- •1 Хімічна термодинаміка 4
- •2 Дисперсні системи 32
- •3 Поверхневі явища 64
- •1 Хімічна термодинаміка
- •1.1 Основи фізичної хімії. Хімічна термодинаміка
- •1.1.1 Основні поняття і терміни хімічної термодинаміки
- •1.1.2 Перший закон термодинаміки
- •1.1.3 Теплові ефекти фізико – хімічних процесів
- •1.1.3.1 Розрахунки теплових ефектів
- •1.1.4 Висновки з закону Гесса
- •1.1.5 Залежність теплового ефекту процесу від температури
- •1.2 Напрямок перебігу фізико – хімічних процесів
- •1.2.1 Другий закон термодинаміки
- •1.2.2 Ентропія
- •1.2.3 Третій постулат термодинаміки
- •1.2.4 Зміна ентропії у фізико-хімічних процесах
- •1.2.5 Вільна енергія і напрямок хімічних реакцій
- •Приклади рішення задач
- •Розв’язок
- •Відповідь: 159,9 Дж/моль·к.
- •2 Дисперсні системи
- •2.1 Класифікація дисперсних систем
- •2.1.1 Основні терміни колоїдної хімії
- •2.1.2 Класифікація дисперсних систем
- •2.1.2.1 За характером дисперсності
- •2.1.2.2 За ступенем дисперсності
- •2.1.2.3 За агрегатним станом дисперсної фази і дисперсійного середовища
- •2.1.2.4 За характером взаємодії між частинками дисперсної фази і дисперсійним середовищем
- •2.1.2.5 За характером взаємодії між самими частинками дисперсної фази
- •2.1.2.6 За формою частинок дисперсної фази (за топографічною ознакою)
- •2.1.3 Одержання і очистка дисперсних систем
- •2.1.3.1 Основні методи одержання дисперсних систем
- •2.1.3.2 Очистка колоїдних систем
- •2.2 Молекулярно-кінетичні властивості дисперсних систем
- •2.2.1 Броунівський рух
- •2.2.2 Дифузія
- •2.2.3 Осмотичний тиск
- •2.2.4 Седиментація
- •2.2.4.1 Седиментаційно-дифузійна рівновага
- •2.2.4.2 Седиментаційний аналіз
- •2.2.5 Оптичні властивості дисперсних систем
- •2.2.5.1 Розсіяння світла
- •2.2.5.2 Оптичні методи дослідження дисперсних систем
- •Контрольні питання
- •Приклади розв’язку задач
- •3.1.2 Поверхневий натяг
- •3.1.3 Класифікація поверхневих явищ
- •3.1.4 Поверхневий натяг на межі двох рідин. Взаємне розтікання рідин
- •3.1.5 Адгезія і когезія. Явища розтікання та змочування
- •3.1.5.1 Поняття про когезію та адгезію
- •3.1.5.2 Змочування поверхні твердого тіла рідиною
- •3.1.5.3 Адгезія між твердим тілом і рідиною
- •3.1.5.4 Капілярні явища
- •Контрольні питання
- •3.2 Поверхневі явища на межі тверде тіло – газ, тверде тіло – рідина, рідина – газ, рідина – рідина, тверде тіло – рідина, тверде тіло – тверде тіло
- •3.2.1 Кількісна характеристика адсорбції. Величини адсорбції
- •3.2.2 Рівняння стану адсорбції
- •3.2.3 Теплота адсорбції
- •3.2.4 Залежність адсорбції від температури та природи газу
- •3.2.5 Фізична адсорбція газів і парів на гладкій твердій поверхні. Закон Генрі
- •3.2.6 Теорія адсорбції і рівняння Ленгмюра
- •3.2.7 Ізотерма адсорбції Фрейндліха
- •3.2.8 Рівняння бет (Брунауера,Еммета,Теллера)
- •Аналогічно
- •3.2.9 Швидкість адсорбції
- •3.2.10 Хімічна адсорбція газів на твердій гладкій і пористій поверхні
- •3.2.11 Капілярна конденсація
- •Отже, при сталій температурі
- •Контрольні питання
- •3.3 Електричні явища на межі тверде тіло – рідина. Будова міцели
- •3.3.1 Електрокінетичні явища
- •3.3.2 Утворення і будова подвійного електричного шару на межі тверде тіло – рідина
- •3.3.2.1 Механізм утворення пеш
- •3.3.2.2 Термодинамічне співвідношення між поверхневим натягом і електричним потенціалом
- •3.3.2.3 Теорія будови пеш Гельмгольца-Перрена
- •3.3.2.4 Теорія будови пеш Гуї-Чепмена
- •3.3.2.5 Теорія будови пеш Штерна
- •3.3.3 Вирази для дзета-потенціалу
- •3.3.4 Вплив різних факторів на дзета-потенціал
- •3.3.4.1 Вплив індиферентних електролітів
- •3.3.4.2 Вплив неіндиферентних електролітів
- •3.3.4.3 Вплив pH-середовища
- •3.3.4.4 Вплив концентрації колоїдної системи
- •3.3.4.5 Вплив температури
- •3.3.4.6 Вплив природи дисперсійного середовища
- •3.3.5 Міцелярна теорія колоїдних розчинів
- •3.3.6 Йонна адсорбція з розчинів на твердому адсорбенті
- •3.3.6.1 Йонообмінна адсорбція
- •3.4 Стійкість дисперсних систем
- •3.4.1 Види стійкості дисперсних систем
- •3.4.2 Процеси, обумовлені агрегативною нестійкістю
- •3.4.3 Фактори стійкості дисперсних систем
- •3.4.4 Коагуляція гідрофобних золів
- •3.4.4.1 Коагуляція під дією електролітів. Правило Шульце−Гарді
- •3.4.4.2 Гетерокоагуляція. Взаємна коагуляція золів
