- •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
4. По характеру взаимодействия дисперсионной фазы с дисперсионной средой.
Лиофобная система (слабое взаимодействие) поверхностная энергия поверхностных частиц составляет 10-100мДж/моль. Пример: малорастворимые соли, оксиды, капли воды в органических жидкостях.
Лиофильная система (сильное взаимодействие) сходство в природе фазы и среды. Евзаим.=10-2мДж/м2. Пример: мицеллярные растворы ПАВ, микроэмульсии.
5. По характеру распределения фаз.
Кондинуальные: дисперсионная среда представляет сплошной слой макроскопической фазы.
Биконтенуальные: дисперсионная среда состоит из сообщающихся друг с другом тонких прослоек, размеры которых соответствуют размерам дисперсных частиц (обе: фаза и слой - дисперсные).
6. Классификация по агрегатному состоянию дисперсионной фазы и дисперсионной среды.
Дисперсионная фаза |
Дисперсионная среда |
Обозначение фаза/среда |
Тип системы |
Пример |
Твердая |
Твердая |
Т/Т |
Твердые коллоидные растворы, золи; композиционный материал. |
Минералы, сплавы, самоцветы |
Жидкая |
Твердая |
Ж/Т |
Пористые тела, капиллярные системы, гели, эмульсии. |
Абсорбенты, почвы, влажные грунты, минералы |
Газообразная |
Твердая |
Г/Т |
Пористые тела, капиллярные системы, гели, эмульсии. |
Пемза, силикагель, активир. уголь |
Твердая |
Жидкая |
Т/Ж |
Золи d>0,1мкм, суспензии d>1мкм, гели, биоконтенуаль-ные системы. |
Взвеси природных вод, золи Ме в воде, бактерии |
Жидкая |
Жидкая |
Ж/Ж |
Эмульсии |
Молоко, смазки, сырая нефть |
Газообразная |
Жидкая |
Г/Ж |
Газ, эмульсии (свободно дисп.сист.), пены (связнодисп.) |
Мыльная пена |
Твердая |
Газообразная |
Т/Г |
Аэрозоли (пыль, дым) |
Табачный дым, угольная и космическая пыль, порошки |
Жидкая |
Газообразная |
Ж/Г |
Аэрозоли (туман) |
Туман, кучевые облака, тучи |
Газообразная |
Газообразная |
Г/Г |
Системы с функтуацией плотности |
Атмосфера Земли |
§4. История развития коллоидной химии
Возникла в середине 19 века 60-е года.
1857 г. М Фарадей синтезировал коллоидную золь золота, разработаны методы, препятствующие агрегации дисперсионных частиц.
1861 г. Т.Гремм наблюдал образование студенистых остатков- гелей (оксид Аl, H2SiO3,оловн. кислота). Некоторые из веществ обладают кислящим действием. Эту группу веществ Гремм назвал «коллоиды»; «Колла» от греческого клей, название химии клея.
1/3 20 века Эйнштейн с Смолуковским разработали теорию Броуновских движений и диффузии дисперсных частиц.
Эйнштейн – теория течения дисперсных систем.
Смолуковский создал кинетическую теорию проц. коагуляции дисперсных систем в области термодинамических поверхностных явлений: Дж. Гибсс, Я.Ван-дер-Ваальс, А.И. Русанов.
Теория капиллярных явлений - Т.Юнг, Б. Лаплас.
Седиментационно-диффузное равновесие дисперсных систем (Ж. Перро).
Установил гетерогенность природных коллоидных растворов (Р.Зигмондий).
Т. Сведберг , за создание ультрацентрифуги, награжден Нобелевской премией(1926).
Исследования в области поверхностных явлений (адсорбция). И.Ленгмюр (Нобелевская премия 1932г.).
1908 Ф.Рейс – Электроосмос, электрофорез.
1948г. Тиселиус Нобелевская премия за исследования электрофореза и адсорбционного анализа.
1913г.Дж. Мак-Бен обнаружил крупные агрегаты с упорядоченной структурой (мицелла).
1928г.П.Ребиндер установил, что адсорбирование ПАВ приводит к существенному снижению прочности кристаллов и других твердых тел (эффект Ребиндера).
1935г.Б.В.Дерягин открыл особенные свойства тонких жидких пленок - расклинивающее давление.
Б.В.Дерягин, Л.Д.Ландау, Э.Фервей, Т.Овербек - теория устойчивости дисперсных систем (теория ДЛФО).
