الحركة البراونية: معلومات عامة.

في المراحل المبكرة من تطور نظرية الغرويةنظم كان يعتقد أن الخصائص الحركية الجزيئية الكامنة في الحلول الحقيقية فقط. وقد أظهرت الدراسات طويلة الأجل أن هذه الخصائص متأصلة في الحلول الغروية. ثبت أنه لا توجد فروق نوعية بينهما ، وهناك اختلافات كمية فقط ، والتي تعتمد بشكل رئيسي على حجم وشكل الجسيمات الغروية (micelles). لذلك ، كان لاكتشاف اكتشاف الحركة البراونية بهذا المعنى أهمية كبيرة.

لأول مرة (في عام 1827) كانت الحركة البراونيةدرس عالم النبات الإنكليزي روبرت براون. مراقبة على مجهر فائق للنباتات حبوب اللقاح، وعلقت في قطرة ماء، وجد العلماء أن الجسيمات المجهرية من حبوب اللقاح غير منتظم (عشوائيا) وبشكل مستمر نقلها. الحركة البراونية - حركة غير المنضبط، فوضوية أو متعرجة المجهرية الدقيقة. وقد أنشأت العديد من الدراسات أن الحركة العشوائية لجزيئات سببه حجم الجسيمات ودرجة الحرارة واللزوجة من المتوسطة التشتت. في هذه الحالة، وطبيعة المادة لها عمليا أي تأثير على حركتهم.

الحركة البراونية والنظرية الجزيئية-الحركية الحديثة للسوائل

اقترح Frenkel أنه عندما واحدإعادة ترتيب الجزيئات في مكان قريب، كل منها يميل إلى احتلال موقعها الأصلي، والذي هو الأكثر فائدة من حيث الطاقة.

كنتيجة متواصلة ومستمرةعملية الانتشار الذاتي. يذوب الحركة في الجزيئات الدقيقة السائلة (مرحلة التشتت) ، وهي تقارب نفس جزيئات المذيب (وسط التشتت). بسبب الحركة المستمرة الفوضوية ، تتحرك بنشاط ولا تبقى في أي مكان.

الحركة البراونية لجسيمات الغرويات والمعلقاتينشأ عن الحركة الحرارية لجسيمات البيئة وتأثيراتها الفوضوية على الجزيء المعطى. نتيجة لهذه التأثيرات ، تتحرك الجزيئات الدقيقة بشكل عشوائي في الفضاء (وسط التشتت). يتم الحصول على هذه الحركات نتيجة لتأثير السكتات الدماغية لفترة معينة من التحقيق (في ثانية واحدة يمكن لجزيء معين تجربة ما يصل إلى 1020 ضربات). وبالنظر إلى حقيقة أن جزيئات الأحجام الصغيرة تستقبل عددًا غير متساوٍ من التأثيرات من جوانب مختلفة ، فإنها تتحرك في اتجاهات مختلفة. مع قطر من الجسيمات الدقيقة أكثر من خمسة ميكرومتر ، لا يتم ملاحظة الحركة البراونية عمليًا. الزيادة في الحجم والوزن الجزيئي تعوض عن التأثيرات. ولذلك ، فإن الجسيمات ذات الكتلة الجزيئية الكبيرة (ما يصل إلى 5 ميكرومتر) تؤدي فقط دوران الاهتزاز.

الحركة البراونية وانتشارها

نتيجة لعمل البراونية ، وكذلك الحركة الحرارية ، فإن تركيز الجزيئات في جميع أنحاء حجم المحلول متساوي. يمكن أن يحدث الانتشار في حلول غروانية وحقيقية.

الضغط التناضحي بسبب الوجودالمذيلات. نظرًا للحجم الكبير للجزيئات والتركيزات غير الهامة ، فإن ضغطها منخفض جدًا. بالطبع ، يعتمد جزء من الضغط المحلل في الحلول الغروانية إلى حد كبير على وجود شوائب من إلكتروليتات مختلفة. لذا ، فإن المحاليل الجزيئية العالية - السكريات ، والمطاط ، والبروتينات - لها ضغط تناضحي كبير عند تركيز 10-12٪. بفضل الأجهزة الخاصة (osmometers) ، تم تحديد الضغط التناضحي لبلازما الدم ، والذي يبلغ في المتوسط ​​حوالي 25 مم زئبقي. ثبت أن هذا الضغط يتناسب طرديا مع تركيز المواد الذائبة في كل من المحاليل الغروانية والحقيقية.