Всё для Учёбы — студенческий файлообменник
2 монеты
doc

Шпаргалка «Экзаменационная» по Химии (Зименкова Л. П.)

1. Коллоидная химия. Свойства коллоидных систем. Признаки объектов коллоидной химии.

Коллоидная химия – наука о поверхностных явлениях и дисперсных системах. Поверхностные системы – это процессы, происходящие на границе раздела фаз в межфазном поверхностном слое и возникающие в результате взаимодействия сопряженных фаз. Дисперсные системы – гетерогенные системы, состоящие из двух и более фаз, одна из которых дисперсная раздроблена, а другая дисперсная среда - непрерывная часть системы.

Свойства коллоидных систем:

1) Рассеяние света;

2) Медленная диффузия;

3) Малое осмотическое давление;

4) Коллоидные растворы способны к диализу (с помощью мембраны могут быть опреде-лены от примесей);

5) Способность к коагуляции (разрушение);

6) Возможность явления электрофореза (перемещение частиц под действием внешнего электрического поля).

Признаки коллоидной системы:

- гетерогенность;

-дисперсность.

2. Классификация коллоидных систем.

1)d-дисперсность,

а) Наносистемы d=1/10 мм

б)Высокодисперсные d=10мм/1 мкм

в)Грубодисперсные d=1/100 мкм

2) Фракционный состав

а) Монодисперсные(один радиус)

б)Полидисперсные

3) Кон-я частиц

4)Характер распределения

а) Сплошное-континуальное

б) Сетка тонких прослоек-биконтинуальное

5)Взаимодействие между частицами дисперсной фазы(по кинетическим фазам)

а) свободно-дисперсные(малая V, ж или г дисперсионная среда)

б) связно-дисперсные(V большая-биконтинуальные, ТВ.д.ср)

6) Взаимодействие между ч.д.ф и дис.средой

а) Лиофильные(хорошо растворяются, самопроизвольно диспергируются, термодинамически устойчива)-р-ры кол-лоидных ПАВ, р-ры ВМВ

б)Лиофобные-обладают избытком энергии, для них х-на коагуляция, получают непро-извольно

7) Агрегатное состояние фаз(смотрите лекцию)

3Получение КС Диспергационные методы. Дисперг методы-Это способы получ лиофобных золей путем дробления крупных кусков до агрегатов коллоидных размеров. В зав-ти от вида внешн. работы, которая соверш над грубодисперсной системой, подразделяют на:1 мех. диспергир- это мех дробление грубодисперсн сист путем: раздробления, удара, истирания, расщепления. Измельчение частиц до мелких размеров с помощью шаровых мельниц. Шар мель-ница-это полый цилинр сосуд,заполненный частично шарами того же материала и при медленном вращении шары перекатыв, истирая и дробя материал. Работами Ре-биндера устан явл понижения сопротивл тв тел упругим и пластич деформац, а также мех разруш пол влиянием адсорбции ПАВ. ПАВ облегчают дисперг и способств значительному повышении степени дисперсности. Мех дисперг –это оч энергоемкий процесс.2Физ дисперг- дисперг ультразвуком, происходит за счет разрывающих усилий. Они возник в жик или тв теле при прохождении через них ультразвуковых колеб с частотой более 20.000Гц в сек. При прохождении звук волны в сист возникают местные, быстро чередующиеся сжатия и расширения в-ва, котор приводят к его разрушению.Этот метод применим только при дисперг малопрочных в-в (сера, крахмал и тд).3Физ-хим способ-метод пептизации. Измельчен материал или промытый осадок в-ва, получ в рез-те хим реакции осаждения, промыв небольшим кол-вом р-ра пептизатора, образ высокодисперсная сист.Не могут пептизироваться плотные, тяжелые осадки,а наоборот, рыхлые, свежеприготовленные. Фактич пептизация –это не дисперг. Пептизир осадок-это уже диспег материал, доведенный до коллоидн степени измельчения, в котор частицы в рез-те слипания образ крупный агрегат. Пептизация-это наруш связей между слипшимися частицами. Чем слабее эти связи, тем легче происх пептиз.

