- •Лекция 1 введение. Классификация дисперсных систем
- •§ 1. Предмет коллоидная химия
- •§ 2. Количественные характеристики дисперсных систем
- •§ 3. Классификация дисперсных систем
- •1. Классификация по дисперсности (по размеру частиц):
- •2. Классификация по фракционному составу частиц дисперсной фазы.
- •3. Классификация по концентрации частиц дисперсной фазы.
- •4. По характеру взаимодействия дисперсионной фазы с дисперсионной средой.
- •5. По характеру распределения фаз.
- •§4. История развития коллоидной химии
- •§5. Современное состояние коллоидной химии. Основные направления
- •Лекция 2 Молекулярные взаимодействия и особые свойства поверхностей раздела фаз
- •§ 1. Граница раздела фаз и её силовое поле
- •§2. Поверхностное натяжение
- •§3. Основы термодинамики поверхностных явлений
- •§ 4. Смачивание
- •§ 5. Капиллярность. Капиллярное давление
- •§ 6. Изменение уровня жидкостей в капиллярах.
- •§ 7. Химический потенциал и давление пара у искривленных поверхностей.
- •§ 8. Методы определения поверхностного натяжения
- •Лекция 3, 4 Адсорбционные слои и их влияние на свойства дисперсных систем. Термодинамика молекулярной адсорбции из раствора
- •§ 1. Введение
- •§2. Уравнение адсорбции Гиббса.
- •§3. Поверхностная активность.
- •§ 4. Поверхностно-активные вещества
- •2). Разнообразные по природе вещества, поверхностно-активные на различных границах раздела конденсированных фаз (твердое тело—жидкость, жидкость — жидкость).
- •3).Поверхностно-активные вещества, обладающие способностью к образованию гелеподобных структур, т. Е. В известной мере твердообразных, в адсорбционных слоях и в объемах фаз.
- •§5. Термодинамика молекулярной адсорбции из раствора
- •§6. Правило уравнивания полярности Ребиндера.
- •§7. Уравнение изотермы мономолекулярной адсорбции Ленгмюра.
- •§8. Связь уравнения Ленгмюра с уравнением изотермы Шишковского.
- •Лекция 5 лиофильные дисперсные системы
- •§1. Лиофильные дисперсные системы
- •§2. Солюбилизация
- •§ 3. Микроэмульсии
- •§ 1. Электрокинетические явления в коллоидных системах
- •§ 2. Электрокапиллярные явления
- •§ 3. Строение дэс
- •§ 4. Строение мицелл в гидрофобных коллоидных системах.
- •§ 5. Электрический потенциал в дэс. Электрокинетический потенциал.
- •§ 6. Влияние индифферентных и неиндифферентных электролитов на электрокинетический потенциал и заряд коллоидных частиц. Перезарядка частиц.
- •1. Седиментационная устойчивость дисперсных систем
- •2. Агрегативная устойчивость коллоидных растворов. Коагуляция
- •Правила коагуляции
- •3. Кинетика коагуляции электролитами
- •Быстрая коагуляция
- •Медленная коагуляция
- •Факторы устойчивости лиофобных золей
- •Теория устойчивости лиофобных золей — теория длфо (физическая теория)
- •4. Виды коагуляции электролитами
- •5. Коагуляция смесью электролитов
- •6. Защита коллоидных частиц
- •7. Сенсибилизация
- •8. Гетерокоагуляция и гетероадагуляция
- •9. Устойчивость различных систем
- •Лекция 11, 12 Структурообразование, реологические и структурно-механические свойства дисперсных систем
- •1. Коагуляционные структуры
- •Тиксотропия
- •Синерезис
- •Набухание
- •2. Конденсационно-кристаллизационные структуры
- •3. Структурно-механические свойства дисперсных систем
- •Свободнодисперсные (бесструктурные) системы
- •Жидкообразные структурированные системы
- •Твердообразные структурированные системы
Лекция 1 введение. Классификация дисперсных систем
§ 1. Предмет коллоидная химия
Коллоидная химия - учение о высокораздробленном состоянии вещества.
