Замена растворителя

Метод основан на изменении состава среды таким образом, что химический потенциал компонента в дисперсной среде становится выше равновесного и тенденция к переходу в равновесное состояние приводит к образованию новой фазы. Так может быть получен золь канифоли. Если насыщенный раствор канифоли в этиловом спирте влить в большой объем воды, то полученный раствор в спирто-водной среде оказывается пересыщенным. Пересыщение приводит к агрегированию частиц канифоли, система становится гетерогенной, образуется коллоидная система – золь канифоли.

Таким путем могут быть получены гидрозоли серы, фосфора, мышьяка, многих других веществ.

По теории П. Веймарна размеры образующихся частиц зависят от соотношения между скоростями двух одновременно идущих

процессов: образования зародышей (нуклеации) Vн и их роста

(кристаллизации) Vк .

Рис. 8.1. Зависимость размера частиц BaSO4 от концентрации.

8

Схема формирования изображения в электронном микроскопе показана на рис. 10.9.

Рис. 10.9. Схема формирования изображения в электронном микроскопе просвечивающего типа.

В формировании изображения большое значение имеет апертурная диафрагма, имеющая очень малый диаметр (порядка нескольких сотых мм). Даже при небольшом рассеянии через диафрагму проходит только часть электронов, остальные задерживаются ею. Чем больше толщина объекта, тем на большие углы рассеиваются электроны и меньше электронов проходит через диафрагму и попадает на флюоресцирующий экран. Пучок электронов в точке C , прошедший наиболее толстую часть образца и имеющий наибольший угол рассеяния, доходит до экрана C' значительно ослабленным. В этом месте интенсивность свечения экрана мала.

Пучок электронов, прошедший через тонкую часть объекта в точке B рассеивается на меньший угол, поэтому через отверстие диафрагмы проходит больше электронов, что вызывает более яркое свечение экрана в точке B' . В точке A , где объект отсутствует, пучок электронов попадает на экран без заметного рассеяния. экран в точке

A' будет светиться с наибольшей яркостью. Таким образом, толстые

69

www.mitht.ru/e-library

формировании изображения в электронном микроскопе принимают участие электроны, рассеянные вследствие упругих соударений.

Кроме того, при взаимодействии электронов с атомами образуются

вторичные электроны ( e3 ) и -кванты, используемые в сканирующей электронной микроскопии.

Формирование изображения в электронном микроскопе.

Принципы, на которых основано формирование изображения в световом и электронном микроскопе, различны. В световом микроскопе изображение образуется вследствие различного поглощения света различными участками объекта. В электронном микроскопе изучают такие объекты, которые прозрачны для электронов, ибо поглощение электронов вызывает нагревание и разложение образца. Это достигается применением ультратонких образцов.

Образование изображения в электронном микроскопе связано с различным рассеянием электронов разными участками объекта.

Количество соударений электронов с атомами объекта зависит от толщины объекта, его плотности и скорости электронов. Угол отклонения электрона от первоначального направления тем больше, чем тяжелее атом (больше его порядковый номер) и чем больше путь электрона, то есть толщина образца. Зависимость угла отклонения электронов от названных величин выражается формулой

tg K d z U0

где d – толщина образца; z – атомный номер элемента; U0 –

ускоряющее напряжение; K – константа.

68

Размер частиц коллоидных систем зависит от концентрации реагирующих веществ при образовании умеренно растворимых веществ. Такая зависимость имеет максимум при получении сульфата бария (рис. 8.1):

Ba(СNS)2 MgSO4 BaSO4 Mg(CNS)2

В области 1 скорость нуклеации Vн достаточна, но Vк скорость

роста кристаллов невелика, так как концентрация C небольшая. Поэтому образуется коллоидная система - золь. В области 2 с

увеличением концентрации Vк роста увеличивается, частицы быстро укрупняются и под действием силы тяжести оседают, образуется осадок. В области 3 при высокой концентрации вещества, образующего дисперсную фазу, вязкость возрастает, скорость диффузии вещества из раствора к поверхности зародыша уменьшается. При высокой скорости нуклеации образуется много мелких частиц, которые соединяются друг с другом, образуя структированную коллоидную систему – гель.

Другим примером влияния концентрации реагирующих веществ при получении коллоидных систем является получение золя берлинской лазури.

K 4 [ Fe (CN )6 ] 4 FeCl 3	Fe4 [ Fe (CN )6 ]3 12 KCl
желтая кровяная соль	берлинская лазурь

При использовании очень разбавленных растворов реагентов образуется устойчивый золь берлинской лазури. Если сливать концентрированные растворы реагентов, то образуется густой гель берлинской лазури. А при сливании 10-кратно разбавленных концентрированных растворов реагентов никогда не получится золь - образуется осадок.

9

www.mitht.ru/e-library