4Конденсационные методы получения дисперсных систем.Системы с размером частиц -100 нм получают конде-сационными методами.В основе конденсационных методов лежит процесс образования дисперсной фазы из веществ, находящихся в молекулярном или ионном состоянии– создание пересыщенного раствора, из которого должна быть по-лучена коллоидная система.

Физические методы конденсации: 1) охлаждение паров жидкостей или твердых тел при адиабатическом расширении или смешивании их с большим объемом воздуха; 2) замена на другой раствори-тель,в котором диспергируемое вещество хуже растворяется.

(туман, смог).

Замена растворителя приводит к образованию золя в тех случаях, когда к исходному раствору добавляют другую жидкость, которая хорошо смешивается с исходным растворителем, но является плохим растворителем для растворенного вещества.Химические методы конденсации основаны на выполнении различных ре-акций, в результате которых из пересы-щенного раствора осаждается нерастворенное вещество,не только обменные, но и окислительно-восстановительные реакции, гидролиза и т.п.Дисперсные системы можно также получить методом пептизации, который за-ключается в переводе в коллоидный «рас-твор» осадков, частицы которых уже имеют коллоидные размеры.

5.Очистка коллоидных систем: диализ, ультрафильтрация.

Для очистки коллоидных растворов от примесей используют такие методы, как фильтрация, диализ, электродиализ, ультрафильтрация.Фильтрация (основана на способности коллоидных частиц проходить через поры обычных фильтров.При этом более крупные частицы задерживаются.Элементарный процесс фильтрования может происходить только при условии, что имеет место разность давлений жидкости над перегородкой и под ней. Диализ - удаление с помощью мембран низкомолекулярных соединений из коллоидных растворов и растворов ВМС. При этом используют свойство мембран пропускать молекулы и ионы малого размера и задерживать коллоидные частицы и макромолекулы. Жидкость, подвергаемую диализу, отделяют от чистого растворителя соответствующей мембраной. Малые молекулы и ионы диффундируют через мембрану в рас-творитель и при его достаточно частой замене почти нацело удаляются из диализуемой жидкости. Проницаемость мембраны для низкомолекулярных веществ обусловливается тем, что малые молекулы и ионы или свободно проходятчерез капилляры, пронизывающие мембраны, или растворяются в веществе мембраны. Электродиализпозволяет в несколько десятков раз увеличить скорость диализа низкомолекулярных электролитов. С этой целью в диализаторе создают постоянное электрическое поле с падением потенциала 20—250 В/см и выше. Ультрафильтрация

применяется для очистки систем, содер-жащих частицы коллоидных размеров (золи, растворы ВМС, взвеси бактерий и вирусов). Суть метода - в продавливании разделяемой смеси через фильтры с порами, пропускающими только молекулы и ионы низкомолекулярных веществ.

6. Межмолекулярное взаимодействие. Молекулярные силы (силы Ван-дер-Ва-альса).Межмолекулярное взаимодействие может иметь разный характер:

1)Химические связи. Образуются путем перекрывания электронных орбиталей и потому сугубо специфичны.

2)Водородные связи возникают между молекулами, содержащими функциональ-ную группу OH (кислоты, щелочи, вода, спирты).

3) Силы Ван-дер-Ваальса. Молекулярные связи, которые действуют между любыми молекулами. К этим силам относят:

а) ориентационные – возникают между полярными молекулами в результате взаимодействия дипольных моментов. Из-за диполь-дипольного взаимодействия молекулы приобретают определенную ориентацию относительно друг друга.

б) индукционные – у полярных и неполярных молекул. Диполь-неполярные молекулы возникают в электрическом поле ил под действием поля полярной молекулы.

в) дисперсионные силы действуют между всеми молекулами и возникают из-за непре-рывного движения электронов в атомах, приводящего к образованию мгновенных диполей. Электрическое поле мгновенного диполя 1-ого атома индуцирует дипольный момент другого атома, что приводит к возникновению сил притяжения.

