500сек., а при диаметре 20 M(i — лишь за 58 дней. Если частицы легче жидкости (например, в эмульсии масла, в воде), то (d—$) имеет обратный знак, и вместо оседания наблюдается всплывание частиц, согласно тому же закону. При отсутствии противодействующих сил седиментация коллоидных частиц за достаточно продолжительный промежуток времени неизменно приводила бы к осаждению всего коллоида на дне сосуда. Этого, однако, обычно не происходит ввиду того, что оседанию частиц (даже при полном покое раствора, при постоянстве температуры, отсутствии конвекционных потоков и др.) всегда противодействует броуновское движение, стремящееся равномерно распределить коллоидные частицы по всему объему раствора. Чем меньше частицы, тем сильнее сказывается влияние броуновского движения или диффузии (табл. 4).

Таблица 4

Соотношение броуновского движения и оседания частиц серебра (по Бертойу)

Дпаметр частиц расстояние, проходимое s.i 1 сек в м\>.

броуновское движение оседание

100 10 000 67.6

1000 3)62 6760

10 000 1000 676000

Из табл. 4 видно, что частицы серебра с диаметром менее 0,1 о не могут осесть на дне сосуда, а частицы с диаметром 10 [1 осядут почти полностью; частицы же промежуточных

диаметров" распределяются тем ближе к дну сосуда, чем больше их размер и вес. Для любых однородных частиц

относительное изменение их числа в единице объема —

Па

в двух слоях жидкости, отстоящих на расстоянии h (слой 2 выше слоя 1), определяется уравнением:

—!— —е I

где v — объем отдельной частицы. Это уравнение показывает, что с увеличением высоты при постоянной температуре число частиц убывает, причем скорость убывания концентрации резко увеличивается с увеличением массы частиц (следует учесть, что величины Ани находятся в показателе степени), т. е. более тяжелые частицы сосредоточиваются у дна сосуда. Перрен на однородной суспензии гуммигута (смолы из высушенного млечного сока каучуконосов) доказал количественную точность уравнения (II. 10) и определил этим путем значение числа Авогадро /V от 6,5 X