1. Колоидтық жүйелердің ерекшеліктерін және жіктелуін түсіндіріңіз. Жіктелуі бойынша мысал келтіріңіз.

2. Колоидтық жүйелерді алу әдістерін қалай сипаттауға болады?

3. Дисперстік жүйелерді зерттеуге арналған қандай оптикалық әдістерді білесіздер? Ультрамикроскопия негіздіерін түсіндіріңіз.

4. Дисперстік жүйелердің қандай молекулалық-кинетикалық қасиеттері болады деп ойлайсыздар? Броундық қозғалыстың статистикалық теориясының маңызын қарастырыңыз.

5. Колоидтық жүйелердегі және шынайы ерітінділердегі диффузияны салыстырыңыздар.

6. Жоғары дисперстік жүйелердегі және идеалды ерітінділердегі Осмос құбылыстарын салыстырыңыздар.

7. Седиментациялық анализдің көмегімен қандай жүйелерді сараптауға болады? Стокс заңы.

8. Беттік құбылыстардың термодинамикасы.Гиббстің “артық шамалар” әдісін қарастырыңыз.

9. Беттік керілу,анықтамасы,өлшем бірлігі,анықтау әдістері.Беттік керілудің күштік және энергиялық сипаттамаларын салыстырыңыз.

10. Жұғу құбылысын қалай сипаттауға болады?

11. Капиллярдың бойымен сұйықтың көтерілуі капиллярдың радиусымен қалай байланысты? Оны қандай теңдеу арқылы көрсетуге болады?

12. Капиллярлық қысым.Лаплас теңдеуінің практикалық маңызын көрсетіңіз.

13. Гиббс теңдеуі арқылы газ-сұйықтық бөліну шекарасындағы адсорбциясы мен беттік керілудің байланысын қалай көрсетуге болады? Заттың беттік активтілігі дегенді қалай түсінесіздер?

14. БАЗ-ды қандай қасиеттері бойынша жіктеуге болады? Мысал келтіріңіздер.

15. Ленгмюрдің адсорбциялық изотермасы теңдеуінің маңызын қалай түсінесіздер?

16. Әрекеттесуші массалар заңы. Адсорбция жұмысы.

17. Шишковский теңдеуі мен Траубе ережесінің термодинамикалық негізделуі.

18. Қатты дене- газ шекарасындағы адсорбция. Ленгмюрдің мономолекулалық адсорбциясы теориясының артықшылықтары мен кемшіліктері.

19. Адсорбцияның Поляни потенциалдық теориясының басқа қатты-газ шекарасын сипаттайтын теориялардан айырмашылығын көрсетіңіздер.

20. БЭТ (Брунауэр, Эммет, Теллер) полимолекулалық адсорбциясы теориясының басқа қатты-газ шекарасын сипаттайтын теориялардан айырмашылығын көрсетіңіздер.

21. Молекулалық адсорбцияның қандай заңдылықтарын білесіздер?

22. Электролиттер адсорбциясының ерекшеліктерін көрсетіңіздер.

23. Қос электрлік қабат теорияларының негіздерін, бір бірінен айырмашылығын критикалық бағалаңыздар.

24. Штерн теориясының басқа ҚЭҚ теорияларынан айырмашылығы.

25. Электрокинетикалық құбылыстар. Электроосмос құбылысына сипаттама беріңіз

26. Электркинетикалық потенциалға қандай факторлар әсер етуі мүмкін деп ойлайсыздар?

27. Қос электрлік қабаттың пайда болу механизмдері қандай болады деп ойлайсыз?

28. Коллоидты жүйелердің тұрақтылығы. Тұрақтылық факторларының ерекшеліктерін түсіндіріңіз.

29. Гидрофобты коллоидтардың коагуляциясы. Шульце-Гарди ережесін қалай түсінесіздер

30. Жылдам коагуляция кинетикасының теориясын критикалық бағалаңыздар.

31. Лиофобты жүйелер коагуляциясының Дерягин –Ландау-Фервей-Овербек (ДЛФО) теория негіздері.

32. Лиофобты жүйелер. Эмульсиялар, эмульсиялардың жіктелуін түсіндіріңіщдер. Мысал келтіріңіздер.

33. Лиофобты жүйелер. Көбіктер, көбіктердің сипаттамалары.