7. Поверхностное натяжение. Зависимость поверхностного натяжение от различных факторов. Методы измере-ния поверхностного натяжения.

Пов.нат. – работа обратимого изотермич. обр-я ед пов-ти.

Факторы: 1) температура: с ув-ем T пов.нат. уменьшается: усиливается тепловое дв-е мол-л, кот.ведет к ослаблению межмол. вз-я => ум-ся внутр.давл => ум-ся пов.нат.

2) природа фазы: чем больше межмол. вз-е внутри фазы, тем больше пов.нат на границе раздела фаз. 3) природа грани-чащих фаз: чем больше межмол. вз-е между контактирующими фазам, тем меньше пов.нат на границе раздела этих фаз. Если жид. Раств-ся друг в друге, то пов.нат на границу ж1/ж2 приблизит-но равны разности пов.нат взаимно насыщ.жид-й на границе с возд. 4) влияние добавок: 1.ПНАВ; 2.ПИВ (р-ры элек-тролитов, кот. в воде дисс-ют с обр-ем ионов, ионы гидротируются, т.к. Епол/н2о>Eн2о/н2о, поэтому ионы интенсивно втяг-ся вглубь р-ра и әσ/әТ>0. 3.ПАВ(мол-лы с несимметрич.дефильным строением из непол. УВ-рад и пол группы)

Методы определения:

1) статч: осн. на изуч. утстойч. равновес. сост, к кот.самопроизв.приз.сист. 1.метод капиллярного поднятия (рис+формула) 2. м.висячей или лежачей капли: осн.на изуч-и формы капель в поле силы тяж. Ведется учет отклон-я их формы от сферич. (рис) 3. м.уравновеш-я пластинки: толщ.d закр.на коромысле весов погруж.в ис-след.жид.,кот.хорошо.смач.её пов-ть. σ=F/2d.

2 )полустатич: осн.на изуч.усл,при кот сист.теряет равновесие. 1. метод наиб.давл.в пузырьке газа σ =1/2ΔPmax*r0(рис)

2. метод отрыва кольца σ=F/4πr*K (рис)

3. сталагмометрич: осн.на опред.веса капель,отрыв.под дейст.силы тяж. в момент отрыва капли её вес уравновеш.силами пов.нат, умнож.на её капилляры. Р=2πr0σ/K (рис)

3) днамческие: метод колеблющихся струй: изуч.св-ва поверх.жид.через малые пром-ки врем после их образ-я. С пом-ю эллиптич.отв-я образ.струю в фотрме эллиптич.цил. под д-ем сил пов.нат.,кот стрем.придать ф-му цил и инерц-х сил устан поперечное колебструи.

8. Внутренняя поверхностная энергия. Поверхностная энергия – это избыток энергии в тонком слое вещества у по-верхности соприкосновения фаз по сравнению с энергией вещества внутри фазы. Полная поверхностная энергия скла-дыва-

ется из работы образования поверхности, т.е. работы, необхо-димой для преодаления сил межмолекулярного взаимодейст-вия при перемещении молекул из объема фазы в поверхностный слой, и теплового эффекта, связанного с этим про-цессом. В соответствии с тер-модинамическими зависимостями удельная полная п.э. равна:

dU=- T (∂σ/∂T)+σ/ при V=const

уравнение Гиббса-Гельмгольца.

σ уменьшается линейно с ростом Т. И в линейной области ∂σ/∂T = const, ∂2σ/∂T2=0, дифференциальное уравнение по Т дает: ∂U/∂T=∂σ/∂T-∂σ/∂T-Т(∂2σ/∂T2), ∂U/∂T=0.

Таким образом, величина U является температурным инвариантом. Благодаря этому свойству удельная поверхностная энергия – одна из важнейших характеристик межмолекулярных сил в чистых жидкостях.

