ISSN:
0022-3832
Keywords:
Chemistry
;
Polymer and Materials Science
Source:
Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
Topics:
Chemistry and Pharmacology
,
Physics
Description / Table of Contents:
In this paper we have reported the most important results of a study in which we measured by means of the electron microscope the size of rigid colloid particles used as models, and calculated from the size the intrinsic viscosity [η], the free diffusion constant Δ, and the rotation diffusion constant D, as well as the sedimentation s. These calculated parameters are then compared to experimental values obtained by the use of appropriate methods. The comparison of the two sets of results should permit a decision as to the validity of the theories under consideration. Computing the theoretical values we have taken into account the effect of polydispersity and we have indicated how we compute the average values of [η], \documentclass{article}\pagestyle{empty}\begin{document}${\rm \bar \Delta}, and {\rm \bar D} $\end{document}, and D̄. The viscosity, free diffusion, and sedimentation measurements made with V2O5 sol have given results which do not compare quantitatively with theoretical values computed from the size of particles, but the simultaneous use of measured [η], Δ, and s, leads to the conclusion that V2O5 sols have the same behavior as a monodispersed sol of rigid ellipsoids with 1692 A. length and 44 A. diameter. It should be pointed out that 40.3% of sol particles have a length of 1670 A. and a cross-section of 100 by 50 A. The measurement of D by flow birefringence shows a notable disagreement with the computed value of D̄. This disagreement is likely to arise from the presence in the solvent of vanadic acids disturbing the rod orientation. Measurements with a T.M.V. sol give a good agreement between experimental (D = 260 c.g.s. ± 20%) and calculated values (D̄ = 205 c.g.s. ± 20%). This result is the first to establish experimentally the quantitative validity of the theory of Peterlin and Stuart. Values for the refractive index of T.M.V. particles are also obtained (n1 = 1.58 and n2 = 1.59). These values are in agreement with those given by other authors using indirect methods. Measurements with a carbon black sol show a satisfactory agreement between the calculated value \documentclass{article}\pagestyle{empty}\begin{document}$ \bar \Delta = 1.10 \times 10^{ - 7} $\end{document} c.g.s. ± 15% and the measured Δ = 1.37 × 10-7 c.g.s. ± 10%. This shows the validity of Stokes' law for spherical particles with about 1 to 200 A. diameter. On the other hand, the carbon black sol shows a “viscoelectric” effect; and Einstein's constant, which in absence of this effect is K = 2.5, is found here to be K = 7.8 ± 0.5. Several results concerning the viscoelectric effect of this sol are also reported.
Notes:
Nous avons groupé dans cet article les principaux résultats d'un travail, dont le principe consiste à mesurer au microscope électronique les dimensions des particules colloïdales rigides utilisées comme modèles, puis à calculer à partir des dimensions la viscosité intrinsèque [η], les constantes de diffusion de translation Δ et de rotation D ainsi que la constante de sédimentation s. Ces paramètres calculés à l'aide des théories fondamentales sont ensuite comparés aux valeurs expérimentales mesurées par les techniques correspondantes et la comparaison des deux groupes de résultats doit permettre de juger de la validité des théories mises en jeu. Dans le calcul des valeurs théoriques nous avons tenu compte de la polydispersité et nous indiquons comment nous avons calculé les valeurs moyennes apparentes de \documentclass{article}\pagestyle{empty}\begin{document}$[\bar \eta ], {\rm \bar \Delta}, {\rm \bar D} $\end{document}. Les mesures de viscosité, de diffusion de translation et de sédimentation effectuées sur un sol de V2O5 donnent des résultats dont la comparaison avec les valeurs théoriques calculées à partir des dimensions n'est guère possible de manière quantitative en raison de l'imprécision de celles-ci. Mais l'utilisation simultanée des valeurs expérimentales de [η], Δ, s, nous conduit à la conclusion que le sol de V2O5 se comporte comme un sol monodispersé d'ellipsoïdes de révolution rigides de 1692 Å de longueur et de 44 Å de diamètre, or 40,3% des particules de sol étudié ont pour dimensions 1607 Å de longueur et une section rectangulaire de 100 sur 50 Å. La détermination de D par birefringence d'écoulement conduit à un désaccord considérable avec la valeur calculée de D̄ et ce désaccord semble dǔ à la présence dans le solvant d'acides vanadiques qui perturbent l'orientation des bǎtonnets. L'étude d'un sol de virus de la mosaïque du tabac a donné un bon accord entre la valeur calculée D̄ = 205 c.g.s. ± 20% et la valeur mesurée D = 260 c.g.s. ± 20% ce qui constitue la première vérification expérimentale de la théorie de Peterlin et Stuart. Cette étude a permis de calculer l'indice de réfraction de la particule de V.M.T., on trouve n1 = 1,58, n2 = 1,59, ce qui corrobore les valeurs trouvées par d'autres employant des méthodes indirectes. Enfin l'étude d'un sol aqueux de noir de carbone a permis d'observer un accord convenable entre \documentclass{article}\pagestyle{empty}\begin{document}$ \bar \Delta $\end{document} calculé = 1,10 · 10-7 c.g.s. ± 15% et Δ mesuré = 1,37 · 10-7 c.g.s. ± 10%, ce qui montre la validité de la loi de Stokes pour des sphères dont le diamètre est de l'ordre de 1 à 200 Å. Ce sol présente d'autre part de l'effet électro-visqueux et la constante d'Einstein K = 2,5 est trouvée égale à K = 7,8 ± 0,5. On donne quelques résultats concernant l'étude de l'effet électro-visqueux de ce sol.
Additional Material:
9 Ill.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1002/pol.1954.120120106
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