Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный технологический институт (Технический университет)
Кафедра химической нанотехнологии и материалов электронной техники
Н.В. Захарова, М.Н. Цветкова, В.Г. Корсаков
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИСЛОТНО-ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОВЕРХНОСТИ ТВЕРДЫХ ВЕЩЕСТВ
Методические указания к лабораторной работе Санкт-Петербург
2011
УДК 541.183.022
Захарова Н.В. Определение кислотно-основных характеристик поверхности твердых веществ: методические указания к лабораторной работе / Н.В. Захарова, М.Н. Цветкова, В.Г. Корсаков - СПб.: СПбГТИ(ТУ), 2011. – 16 с.
В методических указаниях описана лабораторная работа по определению кислотно-основных характеристик поверхности твердых веществ. Методические указания содержат сведения о свойствах поверхности и методах исследования поверхностной кислотности твердых веществ, распределении кислотно-основных центров на поверхности исследуемого вещества спектрофотометрическим методом по адсорбции индикаторов из водной среды.
Методические указания предназначены для студентов 4 и 5 курсов факультета наукоемких технологий и соответствуют рабочим программам по учебным дисциплинам "Физико-химические методы исследований" и "Химические основы нанотехнологии" по специальностям 240306 "Химическая технология монокристаллов, материалов и изделий электронной техники" и 150600 "Материаловедение и технология новых материалов".
Илл. 2, табл. 1, библиогр. 5 назв.
Рецензент: С.С. Мякин, канд. хим. наук, старший преподаватель кафедры теоретических основ материаловедения СПбГТИ(ТУ)
Утверждены на заседании учебно-методической комиссии факультета наукоемких технологий 16.02.2011 г.
Рекомендованы к изданию РИСо СПбГТИ(ТУ).
Введение
Химическая и энергетическая неоднородность поверхности твердых тел определяется наличием на поверхности структурных дефектов и функциональных групп различного состава, проявляющих себя в качестве активных центров при адсорбции и химических реакциях. Поэтому определение состава и содержания активных центров позволяет прогнозировать свойства твердых веществ, применяемых в качестве катализаторов, наполнителей полимерных композитов, матриц при синтезе контактных соединений, в том числе в процессах нанотехнологии.
Свойства твердой поверхности определяются не только химической природой вещества. Они зависят от способа приготовления образца, дисперсности, пористости, степени гидратации, состава примесей в объеме и на поверхности. Активность и селективность поверхности твердых веществ в тех или иных процессах могут существенно изменяться в результате термообработки, прессования, вакуумирования, воздействия внешнего электромагнитного излучения, в зависимости от условий хранения и др. [1-3].
Источники неоднородности поверхности многообразны и многочисленны – это изломы, ступени, дефекты, дислокации, выход различных кристаллографических граней и элементов структурных ячеек, продукты адсорбции в результате предварительной обработки материала и его контакта с окружающей средой. Нарушение хода периодического потенциала на поверхности, вызванное обрывом периодичности решетки, присутствием разнообразных макро- и микродефектов, а также различных поверхностных химических соединений приводит к появлению широкого спектра поверхностных состояний – центров адсорбции. Структурно-химические свойства поверхности, характеризуя реакционную способность твердого вещества, отражают его состав и структуру в объеме. Однако поверхность – это фазовая граница, с которой и начинаются все процессы. Развиваясь вглубь материала, они изменяют его состав и свойства.
Считается общепризнанным, что одной из характеристик, наилучшим образом отражающей реакционную способность поверхности в донорно-акцепторных взаимодействиях, являются кислотно-основные свойства, в которых проявляются практически все фундаментальные параметры твердого вещества [1, 2].