
- •Т. Е. Иванова коллоидная химия
- •Оглавление
- •Введение
- •I. Предмет коллоидной химии. Общая характеристика поверхностных явлений и дисперсных систем, их классикации. Значение коллоидной химии.
- •1. 1. Предмет коллоидной химии. Признаки объектов коллоидной химии
- •3. Классификация по межфазному взаимодействию
- •4 . Классификация по фазовой различимости
- •5. Классификация по агрегатному состоянию
- •1. 3. Классификация поверхностных явлений
- •Таким образом, разработка любых химико-технологических процессов требует знания теоретических основ явлений и систем, изучаемых коллоидной химией.
- •II. Получение и очистка коллоидных систем
- •II. 1. Получение коллоидных систем
- •Диспергационные методы
- •Метод пептизации
- •2) Конденсационные методы
- •II. 2. Очистка коллоидных систем
- •Молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем
- •2. Светорассеяние токопроводящими частицами
- •Лекция 5 термодинамика поверхностного слоя. Поверхностное натяжение
- •5.1. Общая характеристика поверхностного слоя и его энергия. Два метода описания поверхностного слоя
- •5.2. Фундаментальные уравнения Гиббса для гетерогенных систем. Термодинамическое определение поверхностного натяжения.
- •5.3. Уравнение Гиббса-Гельмгольца для внутренней полной удельной поверхностной энергии.
- •5.4. Температурные зависимости энергетических параметров поверхностного слоя.
- •Работа адгезии и когезии.
- •6.Капиллярные явления. Уравнение Лапласа –Юнга.
- •Уровень жидкости в капиллярах . Уравнение Жюрена
- •Адсорбция на границе жидкость-газ.
- •§1 Уравнение адсорбции Гиббса.
- •Анализ уравнения Гиббса. Поверхностная активность.
- •Построение изотермы Гиббса. Вид изотермы адсорбции.
- •Поверхностно-активные вещества. Строение адсорбционного слоя.
- •Весы Лэнгмюра.
- •Уравнение Шишковского. Переход от уравнения Шишковского к уравнению Лэнгмюра.
- •Изотерма адсорбции Лэнгмюра.
- •Анализ уравнения Лэнгмюра.
- •Работа адсорбции.
- •1. Общие определения. Способы выражения адсорбции
- •2. Природа адсорбционных сил.
- •Адсорбция электролитов. Ионный обмен.
- •Классификация и методы получения ионитов. Иониты По происхождению По составу По знаку заряда обменивающихся ионов
- •Физико – химические характеристики ионитов.
- •Изотерма ионного оьмена.
- •Применение ионного обмена.
- •Кинетика адсорбции.
- •Лекция 10. Агрегативная устойчивость дисперсных систем
- •Факторы агрегативной устойчивости коллоидных систем.
- •Термодинамические факторы устойчивости.
- •Структурно-механический фактор устойчивости
- •Энтропийный фактор устойчивости.
- •Коагулирующее действие электролитов.
- •Теории электролитной коагуляции.
- •Химическая теория Дюкло.
- •Электростатические теории
- •Теория устойчивости гидрофобных коллоидов. (длфо)
- •Электростатические силы отталкивания
- •1 Случай.
- •2 Случай.
- •3 Случай.
- •Гетерокоагуляция и гетероадагуляция.
- •Структурно – механические свойства дисперсных систем.
- •Типы коллоидных структур.
- •Вязкость дисперсных систем.
- •Упруго-пластические свойства дисперсных систем.
- •Иванова Татьяна Евгеньевна коллоидная химия Поверхностные явления и дисперсные системы
- •Издательство государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования
- •625000, Тюмень, ул. Володарского, 38.
- •625039, Тюмень, ул. Киевская, 52.
3. Классификация по межфазному взаимодействию
На поверхности коллоидных частиц всегда действуют силы межмолекулярного взаимодействия между веществами дисперсной фазы и дисперсионной среды . В зависимости от того, насколько существенны эти силы, все дисперсные системы делят на 2 класса: лиофильные и лиофобные
(“лио”-растворяю; “филео”-люблю: “любящий растворение”; “фобос”-страх: “боящийся растворения”).
Лиофильные характеризуются сильными межмолекулярными взаимодействиями, приводящими к образованию вокруг частиц сольватных оболочек из молекул дисперсионной среды. Для лиофильных систем характерно самопроизвольное диспергирование. Они термодинамически устойчивы (∆G ≤ 0).
Примерами лиофильных систем являются мыла, бентонитовые глины (они самопроизвольно “распускаются” в воде), ВМС (в рстворителе, хорошо с ним взаимодействующем).
Лиофобные системы – это такие, в которых взаимодействия на межфазной поверхности очень малы. В них самопроизвольного диспергирования не происходит. Но в какой-то степени они всегда лиофилизированы, т.к. полного отсутствия взаимодействий не бывает.
4 . Классификация по фазовой различимости
Молекулярные коллоиды растворы ВМС (раствор белка в воде, каучук в бензоле, гликоген). Это истинные растворы, но размеры их молекул сравнимы, а иногда превышают, размеры коллоидных частиц (например золя золота). Им присущи многие свойства коллоидных растворов и, в тоже время, истинных.
|
Суспензоизы Высокодисперсные гетерогенные системы различных типов (частицы состоят из агрегатов) |
5. Классификация по агрегатному состоянию
Дисперсионная Среда. |
Дисперсная Фаза. |
Обозначение д.ф./д.ср. |
Тип системы |
Примеры |
Ж |
Т |
Т/Ж |
Золи, суспензии |
Природные воды, золи металлов |
Ж |
Ж/Ж |
Эмульсии |
Молоко, крем, сырая нефть |
|
Г |
Г/Ж |
Пены или газовые эмульсии |
Мыльная пена |
|
Т |
Т |
Т/Т |
Твердые коллоидные растворы |
Минералы, сплавы |
Ж |
Ж/Т |
Пористые тела, гели, Капиллярные системы |
Почва, адсорбенты |
|
Г |
Г/Т |
Пористые тела, ксерогели |
Пемза, активированный уголь, силикагель |
|
Г |
Т |
Т/Г |
Аэрозоли |
Пыль, дым |
Ж |
Ж/Г |
Аэрозоли |
Туман, облака |
|
Г |
Г/Г |
Системы с флуктуациями плотности |
Атмосфера Земли |
Необходимым условием существования коллоидной системы является ограниченная растворимость вещества дисперсной фазы в дисперсионной среде. Поэтому системы г/г обычно не включают в данную классификацию, т.к. газы взаимно неограниченно растворимы друг в друге.
Но, поскольку в газообразных системах возможны кратковременные флуктуации плотности, то их тоже можно считать гетерогенными. Эта классификация демонстрирует всеобщность коллоидного состояния; она наиболее распространенная, общепринятая и наиболее удобная. С уменьшением размера частиц разница в агрегатном состоянии дисперсной фазы в различных коллоидных системах постепенно сглаживается, и классификация по этому признаку теряет смысл.