34. Дисперсті жүйелердің реологиялық қасиеттері.

35. Дисперсті жүйелердің тұтқырлығы.

36. Ажыратушы қысымның құрамшыларына сипаттама беріңіз.

37. Бөлшектер арасындағы әрекеттесідің потенциалды энергиясын сипаттаңыз.

38. Электркинетикалық құбылыстар. Электрофорез құбылысына сипаттама беріңіз.

39. Қос электрлік қабаттың құрылымына сипаттама беріңіз.

40. Қос электрлі қабаттың пайда болуының механизмдерін атаңыз.

41. Сұйық тамшының беттік керілуі 71,96мДж/м², ал бөлшектің дисперстілігі 60мкм^-1, су тығыздығы 0,997г/см³ болғандағы 5г су буы бетінің Гиббс энергиясын анықтаңыздар.

42. Сынап аэрозолі көлемі 3,5см³ үлкен атмшы түрінде конденсацияланған. Аэрозоль дисперстілігі 10 мкм^-1 болғандағы сынаптың беттік энергиясы қаншалықты азайғанын анықтаңыздар. Сынаптың беттік керілуі 0,475 Дж/м²-қа тең деп алыңыздар.

43. Көк жарық (λ=410нм) не қызыл жарық (λ=630нм) дисперсті жүйеден өткенде, қайсысы көбірек шашырайды? Пэлей теңдеуіне сүйене отырып, жауапты дәлелдеңіз.

44. Тұтқырлығы 1*10^-3 Па*с болатын ортада Al₂O₃ сфералық бөлшектерінің см биіктікке қанша уақытта щөгетінін есептеңіз. Бөлшектердің меншікті беттік ауданы 10⁵м^-1. Дисперстік фаза мен дисперстік ортаның тығыздықтары сәйкесінше 4г/см³ және 1г/см³.

45. Судың және бензолдың беттік керілуі (ауамен шектелгендегі) 71,96 және 28,9 мДж/м² тең, ал жұғу бұрышы 108 және 46 градусты құрайды. Фторпластқа жұғатын су және бензолдың адгезия жұмысын есептеңдер.

46. Шеттік бұрышы 90 градус, ал судың беттік керілуі 71,96 мДж/м² құрайтынын біле отырып, су-графит жүйесінің адгезия жұмысын есептеңдер. Судың графиттегі жайылу коэффициенттерін анықтаңдар.

47. электрод арасындағы арақашықтық 25см, кернеу 100В, 15 минутта бөлшектер анодқа 6мм ауысады, ортаның салыстырмалы диэлектрлік өткізгіштігі 72,8 (298К-де), тұтқырлығы 8,94*10^-4 Па*с болғандағы бентонитті саз бөлшектерінің бетінің электрокинетикалық потенциалын есептеңдер.

48. Төмен температуралы азот адсорбция әдісі бойынша табылған силикогельдің салыстырмалы беті 4,1*10⁵м²/кг құрайды. Силикогель тығыздығы 2,2г/см³. Силикогельдің орташа диаметрін есептеңдер.

49. Егер ^-9 кмоль/м² болса, онда сулы ерітінді бетіндегі анилиннің қаныққан адсорбциялық қабатындағы 1 молекулаға келетін ауданды табыңдар.

50. SiO₂ гидрозоль бөлшегінің проекциясының орташа квадраты жылжуының мәні 3с-та 8мм құрайды. Егер дисперсиялық ортаның тұтқырлығы 293К-де 1*10^-3 Па*с тең болса, онда бөлшектің радиусы қандай болады?

51. Егер кремний диоксидінің 1см қашықтықта шөгу уақыты 30с болса кремний диоксидінің бөлшегінің өлшемі қандай болғаны? Дисперсті фаза мен диспесті ортаның тығыздықтары сәйкесінше мынадай: 2,7 және 1,1 г/см³, ортаның тұтқырлығы 1,5*10^-3 Па*с.

52. KCl әсеріне жүйе теріс зарядталған As₂S₃ гидрозолінің коагуляция табалдырығы 4,9*10^-2моль/л. Шульце-Гарди мен Дерягин-Ландау заңын қолдана отырып, осы зольдің MgSO₄ және AlCl₃ әсерінен жүретін коагуляция табалдырықтарын анықтаңдар.