9. Физическая адсорбция и хемосорбция. Количественные характеристики адсорб-ции.Адсорбция – процесс са-мопроизвольного изменения концентрации компонентов системы между поверхност-ным слоем и объемной фазой. В зависимости от характера сил, действующих между частицами адсорбата и адсорбента, различают физическую и химическую (хемосорбцию). Физическая адсорбция происходит под влиянием сил Ван-дер-Ваальса и по своей природе аналогична процессам конденсации паров адсорбата. Хемосорбция обусловлена пе-рекрыванием электронных орбиталей частиц адсорбата и адсорбента, т.е. вызывается их химическим взаимодействием. Теплота хемосорбции соизмерима с теплотами химических реакций. Хемосорбция необратима, физическая обратима. Физическая малоспецифична, химическая специфична (адсорбция происходит, только если возможна хим. реакция). Физ. адсорбция сопровождается образованием полислоев, химическая монослойна.

Количественные характеристики:

1) а - Абсолютная адсорбция.

Число моль или грамм адсорбата, приходящиеся на единицу поверхности или массы адсорбента.

2) г – Избыточная (Гиббсова) адсорбция.

Избыток адсорбата в поверхностном слое по сравнению с его количеством в таком же объеме фазы, приходящейся на единицу поверхности, или массы адсорбента.

10.Адсорбция паров и газов на однородной поверхности. Изотерма адсорбции Ленгмюра.Основные положения теории Ленгмюра, которая описывает данный вид адсорбции:

1.Адсорбция мономолекулярна

2.Адсорбция локализована

3.Энергетическая однородность пов-ти(все центры адсорбции обладают равной энергией и адсорбированные молекулы не взаимодействуют друг с другом)

Ур-е Ленгмюра Г=Г∞bc/1+bc, изотерму рисуем сами.

11ПАВ и ПИВ.Поверхн активность.Прав Дюкло-Траубе.Ур-ие Гиббса.ПИВ-это растворы электролитов,котор в воде диссоц с образованием ионов, ионы в свою очередь гидротир, поэтому ионы интенсивно втягив вглубь р-ра,что получ >0.ПАВ-орган молек с несимметр дефильным строением сост из неполярного углевод радикала и полярной группы.Правило Д-Т:С увелич длины углеводородного радикалана одну группу СН2 поверх активность растет в гомологич ряду в 3-3,5 раза.

=3-3,5.Г бесконечность одинак потому, что опред величина одной группы.

Ур-ие Гиббса .

12. Изотермы адсорбции и поверхностного натяжения растворов ПАВ. Уравнение Шишковского.

)Там три графика если что. Ур-е Шишковского σ=σ0-Вln(1+AC)

13. Представления о неоднородности поверхности. Изотермы Адсорбции Темкина и Фрейндлиха.Причина неод-нородности могут иметь разную природу: а)биографическая неоднородность э то первонач выход на поверхность раздела фазразличных кристаллографич. граней, роббер, узлов. б)индуцированная неоднородность – связана с процессом адсорбции из-за электростатич адсорбции из-за электростатич взаимодействия адсорбир частиц,изменения электронной структуры адсорбента из-за изменения концентрации свободных электронов.Для случая неоднородности уравнение изотермы Темкина , где f – пока-затель неоднородности, b0 – коэффициент на наиболее сильно адсорбирующих цен-трах. Это логарифмическая изотерма. Для случая экспотенциальной неоднородности она описывается Ур-нием Фрейндлиха или

14. Представления о полимолеку-

лярной адсорбции. Изотерма адсорбции БЭТ. Теория Поляни.

Теория Поляни,основные положения:

1. адсорбция обусловлена чисто физическими силами взаимодействия, в адсорбционном пространстве действуют только дисперсионные силы, не зависящие от температуры.

2. вблизи пов-ти адсорбента образуется непрерывное силовое поле.

3. все адсорбированное вещество находится в жидком состоянии.

4. за меру интенсивности ад-сорбционного взаимодействия принят адсорбционный потенциал, т.е. работа по переносу одного моль газа с поверхности жидкого адсорбата в равновесную газовую фазу. Адсорбционный потенциал :

ξ= RTln(P0/P) .

