- •Розроблено:
- •2. Виконавець:
- •Лекція № 1
- •Вступ до фізичної хімії, розвиток фізичної хімії.
- •Лекція № 3
- •Рідкий стан речовини. Поверхневий натяг, в'язкість.
- •Твердий стан речовини. Кристалічний і аморфний стан.
- •Лекція № 4
- •Основи хімічної термодинаміки.
- •Перший закон термодинаміки.
- •Закон Гесса і наслідки з нього.
- •II закон термодинаміки.
- •Лекція № 5
- •Фазові рівноваги. Загальні умови. Правило фаз.
- •Загальна характеристика і властивості розчинів
- •Лекція № 6
- •Фізичні властивості розчинів, дифузія, осмос.
- •Лекція № 7
- •Закони Рауля для відносного зниження тиску над розчином
- •Розчинення в розчинах електролітів
- •Закон Рауля для підвищення температури кипіння і зниження температури замерзання
- •Хімічна рівновага. Принцип Ле – Шательє
- •Лекція № 9
- •Типи хімічних реакцій
- •Лекція № 10
- •Лекція № 11
- •Електропровідність електролітів. Питома, еквівалентна і загальна.
- •Лекція № 12
- •Електрорушійні сили. Гальванічний елемент.
- •Лекція № 13
- •Дифузійний потенціал.
- •Потенціометричні визначення концентрації водневих розчинів.
- •Для виділення 1 кг речовини, потрібно пропустити через електроліт одну й ту ж кількість електрики, її позначають буквою f і називають числом Фарадея.
- •Лекція № 14
- •Колоїдна хімія. Вступ, загальна характеристика, класифікація.
- •Лекція № 15
- •Поверхневі явища. Сорбційні процеси, їх класифікація, адсорбція на межі різноманітних фаз.
- •Адсорбція тверде тіло –газ.
- •Лекція № 16
- •Адсорбція на межі тверде тіло – розчин.
- •Адсорбція на межі розчин – розчин.
- •Лекція № 17
- •Адсорбція електролітів
- •Адсорбція на межі розчин – газ.
- •Лекція № 18
- •Отримання колоїдних систем різними методами. Особливі властивості колоїдних систем по відношенню до істинних розчинів.
- •Методи очищення дисперсних систем.
- •Електролітичні властивості. Дослід Рейса. Електрофорез та електроосмос, їх практичне застосування.
- •Лекція № 19
- •Молекулярне - кінетичні властивості колоїдних систем
- •Лекція № 20
- •Оптичні властивості колоїдних розчинів. Ефект Тиндаля.
- •Лекція № 21
- •Будова міцели гідрозолю. Будова подвійного електричного шару.
- •Будова міцели золю.
- •Лекція № 22
- •Коагуляція гідрофобних золей електролітами. Поріг коагуляції. Практичне застосування коагуляції
- •Лекція № 23
- •Колоїдні поверхнево - активні речовини.
- •Вільнодисперсні системи, їх в'язкість. Зв'язанодисперсні системи, гелеутворення та пептизація.
- •Лекція № 24
- •Загальна характеристика суспензій. Агрегативна стійкість, коагуляція суспензій. Методи отримання.
- •Грубодисперсні (мікрогетерогенні) системи – емульсії.
- •Лекція № 25
- •Лекція № 26
- •Лекція № 27
- •Високомолекулярні сполуки вмс
- •Лекція № 28
- •Набухання в технології харчових виробництв.
- •Перелік літератури
Лекція № 28
Тема: Набрякання полімерів, обмежене та безмежне, внутрішнє стискання.
Мета: Вивчити процеси набрякання, відрізняти обмежене та безмежне, розраховувати ступінь набрякання. Вміти пояснити процеси контракції системи.
Набухання – це самовільний процес поглинання низькомолекулярного розчинника високомолекулярною речовиною, який супроводжується збільшенням маси і об’ємом полімеру.
Набухання буває обмежене та безмежне. При обмеженому набуханні речовина обводнюється та перетворюється в студень. Такий обводнений студень називається ліогель. Він може містити 98 % води. При безмежному набуханні руйнуються усі міжмолекулярні зв'язки і речовина розчиняється, а саме переходить в розчин у вигляді молекул. Цей процес зворотній. При зворотному процесі молекули дисперсної фази з'єднуються одна з одною, зв'язують усю рідку частину розчину утворюючи ліогель. Вода з ліогеля може випарюватись та студень засихає. Сухий студень називається ксерогель. Усі ВМС - це ксерогелі. Вони бувають крихкі та еластичні.
Стадії набухання полімерів.
Процес набухання можливо розбити на 2 основні стадії.
На першій стадії набухання низькомолекулярний розчинник дифундує у високомолекулярну речовину, сольватує його макромолекули. Утворення сольватної оболонки молекули супроводжується виділенням тепла, тому перша стадія набухання характеризується позитивним тепловим ефектом.
Теплота набухання залежить від природи поли мера і розчинника. Вона максимальна при набуханні в воді полімерів, які містять велику кількість полярних груп. При набуханні неполярного полімера в неполярній рідині тепловий ефект дуже малий.
Молекули розчинника в сольватній оболонці щільно упаковані завдяки їх оріеннтації біля сольватних груп макромолекули і відповідно, розчинник в сольватній оболонці має високу густину. В результаті стискання розчинника в сольватних оболонках на першій стадії набухання збільшенням об’єму полімеру спостерігається зменшення сумарного об’єму всієї системи. Сума об’ємів полімеру до набухання і поглинання полімером рідини більша, чим об’єм набухлого полімеру. Таке явище зменшення об’єму системи при набуханні речовини в розчиннику називається внутрішнім стисканням або контракцієї.
На другій стадії набухання може статися перехід деякого числа макромолекул у низькомолекулярний розчинник.
Обмежене набухання закінчується на другій стадії. Необмежене набухання призводить до розчинення полімеру.
Набухання полімеру характеризується ступенем набухання :
= (m - mo)/m0
де, m і m0- маса полімеру до і після набухання.
Ступінь набухання залежить від міцності міжмолекулярних зв'язків у полімері та енергії сольватації. На ступінь обмеженого набухання впливає також температура. Якщо набухання обмежується тільки першою стадією, сольватаційною стадією, яка являється екзотермічним процесом, то ступінь набухання з підвищенням температури зменшується. Друга стадія набухання може бути ендотермічною, тоді ступінь набухання повинний збільшуватися з підвищенням температури.