
- •И. А. Кировская
- •Получение, очистка и коагуляция коллоидных растворов
- •Дисперсные системы. Коллоидное состояние
- •Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию
- •1.2. Получение коллоидных растворов
- •Методы диспергирования
- •Методы конденсации
- •1.3. Очистка коллоидных растворов
- •1.4. Устойчивость и коагуляция коллоидных растворов Устойчивость коллоидных растворов. Виды устойчивости
- •Факторы устойчивости коллоидных растворов
- •Коагуляция коллоидных растворов
- •Факторы и стадии коагуляции
- •Коагуляция под действием электролитов
- •Тестовые задания Вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант 3
- •2.1. Броуновское движение
- •2.2. Диффузия
- •2.3. Осмотическое давление
- •2.4. Седиментационное равновесие
- •2.5. Седиментационный анализ
- •Принцип седиментационного анализа
- •Методы седиментационного анализа
- •Седиментация монодисперсных суспензий
- •Седиментация полимерных суспензий
- •Тестовые задания Вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант 3
- •3.1. Рассеяние света
- •3.2. Поглощение света
- •3.3. Оптическая анизотропия
- •Применение уравнения Рэлея. Нефелометрия. Турбидиметрия. Ультрамикроскопия
- •Нефелометрия
- •Турбидиметрия
- •Ультрамикроскопия
- •3.5. Электронная микроскопия
- •3.6. Другие практически важные следствия, вытекающие из анализа уравнения Рэлея
- •3.7. Оптические явления и окраска золей
- •Тестовые задания Вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант 3
- •4.1. Общая характеристика поверхностных явлений. Поверхностное натяжение
- •Адсорбция – самопроизвольный и экзотермический процесс
- •Тестовые задания
- •4.2. Адсорбция на границе раздела 11 жидкость - газ Термодинамический подход к рассмотрению адсорбции на границе раздела жидкость-газ
- •Построение изотермы адсорбции на границе раздела жидкость-газ графическим методом и определение характеристик поверхностного слоя
- •Построение изотермы адсорбции с помощью уравнения Шишковского и определение характеристик поверхностного слоя
- •Построение изотермы состояния мономолекулярного адсорбционного слоя
- •Влияние строения и размера молекулы поверхностно-активного вещества на адсорбцию на границе раздела жидкость - газ. Правило Дюкло-Траубе
- •Строение адсорбционного слоя на границе раздела жидкость – газ
- •Тестовые задания Вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант 3
- •4.3. Адсорбция на границе раздела твердое тело - газ Физическая и химическая адсорбция
- •Адсорбции
- •Равновесные (статические) изотермы адсорбции. Основные уравнения
- •Уравнения кинетических изотерм адсорбции
- •Основные термодинамические характеристики адсорбции Теплота адсорбции
- •Разновидности теплот адсорбции
- •Зависимость теплоты адсорбции от заполнения поверхности
- •Энтропия адсорбции
- •Способы определения энтропии адсорбции
- •Теоретический (статистический) расчет энтропии адсорбции
- •Кинетика адсорбции и десорбции Факторы, определяющие скорость адсорбции и десорбции
- •Энергетические соотношения при адсорбции. Способы определения энергии активации адсорбции. Зависимость ее от заполнения поверхности
- •Энергия активации десорбции
- •Тестовые задания Вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант 3
- •4.4. Адсорбция на границе раздела твердое тело - жидкость Общая характеристика адсорбции на границе раздела твердое тело - жидкость. Зависимость ее от различных факторов
- •Молекулярная адсорбция
- •Основные закономерности молекулярной адсорбции из разбавленных растворов
- •Адсорбция из растворов электролитов. Адсорбция ионов
- •Обменная адсорбция
- •Измерение адсорбции из растворов
- •4.5. Значение и практическое применение адсорбции
- •Понизители твердости для различных пород
- •Тестовые задания Вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант 3
- •Вариант 4
- •5.1. Электрокинетические явления Прямые и обратные электрокинетические явления
- •Значение и практическое применение электрокинетических явлений Научное значение
- •Технические применения
- •5.2. Двойной электрический слой Развитие представлений о двойном электрическом слое
- •Механизмы возникновения двойного электрического слоя
- •Электрокинетический потенциал
- •Наиболее характерные свойства электрокинетического потенциала
- •Строение коллоидных частиц лиофобных золей (мицеллярная теория строения лиофобных золей)
- •Тестовые задания Вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант 3
- •Вариант 4
- •Вариант 5
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •Глава I. Дисперсные системы, коллоидное состояние.