допущение, что практически все адсорбированное вещество находится в жидком состоянии позволяет заменить зависимость адсорбционного потенциала от расстояния на функцию объема жидкого адсорбата. Зависимость ξ как функция R или V называется потенциальной кривой адсорбции или характеристической кривой, поскольку вид кривой не зависит от температуры.

Для количественного описания изотерм различных типов используется теория БЭТ:

1.адсорбция многослойна

2. первый слой адсорбата образуется в результате действия вандерваальсовых сил между адсорбатом и адсорбентом, последующие – конденсации наиболее «холодных» молекул пара, обладающих кинетической энергией, меньшей QL

3. возможно построение последующих слоев при незаконченном первом.

Положения: адсорбция локализована, поверхность энергетически однородна, теплота адсорбции постоянна и равна теплоте конденсации.

C= К адс./К конд.

15. Получение, классификация твердых пористых адсорбентов.

Класс-я: 1). По структуре: а) корпускулярные: стр-ры из сросшихся м/у собой мельчайших частиц, связ-х хим.или физ.силами (корпускулы) синтетические прир. Б) кристаллич-е стр-ры (цеолиты)-молекул.цетали – оллмосиликаты, облад-е строгорегул-й кристаллич. Стр-рой. в) губчатые – массивные тела, пронизанные порами. 2) по полярности: полярные (бумага, стекло,силикагели,оллюмогели), неполярные (угли, сажа,парафины) 3) по размеру пор: П=Vпор/Vадсорбента, макропоры (r=100-200нм, Sуд=0,2-2м2/г), переходнопористые(2-100, 10-500), микро-пористые(0,5-2, 500-1000)

16. Понятия о капиллярных явлениях. Теория капиллярной конденсации.

Капиллярные явления наблюдаются в содержащих жидкость капиллярных сосудах, у которых расстояние между стенками капилляра соизмеримо с радиусом кривизны поверхности жидкости. Кривизна возникает в результате взаи-модействия жидкости со стенками сосудов (адгезия, смачивание). Специфика поведения жидкости зависит от того, смачивает или нет она стенки сосудов. Рассмотрим положение уровня жидкости в двух капиллярах, один из которых имеет лиофильную поверхность(смачивается жидкостью)

,а другой нет. ΔР стремится растянуть жидкость и поднимает ее в капилляре до тех пор, пока капил.давление не уравновесится с гидростатическим давлением столба жидкости.

Теория капиллярной конденсации. Явления капиллярной конденсации состоит в том, что конденсация пара адсорбции в тонких капиллярах происходит при меньших давлениях, чем давление насыщенного пара над ровной поверхностью, при данной температуре в условиях смачиваемости поверхности пор жидким адсорбатом.

Условия действия капиллярных сил:

1. смачивание поверхности адсорбента жидкостью, кот. появляется в результате конденсации пара адсорбатом.

2. наличие пор с удельной поверхностью от 10 до 500 м2/г, что соответствует переходно-пористым адсорбентам(радиус капилляра = радиусу кривизны поверхности)

микропористая структура обеспечи-

вает резкое увеличение адсорбционного потенциала из-за перекрытия поверхностных сил. С увеличением давления газа начинают действовать ка-пиллярные силы. Капиллярная конденсация начинается при определенном заполнении пор адсорбента или при определенном значении пара адсорбата. К этому моменту поверх. энергия практически скомпен-сирована в результате полимолекулярной адсорбции, а микропоры заполнены жидким адсорбатом. С увеличением давления газа конденсация происходит и в более крупных порах, радиус мениска жидкости r в которых находится в соответствии с уравнением ка-пил.конденсации Кельвина.

lnP0/P=2σVм/rRT P0/P адсорбционный слой.Его можно считать плоск. Конденсатором, в котором потенц смягчается линейно.Др.часть противоионов под действ теплового движения распространяется в глубь фазы,обазуя диф.слой.Ионы там рас-пред.неравномерно-потенц.смягчается по экспоненте. За толщ. Диф. Слоя принято считать расстояниена кот потенциал φ0 уменьшится в е раз.