- •3.4.5 Теорії стійкості і коагуляції
- •3.4.5.1 Адсорбційна теорія коагуляції г.Фрейндліха
- •3.4.5.2 Електростатична теорія коагуляції г.Мюллера
- •3.4.5.3 Теорія стійкості систем длфо
- •3.4.5.4. Вплив концентрації електроліту на потенціальні криві взає-модії частинок
- •3.4.6 Швидкість коагуляції
- •3.4.7 Колоїдний захист
- •Контрольні питання
- •Розв’язок
- •Розв’язок
- •3.5 Характеристика мікрогетерогенних дисперних систем План
- •Металокерамічні матеріали
- •3.5.1 Дисперсні системи з газовим дисперсійним середовищем (аерозолі)
- •3.5.2 Дисперсні системи з рідинним дисперсійним середовищем
- •3.5.2.1 Суспензії
- •3.5.2.2 Емульсії
- •3.5.2.3 Латекси
- •3.5.3 Дисперсні системи з твердим дисперсійним середовищем (тверді золі, солідозолі)
- •3.5.3.1 Дисперсні системи з твердим дисперсійним середовищем і газоподібною дисперсною фазою (тверді піни)
- •3.5.3.2 Дисперсні системи з твердим дисперсійним середовищем і рідинною дисперсною фазою (тверді емульсії)
- •3.5.3.3 Дисперсні системи з твердим дисперсійним середовищем і твердою дисперсною фазою
- •3.5.4 Композиційні матеріали (композити)
- •3.5.4.1 Металокерамічні матеріали
3.5.2.3 Латекси
За своїми властивостями до емульсій з водним дисперсійним середовищем наближаються природнi синтетичні латекси (від латинського latex − сік). Природні латекси представляють собою молочний сік каучуконосів, гевеї бразильської і ін. Синтетичні латекси одержують полімеризацією або поліконденсацією в водному середовищі низькомолекулярних речовин, т.зв. мономерів. Латекси, як i емульсії, містять мікроскопічні частинки (глобули), які наближаються за формою до сферичних, на поверхні яких адсорбований стабілізатор – сполуки типу білків в природних латексів i мила (ПАР) в синтетичних. Глобули латексів характеризуються розмірами порядку 10-7-10-9м.
Синтетичні латекси займають серед полімерних матеріалів одне з перших місць за можливістю використання. Вони використовуються для просочування шинного корду, виготовлення широ кого асортименту губчастих, формових, тонкостінних і ін. гумових виробів, для виробництва водорозчинних фарб, для обробки шкір, просочування i покриття паперу, ізоляції проводів, застосовуються у вигляді цементно-латексних сумішей у будівництві, у взуттєвій, поліграфічній, xiмiчній i iнших галузях промисловості, як клеї (ПВА, бустилат, тощо). Синтетичні латекси використовуються в виробництві замінників шкіри, нетканих текстильних матеріалів, тощо.
3.5.2.4 Піни
Згідно з класифікацією дисперсних систем за агрегатним станом фаз, піни – це дисперсні системи, в яких дисперсна фаза – газ, а дисперсійне середовище – рідина. Але, на думку багатьох вчених, таке визначення є недостатнім, так як не відбиває характерних особливостей пін. Тому пінами слід вважати висококонцентровані зв'язанодисперсні системи, в яких дисперсна фаза – газ, а дисперсійне середовище – рідина, витягнена в тонкі плівки. Якщо ж концентрація дисперсної фази (газу) невелика, а пухирці газу не контактують між собою, то таку систему слід вважати емульсією газу в рідині (мінеральна вода, шампанське, пиво). Пухирці газу в пінах мають розміри порядка декількох міліметрів, а в окремих випадках і сантиметрів. Завдяки надлишку газової фази і взаємному здавлюванні пухирці піни мають не сферичну форму, а представляють собою поліедричні комірки, які нагадують висококонцентровані емульсії і також, як останні, є твердоподібними. Для одержання стабільних пін необхідні ефективні стабілізатори − піноутворювачі. Ними можуть бути високомолекулярні речовини, мила і інші речовини, які дають міцні плівки. Стабільність піни, яка виміряється часом існування її певного об'єму, залежить тільки від міцності плівок, які розділяють пухирці газу.
Піноутворення і піни мають велике практичне значення: в флотації, пранні білизни, гасінні пожеж, тощо.
3.5.3 Дисперсні системи з твердим дисперсійним середовищем (тверді золі, солідозолі)
До дисперсних систем з твердим дисперсійним середовищем, або як їх часто називають, твеpдиx золів (солідозолів) відносяться системи з газовою дисперсною фазою (Г/Т) або тверді піни, системи з рідинною дисперсною фазою (Р/Т) – тверді емульсії і тверді золі з твердою дисперсною фазою (Т/Т).