Braunsko gibanje: splošne informacije.

V zgodnjih fazah razvoja doktrine koloidni sistemi verjel je, da so molekularno-kinetične lastnosti inherentne samo v resničnih rešitvah. Z leti je bilo dokazano, da so te lastnosti neločljivo povezane koloidne raztopine. Ugotovljeno je, da med njimi ni nobenih kvalitativnih razlik, vendar so le kvantitativne razlike, ki so odvisne predvsem od velikosti in oblike koloidni delci (micelov). Zato je bilo odkritje browniškega gibanja v tem smislu zelo pomembno.

Prvič (1827) je Browniško gibanje raziskoval angleški botanik Robert Brown. Z opazovanjem ultramikroskopa za cvetnim prahom rastlin, suspendiranih v kapljici vode, je znanstvenik odkril, da mikroskopski delci cvetni prah naključno (kaotično) in nenehno premikanje. Browniško gibanje je neurejeno, cikcakovo ali kaotično gibanje mikrodelcev. Številne študije so pokazale, da kaotično gibanje molekul povzroča velikost delcev, temperatura in viskoznost disperzijskega medija. V tem primeru narava snovi praktično ne vpliva na njihovo gibanje.

Browniško gibanje in sodobna molekularno-kinetična teorija tekočin

Frenkel je predlagal, da se pri zamenjavi ene molekule pride do prerazporeditve bližnjih molekul, od katerih vsaka skuša zasedati nekdanji položaj, ki je z vidika energije najbolj donosen.

Zaradi neprekinjenega in neprekinjenega gibanja molekul pride do procesa samodifuzije. Raztopljen v tekočih mikrodelcih (disperzijska faza) je gibanje približno enako molekulam topila (disperzijskega medija). Zaradi neprekinjenega kaotičnega gibanja se aktivno premikajo in ne ostanejo na nobenem mestu.

Browniško gibanje delcev koloidov in suspenzij izhaja iz termičnega gibanja okoljskih delcev in njihovih kaotičnih vplivov na to molekulo. Zaradi takih udarcev se mikrodelci naključno premikajo v vesolju (disperzijski medij). Ta gibanja so posledica vpliva udarcev za določen čas preiskave (v eni sekundi lahko določena molekula doživi do 1020 kapi). Glede na to, da imajo molekule majhnih velikosti neenakomerno število vplivov z različnih strani, se premikajo v različnih smereh. S premerom mikrodelcev, večjih od petih mikrometrov, Browniansko gibanje praktično ni opaziti. Povečanje velikosti in molekulske mase kompenzira vplive. Zato delci z veliko molekulsko maso (do 5 mikrometrov) opravljajo samo vibracijske rotacije.

Browniško gibanje in difuzija

Zaradi delovanja Browna in termičnega gibanja se izenači koncentracija molekul v celotnem prostornini raztopine. Difuzija se lahko pojavi pri koloidnem in resnične rešitve.

Osmotski tlak je posledica prisotnosti micelov. Zaradi velikosti molekul in nepomembnih koncentracij je njihov pritisk zelo nizek. Seveda je del analiziranega tlaka v koloidnih raztopinah v veliki meri odvisen od prisotnosti nečistoč različnih elektrolitov. Torej, visokomolekularne raztopine - polisaharidi, gume, beljakovine - imajo velik osmotski tlak pri koncentraciji 10-12%. Zahvaljujoč posebnim napravam (osmometri) smo določili osmotski tlak krvne plazme, ki je v povprečju približno 25 mmHg. Dokazano je, da je ta tlak neposredno sorazmeren s koncentracijo raztopljenih snovi v koloidnih in resnične rešitve.