- •Глава II. Молекулярно-кинетические свойства
- •Глава IV. Поверхностные явления……………………………………….. 71
- •ГлаваV. Электрические свойства коллоидных растворов.. …….. 155
Вариант 2
1. Особенно заметным броуновское движение становится у частиц с размерами:
а) > 10-6 м; б) 10-6-10-7 м; в) 10-7-10-9: г) < 10-9 м ?
2. Кем теоретически интерпретировано броуновское движение:
а) Сведбергом; б) де-Бройлем; в) Перреном;
г) Эйнштейном и Смолуховским ?
3. Какие перечисленные ниже явления относятся к молекулярно-кинетическим свойствам коллоидных растворов:
а) понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором;
б) повышение температуры кипения раствора;
в) понижение температуры замерзания раствора;
г) осмос, диффузия, броуновское движение?
4. Диффузия есть процесс:
а) обратимый; б) самопроизвольный, необратимый;
в) несамопроизвольный; г) смешанный?
5. Количественно диффузия может быть описана уравнением:
а)
ln0/
= kt;
б) dm/dt
= Ds(-dc/dx);
в)
= 0
–e-RT
; г)
?
6. Коэффициент диффузии для коллоидного раствора можно найти, измеряя
а) градиент концентрации диффундирующего вещества;
б) средний сдвиг частиц при броуновском движении;
в) осмотическое давление;
г) скорость броуновского движения?
7. Коэффициент диффузии связан с размерами диффундирующих частиц уравнением:
а) Фика; б) Вант-Гоффа; в) Эйнштейна; г) Смолуховского?
8. Слабое проявление осмоса в разбавленных коллоидных растворах, по сравнению с разбавленными молекулярными растворами, обусловлено различием в:
а) механизме явления;
б) величинах частичной концентрации;
в) строении коллоидных частиц и молекул;
г) характере межчастичного и межмолекулярного взаимодействия?
Седиментационное равновесие связано со следующими свойствами дисперсных систем:
а) электрическими; б) молекулярно-кинетическими; в) оптическими;
г) межфазными (поверхностными)?
10. Седиментационный анализ основан на связи между скоростью оседания частицы и ее радиусом, выражаемой формулой:
а)
D
=
;
б) f
= 4/3 r3(
- 0)g
;
в)
f
= 6r
u
; г) r
=
?
Вариант 3
1. Для количественного выражения броуновского движения частиц используют:
а) градиент концентрации частиц дисперсной фазы;
б) средний сдвиг (смещение) частиц за некоторый промежуток времени ; в) среднее число частиц дисперсной фазы, обнаруженное в ультрамикроскопе; г) среднюю квадратичную величину всех смещений 2 за некоторый промежуток времени ?
2. Молекулярно-кинетические свойства коллоидных растворов отличаются от молекулярно-кинетических свойств истинных растворов:
а) условиями для протекания явления; б) количественно; в) механизмом; в) математическим описанием?
3. Количественная мера перемещения частицы при броуновском движении была введена:
а) Эйнштейном и Смолуховским; б) Фиком; в) Броуном;
г) Гуи и Экснером?
4. Диффузия обусловлена наличием в системах градиента:
а) температуры; б) концентрации; в) заряда; г) вязкости?