53. Электрофорездің берілгені бойынша Fe(OH)₃ золінің бөлшегінің электрокинетикалық потенциалын есептеңдер. Ішкі э.қ.к. 170В, электрод арасындағы қашықтық 0,45м, зольдің қатодқа жылжу шегі 30 минутта 12мм құрайды. Тәжірибенің 298К температурасында дисперсиялық (сулы) ортаның тұтқырлығы 8,94*10^-4Па*с және салыстырмалы диэлектрлік өткізгіштігі 78,2-ге тең.

54. Егер бөлшек радиусы 0,05мкм, температурасы 293К, ортаның тұтқырлығы1*10^-3Па*с болса, 10с уақытта гидрозоль бөлшегі үшін орташа жылжу проекциясы Δ қандай болады?

55. Мына реакция бойынша: AgNO₃+NaCl→AgCl+NaNO₃ AgCl золі алынған. Егер NaCl артық мөлшерде болма, онда осы алынған зольдің мицелласының формуласы қалай жазылады?

56. Концентрациясы 0,05моль/л КІ судағы ерітіндісінің 8мл-ін 0,02 моль/л AgNO₃ ерітіндісінің 10 мл-ін қосып, AgІ золі алынды. Алынған золь мицелласының формуласын жазыңыз. Осы зольдегі бөлшектер бетінің заряд таңбасы қандай болады?

57. БАЗ көмегімен тұрақтандырылған AgІ гидрозолінің электролиттік коагуляция кинетикасын зерттеу нәтижесінде

3,2*10^-18 м³/с тең болатиын жылдам коагуляция жылдамдығының константасы алынды (293К). Ортаның тұтқырлығы 1мПа*с. Осы константаны Смолуховский теориясы бойынша анықталатын константамен салыстырыңыз. Коагуляция сипатына БАЗ әсерін түсіндіріңіз.

58. Меншікті беттік ауданы 1,5*10⁷ м^-1 , концентрациясы 25мг/л болатын минералды май тұманының жартылай коагуляция уақыты 240с құрайды. 60с уақыт үшін коагуляция кезіндегі бөлшектер жалпы санын есептеңіз.

59. NaCl сулы ерітіндісіндегі екі жазық параллель табақшаның электростатикалық энергиясын есептеңіз. Бөлшектер арақашықтығы һ=10 нм, золь бөлшектерінің диаметрі 20 нм; электролиттің концентрациясы С₀₁=10ммоль/л; φ_δ=30мВт; Т=298К; ε=78,2.

60. Полистирол бөлшектерінің тартылу энергиясын есептеңіз. Бөлшектер арақашықтығы 2 нм, бөлшектер радиусы 50 нм. Гамакер константасы 0,5*10^-20Дж.

1. Коллоидтық жүйелердің ерекшеліктерін және жіктелуін түсіндіріңіз.Жіктелуі бойынша мысал келтіріңіз.

1.Барлық коллоидтық ерітінділер шоқталған сәулені шашыратуға, яғни опалесценцияға бейім. Тиндаль коллоидты ерітінді бар кюветаға линза арқылы жарық шоғын өткізгенде жанынан жарық конусын анық бақылаған. Сондықтан мұндай конус Тиндаль конусы деп аталады.

Ерітіндінің жарықты интенсивті шашыратуы жүйеде фазааралық бөліну бетінің бар екендігінің айқын дәлелі болмаса да, коллоидты ерітіндінің біртекті емес екенін толық дәлелдейді.

2. Коллоидты ерітінділердегі бөлшектер диффузиясы өте баяу жүреді. Диффузияға еріген бөлшектер өлшемі әсер етеді, себебі өлшемі үлкейген сайын бөлшекке еріткіш молекуласы ортасында (в среде) қозғалу үйкелістің (трение) күшеюіне байланысты қиынға соғады.

3. Коллоидтық ерітінділердің осмостық қысымы өте төмен болады.

1. Коллоидты ерітінділер диализге қабілетті. Яғни колллоидты ерітінділерді жартылай өткізгіш мембрана көмегімен оларда еріген төмен молекулалы заттар қоспасынан (примесь-қалдық) бөліп алуға болады. Толығымен тұрақты (стабильные) жүйелер болып табылатын шынайы ерітінділерден ерекшелігі (нағыз ерітінді) - коллоидты ерітінділер агрегативті тұрақсыз (лабильные). Коагуляция процесң коагулятор коллоидты еріген затпен химиялық өзара әрекеттеспейтін жағдайда да жүруі мүмкін, Бұл жағдай коагуляция химиялық емес, физикалық процесс екендігін көрсетеді.