30Электрокинетич потенциал.Влияние разл факторов на вел электрокин потен-циала.

Дзета потенциал-важнейшая характеристика ДЭС,котор опред скор перемещ частиц,для фазы и дисперсн среды и устойчивость золей.1Влияение индиф ионов-индиф ионы не влияют на 0.а)ионы ,сходн с противоионами ДЭС:С=(изоэлектрич состояние) б)специф адсорбир противоионы,вызыв перезаряд плотной части.2)влиян неиндиф ионов:а)заряд ионов совпад со знаком 0.С увелич концентр ионов дзета потенц возрастает засчет увелич 0потенц,при дальн увелич конц ионов дзета-потенц уменьш из-за сжатия диффуз слоя до изо-электр состояния.б)заряд ионов противополож 0.Добавл таких ионов ведет к полной перестройке ДЭС,  уменьш до 0 и даже перезарядки поверх частицы.3)Влияние тем-ры:с увелич Т увелич(с увелич тем-ры часть противоинов перех из адсорб слоя в дифф.При дальнейшем процессы десорбции захват более глуб обл ДЭС,часть потенц опред ионов перех в р-р 0,.Т0.(нарисовать рисунки))).

31. Коагуляция дисперсных систем. Факторы, влияющие на электролитную коагуляцию дисперсных систем. Быстрая и медленная коагуляция.

Коаг-я – процесс слипания частиц с обр-ем крупных агрегатов. В р-те коаг.сист.теряет седиментац-ю устойч-ть,т.к. частицы стан-ся слишком круп-ми и не могут уч-ть в броун.дв-и. 2 стадии: 1. срытая к-я: частицы укрупняются, но не терю сед.уст-ти; 2. явная: ч.тер.сед.уст-ть. если плот-ть ч. Больше пл-ти дисперсионной среды, - осадок. Факторы: изм-е Т, действие электрич и электромагн.полей, д-е види-мого света,облуч-е элем-ми част-ми, мех.возд-е, доб-е электролитов.

Быстрая к-я: Смолуховский: 1. рассм. Сист монодисп.; 2. все столкновения эффект-е; 3. рассм-ся только столкн-я первич.частиц; 4. кин-ка коаг.подобна кин-ке бимол-ной р-и –(dv/dt)=kv2, k – const скор-ти коаг. Для х-ки быс.к-и исп период коаг-и θ – время, через кот. концентр-я колл-х ч-ц ум-ся в 2 раза. vt=v0/2 t=θ θ=1/kv0 cогласно теор.быстр.коаг, k зав-т от коэфф.дифф: k=16πDr.

Медл.к-я: связ. с неполной эфф-ю столкн-я вследствие сущ-я энерг.барьера. Фукс. kкм=kкб*Р*е^(-ΔUк/kt), kкм – конст.скор медл.коаг; kкб- //-// быстрой к-и, Р – стерич.фактор, ΔUк – потенц.барьер к-и, k – пост.Больцмана=R/Na.

32.Коагуляция д.систем. нейтрализационная и концентрационная к. К.смесью электролитов. Защита кол-лоидных частиц.

Устойчивость д.системы характеризуется неизменностью во времени ее основных параметров: дисперсности и равновесного распределения дисперсной фазы в среде. Коагуляция – процесс слипания частиц, образования более крупных агрегатов с потерей седиментационной и фазовой ус-тойчивости и последующим разделением фаз – разрушением дисперсной системы.

При Еб10-5см, дисп.средой – жидкость. Методы пол-ния: со стороны грубодисперст.систем – диспергацион., со стороны ист.р-ров – конденсационные. Седим.устойчивость- способность системы протоивостоять действию силы тяжести. Агрегат.устойчивость – способность сохранять неизменной во времени степень дисперстности. Свойства: 1) молекулярно-кинетич(диаметр 10-5-10-2, дифузионно-седиментац.устойчивость);2) оптич(длины волн видимой части спектра лежат в пределах от 4*10-5см(фиолетовый свет) до 7*10-5см(красный),3)электрокинемат(образование на пов-ти ДЭС и возник-ие электрокинемат.потенциала.

