Тема 8. Гетерогенные химические системы и поверхностные явления в них.

Дисперсными называются такие системы, в которых частицы одного или нескольких веществ равноверно распределены в другом веществе. Изучите, что представляют собой гетерогенные дисперсные химические системы, из каких частей они состоят, в чем их отличие от гомогенных дисперсной системы, каким образом они классифицируются по размеру частиц дисперсной фазы и агрегатному состоянию фаз. Необходимо обратить внимание на отличительные признаки высокодисперсных систем от истинных растворов. Выясните, какие поверхностные явления возникают на поверхности раздела фаз, и какова причина их возникновения. Рассмотрите определения, физический смысл и математические выражения избыточной поверхностной энергии, поверхностного натяжения и сорбции. Рассмотрите, что является движущей силой сорбции, какие разновидности сорции существуют, чем они различаются. Выясните, от каких факторов зависит эффективность адсорбции. Изучите явление смачивания, рассмотрите факторы, влияющие на степень смачивания. Особое внимание обратите на то, что собой представляют поверхностно-активные вещества (ПАВ), каковы особенности строения их молекул, и какова их роль в стабилизации гетерогенных дисперсных систем. Изучите, что собой представляют коллоидные системы и коллоидные растворы, какие их разновидности существуют и в чем их отличие от истинных растворов и взвесей. Рассмотрите особенности состава и строения мицелл, выясните причины их относительной устойчивости и способы их разрушения.

Литература: [2, 210-242]; [3, 145-166]; [5]; [6].

Вопросы для самопроверки:

1. Какие химические системы называют гетерогенными, в чем их отличие от гомогенных систем?

2. Чем дисперсные гетерогенные системы отличаются от систем со сплошной поверхностью раздела? Что представляют собой дисперсная фаза и дисперсионная среда?

3. Как классифицируются дисперсные гетерогенные системы?

4. Объясните причину того, что гетерогенные дисперсные системы значительно менее устойчивы, чем истинные растворы. Чем отличается состояние вещества на границе раздела фаз от его состояния внутри фазы?

5. Что представляет собой избыточная поверхностная энергия Гиббса, в какой области гетерогенных систем и почему она возникает? От каких факторов она зависит, и каковы способы ее снижения?

6. Что представляет собой поверхностное натяжение, в каких системах оно возникает и от каких факторов зависит? Какова взаимосвязь этой величины с избыточной поверхностной энергией?

7. Что представляет собой процесс сорбции? Объясните, почему он проходит самопроизвольно. Какую роль может играть это явление в технологических процессах Вашей специальности?

8. Объясните, в чем состоит различие между адсорбцией и абсорбцией, физической и химической сорбцией. От чего зависит эффективность адсорбции?

9. Что представляют собой по составу и химическому строению поверхностно-активные вещества (ПАВ)? Какова роль и механизм их действия в гетерогенных дисперсных системах? Приведите примеры использования ПАВ в Вашей будущей специальности.

10. Что представляет собой явление смачивания? От каких факторов зависит эффективность смачивания? Сколько фаз участвуют в этом процессе? Как изменяется поверхностное натяжение в процессе смачивания?

11. Что представляет собой явление флотации, какова его сущность и практическое значение?

11. Что представляют собой коллоидные системы и коллоидные растворы, какие их разновидности существуют?

12. Каковы особенности состава и строения мицеллы, из чего состоит ее ядро и стабилизирующая оболочка? Что представляют собой гранула, двойной электрический слой и диффузионный слой?

13. Что является причиной относительной устойчивости мицелл? Какие способы образования и разрушения мицелл существуют?

14. Что представляют собой гели, каковы особенности их структуры и свойств?

15. Что представляет собой явление синерезиса?

16. Объясните сущность процессов коагуляции, агрегации и седиментации.