5. Связь между коэффициентом диффузии, размерами частиц и другими физическими характеристиками дисперсных систем, выражаемую уравнением
, в 1906 г. установил:
а) Смолуховский; б) Фик; в) Эйнштейн; г) Сведберг?
6. Одним из доказательств теории Эйнштейна-Смолуховского, приведшей к уравнению 2 = 2D, явилось экспериментальное определение величин среднего смещения частиц золя золота, выполненное:
а) Перреном; б) Сведбергом; в) Фиком; г) де-Бройлем?
7. Осмос представляет собой явление:
а) самопроизвольное при разделении полупроницаемой мембраной двух растворов различной концентрации (или раствора и чистого растворителя), находящихся при одном и том же внешнем давлении;
б) несамопроизвольное, обусловленное неодинаковыми внешними давлениями над двумя растворами или раствором и чистым растворителем;
в) аналогичное гидростатическому давлению;
г) обусловленное ударами растворенных частиц о стенки сосуда?
8. Метод исследования коллоидных растворов, основанный на измерении осмотического давления:
а) не существует; б) существует, но не используется вследствие малых, искаженных и нестабильных величин ;
в) используется редко, при соблюдении необходимых предосторожностей; г) используется наравне с другими известными методами, основанными на молекулярно-кинетических свойствах?
9. Седиментационное равновесие может наблюдаться в дисперсных системах:
а) любых, включая грубодисперсные; б) только коллоидных; в) только
ионно-молекулярных; г) с размерами частиц до 1 мкм?
10. Скорость седиментации зависит от:
а) природы частиц; б) частичной концентрации; в) температуры;
г) радиуса частиц, вязкости среды и разности плотностей диспергированного
вещества и дисперсионной среды?
Г л а в а 3. ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ
Особенность оптических свойств объектов коллоидной химии определяется их основными признаками: гетерогенностью и дисперсностью. Гетерогенность или наличие межфазной поверхности обусловливает изменение направления световых, электронных, ионных и других лучей на границе раздела фаз (отражение, преломление) и неодинаковое поглощение (пропускание этих лучей сопряженными фазами).
Дисперсные системы обладают фазовой и соответственно оптической неоднородностью. Лучи, направленные на микрогетерогенные и грубодисперсные системы, падают на поверхность частиц, отражаются и преломляются под разными углами, что обусловливает выход лучей из системы в разных направлениях. Прямому прохождению лучей через дисперсную систему препятствуют также их многократные отражения и преломления при переходах от частицы к частице. Очевидно, что даже при отсутствии поглощения интенсивность лучей, выходящих из дисперсной системы, будет меньше первоначальной. Степень снижения интенсивности выходящих из системы лучей в направлении их падения тем выше, чем больше неоднородность и объем системы, выше дисперсность и концентрация дисперсной фазы. Увеличение дисперсности приводит к дифракционному рассеянию лучей (опалесценции).
Большинство указанных явлений подробно рассматривается в курсе физики. В курсе коллоидной химии более детально излагаются некоторые специфические явления, такие, как рассеяние лучей, двойное лучепреломление и др. В то же время все перечисленные оптические свойства объектов коллоидной химии широко используются для их исследования оптическими методами.
Из оптических методов в курсе коллоидной химии принято рассматривать те, которые используются в дисперсионном анализе для определения размера и формы частиц, удельной поверхности, концентрации дисперсной фазы. К этим методам относятся световая и электронная микроскопия, методы, основанные на рассеянии лучей, двойном лучепреломлении и др.
Проходя через дисперсную систему, свет может преломляться, поглощаться, отражаться и рассеиваться. Преобладание какого-то из этих явлений зависит главным образом от соотношения между длиной волны падающего света и размером взвешенных частиц. Так, отражение света поверхностью частиц, происходящее по законам геометрической оптики, возможно, если размеры частиц превышают длину волны (в грубодисперсных системах). Для коллоидных систем с частицами, соизмеримыми или значительно меньшими, чем длина волны видимого света, наиболее характерно светорассеяние.