Способы разрушения: 1)механич.(отделение в-ва дисп.фазы от дисп.среды, благодаря седимент.неустойчивости суспензий),2)термич(изменеие тем-ры суспензий),3)химич. (исп.химич.реагенты),4)электрич(исп.,когда частицы в суспензиях стабилизированы ионогенными в-вами).

38. Лиозоли. Методы получения. Особенности стабилизации и коагуляции лиозолей. Особые свойства. Практическое применение.Общие усорвия получения-нерастворимость или очень малая растворимость вещества дисперсно фазы в дисп среде и наличие стабили-заторов.Диспергацион.методы получения:механическое измельчение,в коллоидных мельницах,диспергирование ультрозвуком,электрическое диспергирование.Концентрационные методы – пресыщенность исходной сис-темы,конденсация из паров,иметод замены растворителя,химическая концентра-ция.Под устойчивостью понимают постоянство во времени дисперстности и распределения частиц дисперсной фазы по объему дисперсной среды. Коагуляция – нарушения агрегативной устойчивости (слипание, выпадение в осадок). Факторы агрегативной устойчивости – а)электростатический,возникают электростатич силы ооталкиванием с ростом дзета потенц.а)кин. Структурно-ме-ханич фактор возникает при адсорбции пав б)адсорбционно-сольватный.поверхн частиц лиофильна б)кин. Гидродинами-ческий возникает при росте вязкости скорость и кин энергия малы, в)энтропийный любая сисма стремится к стабилизации. Ионный фактор – пе-рекрывание диффузных слоев. Бывает скрытая коагуляция и явная. Ее вызывает 1)любой электролит, если его концен-трация привышает критическую.Порог коагуляции – этто мин колво электро-лита,вызывающая коагуляция 1л золя. 2)противоионы 3) коаг способность ионов зависит от радиуса иона и заряда. Св-ва:1)умень поверхн натяж на границе фаз 2)мицеллообразование 3)солюбилизация-раств в мицеллах ПАВ нерастворимых в дисперсной среде в-в

39. Пены. Методы получения. Устойчивость и разрушение пен. Практическое значение пен.

Пены – грубодисп.высококонц.сист., в кот.дисперсной фазой явл.пузырьки газа, а дисперсионной средой – жидкость в виде тонких пленок. Методы пол-я: из грубодисп.сист, исп-я диспергационные методы (осн.на дроблении газа на пузырьки при подаче его в р-р пенообразователя. Обычно неб-е порции газа вводят в р-р и дробят их до мелких пузырьков. Легче всего этого добиться, продувая газ через трубку, опущенную в жид-ть) и из истинных р-ров с пом-ю конденсационных методов (будущая газовая фаза вначале присутствует в виде отдельных мол-л, из кот.затем образ-ся пузырьки).

Устойчивость: пены - т/д-ки неустойчивы. Их обр-ние сопровождается увелич.свободной энергии. Избыт.энергия вызывает самопроизв-ые процессы,к-ые ведут к уменьшению дисперсности и разрушению её как дисп.системы. min значение свободн.энергии достигается при полном разделении пены на 2 сплошные фазы:ж-ть и газ. Пены обладают относит.устойчивостью: 1)кинемат.(седиментационная)-способность системы противостоять силе тяжести; 2)агрегативная-способность сохранять неизменными размеры частиц дисп.фазы и их индивидуальность. Способы разр-ния: 1)хим.пеногасители- треботания к ним: быстро гасить пену и долгое время препятствовать новому вспениванию р-ров;не изменять св-в в-в, не замедлять технолог.процесс;не изменять свои св-ва при хранении и нагревании в процессе пеногашения. 2)нехимич.способы: физич.(термич.,акустич.,электрич.) и механич. Примение: 1)пищев.продукты;2)пеносушка-сушка с предварительным вспениванием, обесп-ет получение сух.продуктов; 3)лекарства; 4)пенные аппараты для проведения процессов в г/ж системах.