2. Коллоидтық ерітінді электрофорезге бейім. Мұны Ф.Ф. Рейсс 1808 жылы Ресейде ашты. Яғни электр өрісінде коллоидты бөлшектер қайсібір электродқа қарай қозғалады. Бұл коллоидты еріген зат болшектері, иондар сияқты, электр зарядына ие екендігін көрсетеді.

3. КЖ газтәрізді, сұйық және қатты болуы мүмкін. Мысалы: тұман, түтін, металдардың коллоидты ерітінділері, AgI және AsS коллоидты ерітінділері, кейбір орг.бояғыштар және сабындар ерітінділері, эмульсиялар (сүт), пемза, опал, шойын, кейбір металл балқымалары.

4. Коллоидтық қасиеттерді органикалықта, бейорганикалықта заттардан тұратын жүйелер көрсете алады.

Сонымен, заттың коллоидтық күйі дегеніміз - бұл жоғары дисперсті күй (күшті ұнтақталған). Бұл күйде жекелеген бөлшектер молекула емес, көптеген молекулалардан тұратын агрегаттар түрінде болады. Коллоидты бөлшектер көптеген молекулалардан тұратындықтан, оларға фазаның барлық термодинамикалық қасиеттері тән. Ал коллоидты бөлшектер дисперстелген орта молекулалары басқа фазаны құрайды. Яғни кез-келген коллоидты ерітінді гетерогенді, көп фазалы жүйе. Ал шынайы ерітінділер гомогенді жүйелер болып табылады. Коллоидты ерітінді гетерогенді жүйе болғандықтан, оның түзілу шарты – бір фазаның екінші фазада ерімеуі, себебі тек осындай заттардың арасында физикалық бөліну беті болады.

Қорыта айтсақ, кез-келген КЖ бір заттың (дисперсті фаза) екінші заттағы (диспесиялық орта) дисперсиясы болып табылады. КЖ-де дисперсті фаза молекулалар емес, молекула агрегаттары болып табылады.

КЖ тән нағыз қасиет – коагуляция. Ол агрегаттардың молекулааралық, химиялық емес, күштер әсерінен одан да ірі агрегаттар түзе отырып бір-біріне жабысуы. КЖ-ге тән басқа да қасиеттер – электрофорез және физикалық адсорбция да физикалық немесе физика-химиялық процестер болып табылады.

КЖ мен полимерлер арасында айқын шекара, яғни қатаң айырмашылық жоқ.

КЖ өлшемдері, түрі, құрылымы және химиялық құрамына қарай алуан түрлі болып келеді.

Бөлшектердің өлшемдері бойынша жіктелуі:

1-10нм Ультрадисперстік (фуллерен)

10-1мкм Жоғары дисперстік (әртүрлі зольдер)

1мкм-100 мкм Дөрекі дисперстік (суспензиялар, эмульсия)

Бөлшектердің түріне байланысты жіктелуі:

Көлемдік (үшөлшемді) – бөлшектердің ұзындығы, ені және қалыңдығы бір-біріне жақын және 1нм -10 мкм арасын құрайды;

Беттік (екі өлшемді): жұқа қабыршықтар мен қабаттар – бөлшектердің қалыңдығы 1нм-10мкм, ал ұзындығы мен ені 100 мкм-ден үлкен;

Сызықты (бір өлшемді): жіңішке жіптер, талшықтар – көлденең қима диаметрі 1нм-10мкм;

Симметриялық –сфералық, куб тәрізді;

Анизатроптық – элипсоидтық, призмалық.

Бөлшектердің құрылымына байланысты жіктелуі:

Фазалық – қатты бөлшектер, сұйық тамшылар және қабыршықтар – сызықша газды көпіршіктер мен қабыршықтар;

Псевдофазалық – БАЗ ерітінділеріндегі мицеллалар, кластерлер.

Бөлшектердің химиялық құрамдарына байланысты жіктелуі:

Бейорганикалық, органикалық, полимерлік және биополимерлік