П.А. Ребиндер определил коллоидную химию как физикохимию дисперсных систем и поверхностных явлений.
По Жукову: коллоидная химия изучает свойства высокодисперсных, гетерогенных систем на основе поверхностных явлений, а также физико-химического свойства ВМС и их растворов.
Дисперсия - распылять, рассеивать.
Дисперсность, т.е. раздробленность вещества - это основная характеристика коллоидного состояния.
Все дисперсные системы гетерогенны, т.е. состоят по меньшей мере из двух фаз:
1. Непрерывная фаза называется дисперсной средой;
2. Раздробленная,прерывная фаза- дисперсной фазой;
Коллоидная химия изучает системы с размерами частиц от 10-5до10-9 м.
§ 2. Количественные характеристики дисперсных систем
1. Размер дисперсных частиц может быть: средний(d), d min, d max;
2. Концентрация частиц ν (м-3) равна числу дисперсных частиц nd в единице V дисперсной фазы.
ν = nd/ V; (1.2.1.)
3. Удельная поверхность дисперсной фазы (Ωd, м2/кг) – отношение суммарной площади поверхности всех дисперсных частиц к их суммарной массе.
Ωd = Ωn/m; (1.2.2.)
Для дисперсионных частиц сферической или кубической формы, имеющих одинаковый размер d удельная поверхность дисперсионной фазы равна удельной поверхности одной частицы:
Ωd =6/ρdd;(1.2.3.)
Удельные поверхности наноразмерных частиц(d=1-10 нм) ≈102-103 м3/г;
4. Дисперсность(D)-отношение суммарной площади поверхности к суммарному объему дисперсионной фазы.
D = Ωn /Vn; (1.2.4.)
Для сферических кубических частиц D =6/d;
5. Поверхностное натяжение σ (Дж/м2). На границе дисперсионных частиц с дисперсионной средой - основной термодинамический параметр, характеризующий свойства поверхности раздела фаз. Для жидкостей оно численно равно удельно свободной поверхности энергии (может измеряться в пределах от10-3до 102мДж/м2).
6. Время жизни дисперсионной системы - количественная характеристика важного свойства Д С - их термодинамическая неустойчивость.
§ 3. Классификация дисперсных систем
1. Классификация по дисперсности (по размеру частиц):
Ультрадисперсные системы (моносистемы), d=1-10 нм. Ультрадисперсные системы могут состоять из нескольких сотен атомов. Сильно выражена зависимость химических и физических свойств от размеров.
Высокодисперсные системы, d=10нм-1мкм. Проходят через обычные фильтры, но задерживаются ультрафильтром (пергамент, целлофан).
Грубокодисперсные системы, d=1-100мкм. Частицы оседают или всплывают в гравитационном поле, не проходят через бумажные фильтры и видны в обычный микроскоп. (Взвеси в природных водах, суспензии, эмульсии).
Если <1нм - истинный раствор.
2. Классификация по фракционному составу частиц дисперсной фазы.
Монодисперсные частицы (одинакового размера).
Полидисперсные частицы (разного размера).
3. Классификация по концентрации частиц дисперсной фазы.
Свободнодисперсные частицы (концентрация малая, расстояние между частицами большое).L>>d, L≈ ν-1/3. Частицы не взаимодействуют друг с другом и представляют собой свободные кинетические единицы.
Связнодисперсные системы. Преимущественно большая концентрация, частицы контактируют друг с другом и образуют различные типы коллоидных структур. Механические и реологические свойства связнодисперсных систем редко отличаются от свободнодисперсных. Если частицы вытянуты, то даже при малых концентрациях они могут образовывать свободнодисперсные системы (золь→гель). Образуется связная сетка дисперсных частиц. Концентрация частиц, при котором образуется связанная сетка, называется порогом перколяции.