40. Эмульсии. Методы получения. Особые свойства эмульсий. Особенности стабилизации и коалесенции эмульсий.

Эмульсией называется дисперсная система, состоящая из двух жидких фаз. Условие образования дисперсной системы – практически полная или частичная нерастворимость вещества дисперсной фазы в среде. Поэтому вещества, образую-щие различные фазы, должны сильно различаться по своей полярности. Как правило, эмульсии являются грубодисперс-

ными системами, поскольку маленькие капельки быстро исчезают вследствие изотермии-

ческой перегонки. Получают э. пу-тем механического диспергирова-

ния, а также выдавливанием вещества дисперсной фазы через тонкие отверстия в дисперсионную среду под большим давлением. Также применяют конденсационные методы замены растворителя и взаимной конденсации паров. Так как электростатические силы малы(из-за диффузного распределения поверхностного заряда в обеих жидкостях, и лшь часть межфазного скачка потенциала приходится на дисперсионную среду, что сильно снижает высоту возникающего в ней потенциального барьера), то высока эффективность столкновений не-защищенных капелек.

При столкновении капелек происходит легкое и полное их слипание, называемое коалесценцией. Поэтому разбавленные эмульсии могут существовать в метастабильном состоянии лишь в очень благоприятных условиях (малая концентрация электролита). Влияние электролитов соответствует правилу Шульце- Гарди, многозарядные ионы изменяют знак заряда частиц, в устойчивых эмульсиях наблюдается заметный электро-форез.

Длительное существование эмуль-

сии обеспечивается в условиях стабилизации, связанной с образованием адсорбционно- сольватного или адгезионного слоя на межфазной границе. Вещества, стабилизирующие эмульсию, называются эмульгаторами. Стабилизирующее действие эмульгатора заключается не только в снижении σ, но и в образовании структурно механического барьера. (ГЛБ эмульгатора). Таким образом, стабилизация прямых эмульсий осуществляется гидрофильными веществами, обратных – гидрофобными.

К разрушению системы приводит чисто механическое воздействие. Методы вытеснения эмульгатора веществом, обладающим большей поверхностной активностью, но меньшей способностью к образованию структурированных слоев, а также увеличение концентрации электролита, дегидратация и т.д.

19Адгезия.Когезия.Смачивание,Краевые углы смачивания и работа адгезии.

Адгезия-это межфазное взаимодействие конденсир тел разной природы. Идет с уменьшением поверх энергии за счет взаимодейств межфазных границ. Wа-раб адгезии. Раб адгезии численно равна раб обратимого изотермич разрыва соед единич площади. Wa=2/1+3/1-2/3 –ур-ие Дюпре. Когезия- внутрифазное взаимод, обусл силами межмолекулярн притяж различн природы. Характериз раб когезии Wк. Это обратимая изотерм раб разрыва тела по сечению единичной площади. Wк=22/1. Параметры: энергия преобраз, тем-ра кипения, поверх натяжение и тд. Смачивание-это поверх явл,которое возник при взаимод ж с тв или с др жидк телом при одновременном контакте 3-х несмешивающихся фаз, одна из которых обычно явл газом. Нанесем на тв поверхраздела фаз каплю жидк и рассм усл равновесия поверх сил(случай контакта 3 фаз). 3/1=2/3+2/1cos- зак Юнга. - это краевой угол смач. Он образ касательными к межфазным поверх ограничивающ смачив жидкости и имеющ вершину на линии раздела фаз.Если угол менише 90-смочивается, если больше 90-не смачив. Wa=2/1+2/1cos= 2/1(1+ cos)-ур-ие Дюпре-Юнга. При рассм смач пов-тей делаем выводы:1лиофобн пов-ти(легко смач) а) полное смачивание =0,cos=1,Wa=21=Wк.Взаимод между фазами = взаим внутри фазы.б)неполное смачивание 0

Показать полностью…
Похожие документы в приложении