ейля:

?кг* Р t

8vF '

(II. 14)

где / — длина капилляра иг- радиус капилляра. Иногда исследуют движение жидкости в зазоре между двумя вложенными друг в друга цилиндрами (коаксиальные вискозиметры). При высокой вязкости жидкости (касторовое масло, глицерин) ее измеряют также по скорости падения шарика выбранного размера на определенном отрезке пути в жидкости (шариковые вискозиметры). Оседание круглых пигментных включений в протоплазме в центрифуге используется для определения вязкости протоплазмы.

В коллоидных растворах наличие крупных (по сравне48

1 + 0,5 <|

нию с молекулами растворителя) частиц нарушает равномерное течение жидкости, вследствие чего вязкость таких растворов т; всегда выше, чем вязкость растворителя т,0. Если коллоидные частицы имеют сферическую форму и не взаимодействуют между собою (разбавленные растворы), то, как было установлено Эйнштейном,

(II. 15)

. где ср _ доля объема суспендированных частиц в единице объема суспензии. Правая часть формулы (П. 15) может быть выражена в виде ряда членов с возрастающими степенями с?. Для разбавленных растворов достаточно точным является уравнение

т,/% = 1 + 2,5 ?, (II. 15а)

(II. 156)

если же учесть еще один член

т,/т,0 = 1+2,5?+14,1 ?!

(П. 16)

то (11.15 6) может быть применено, например, для латекса до концентрации 30%. Строго говоря, выражение (11.15) применимо к растворам с твердыми частицами; однако жидкие капельки при очень малых радиусах двигаются подобно твердым шарикам. Если от коллоидных растворов с сферическими частицами перейти к растворам, содержащим палочкообразные частицы (золи VsO s, растворы по-линуклеотидов), то в них вязкость относительно еще более повысится благодаря тому, что при броуновском движении и вращении палочкообразных частиц они занимают в жидкости более значительный объем и сильнее нарушают нормальное течение жидкости, чем сферические частицы. В этом случае зависимость между вязкостью и объемной концентрацией ср становится довольно сложной в соответствии со степенью асимметрии частиц. Если представить частицы в виде вытянутых эллипсоидов с отношением полуосей —, то в общем уравнении

TJ/TJ0 = 1 + A 2

в котором для сферических частиц А 2,5 и И — 14,1 (см. II. 15, б), для вытянутых частиц коэффициенты А к В будут иметь различные значения, легко определяемые по рис. 16, Для растворов высокомолекулярных веществ с очень

49

длинными жесткими или гибкими молекулами вязкость связана с молекулярным весом частиц М обобщенным уравнением Штаудингера

[r,1=KM\ (II. 17)

которое подробнее рассматривается на стр. 193—194.

Для перечисленных видов растворов предполагалось, что частицы не взаимодействуют между собой и остаются в

6,0 5.0 ''.В 3.0 2.0

100

75

50

25

О

растворе кинетически индивидуальными. Если же частицы каким-либо образом переплетаются между собой и образуют пространственные структуры, то их вязкостные свойства сильно усложняются (см. десятую главу).

Зависимость вязкости коллоидных растворов от температуры также имеет довольно сложный характер. В простых случаях существует линейная зависимость Ig-q от ИТ, но обычно она нарушается изменением состояния коллоида и степени агрегации частиц при колебании температуры.

Наконец, при наличии электрических зарядов на коллоидных частицах вязкость увеличивается (электровискозный эффект, по Смолуховскоыу), но в большинстве случаев незначительно. При высоких концентрациях частиц и низком содержании электролитов этот эффект следует учитывать, но обычно его стремятся устранить повышением концентрации электролитов.

Выводы

Коллоидные системы по своим молекулярно-кинетическим свойствам (броуновскому движению, диффузии, осмотическому давлению, седиментации) отличаются от растворов низкомолекулярных веществ, главным образом, лишь благодаря более значительным размерам своих час50

тиц. Поэтому многие методы установления размеров частиц в коллоидных системах основаны на определении поступательной и вращательной диффузии (II.4 и II. 5), осмотическог