- •2. Второе начало термодинамики. Энтропия изолированной, закрытой и открытой систем.
- •3.Первое начало термодинамики. Тепловые эффекты химических реакций. Закон Гесса.
- •Закон Гесса
- •4 Вопрос. Система и внешняя среда. Изолированная, закрытая, открытая системы. Внутренняя энергия системы.
- •7.Функция состояния
- •8 Вопрос. Понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения в зависимости от их концентрации.
- •9.Связь между энтальпией и внутренней энергией.
- •10. Электродные процессы. Возникновение потенциала на границе раздела фаз.
- •11.Окислительно-восстановительные электроды и цепи. Определитель окислительно-восстановительных потенциалов.
- •12. Осмотическое давление. Закон Вант-Гоффа.
- •13. Ионная сила растворов, активность, коэффициент активность электролитов.
- •14. Потенциометрический метод определения рН. Электроды с водородной функцией.
- •16 .Электроды 1-го рода.
- •17. Электроды II-го рода.
- •18. Слабые электролиты. Константа электролитической диссоциации. Закон разведения.
- •19.Адсорбция на твёрдых поверхностях. Уравнение Фрейндлиха, уравнение Ленгмюра.
- •20.Определение концентрации ионов в растворе методом измерения эдс гальванических цепей.
- •21. Электролитическая диссоциация воды. Шкала кислотности по отношениюк воде. Ионное произведение воды. Понятие рН и использование егов агрономии.
- •22. Электроды первого и второго рода. Уравнение Нернста для этих электродов.
- •24. Концентрационные цепи.
- •24. Нормальные потенциалы и ряд напряжений
- •25.Буферные растворы, их состав и механизм действия.
- •26. Диффузионные потенциалы.
- •27.Закон независимости движения ионов.
- •28. Теория электролитической диссоциации.
- •29.Изменение давления насыщенного пара над растворителем и над раствором в зависимости от температуры. Первый закон Рауля.
- •30. Удельная электропроводность и электролитическая подвижность ионов.
- •31. Развитие понятий кислота и основание. Теория Брэнстеда.
- •32. Электрокинетические свойства коллоидных систем. Электрофорез и электроосмос. Электрокинетический потенциал.
- •33. Поверхностно-активные вещества. Смачивание и его мера. Значение смачивания при действии пестецидов для борьбы с сорняками, с/х вредителями и болезнями
- •34. Строение мицеллы лиофобных коллоидных растворов.
- •35. Методы получения и очистки коллоидных систем.
- •36.Молекулярн-кинетические свойства коллоидных систем: броуновское движение, диффузия. Осмос в коллоидных системах.
- •37.Тердинамический и электрокинетический потенциал.
- •38. Обменная адсорбция.
- •39. Кинетическая и агрегативная устойчивость коллоидных систем.
- •40. Нарушение устойчивости гидрофобных коллоидов. Правила значимости и валентности.
- •41. Вязкость коллоидных растворов. Зависимость вязкости растворов вмс от pH.
- •42. Коагуляция лиофобных коллоидных растворов электролитами.
- •43.Теория электролитической диссоциации
- •48.Основные особенности коллоидного состояния вещества.
- •49. Вязкость. Уравнение Эйнштейна н Думанского.
- •53.Гидрофильные и гидрофобные поверхности. Смачивание и его мера.
- •54. Ориентация молекул в поверхностном слое.
- •55. Поверхностное натяжение. Адсорбции на поверхности растворов. Уравнение Гиббса.
36.Молекулярн-кинетические свойства коллоидных систем: броуновское движение, диффузия. Осмос в коллоидных системах.
Молекулярно-кинетические свойства растворов, которые обусловлены хаотическим тепловым движением молекул и атомов. Законы этого самопроизвольного движения изучает молекулярно-кинетическая теория. Некоторые свойства растворов обусловлены этим движением, т. е. определяются не составом, а числом кинетических единиц – молекул в единице объема или массы. К ним относятся свойства, которые называются коллигативными: диффузия, осмотическое давление, различия в давлении пара и температур замерзания и кипения в случае чистого растворителя и раствора.
Броуновское движение – это непрерывное беспорядочное движение частиц микроскопических и коллоидных размеров, не затухающие во времени. Это движение тем интенсивнее, чем выше температура и чем меньше масса частицы и вязкость дисперсионной среды.В общих чертах явление броуновского движения можно представить следующим образом. Если частица мала, то число одновременно получаемых ею ударов со стороны молекул среды не слишком велико и возникает вероятность неравномерного распределения импульсов, получаемых частицей с разных сторон. Это обусловлено как разным количеством ударов, так и различной энергией молекул среды, сталкивающихся с частицей. В результате взвешенные в жидкости частицы приобретают поступательное, вращательное и колебательное движение.
Для количественной характеристики броуновского движения используется средний сдвиг , который связан с коэффициентом диффузии уравнением Эйнштейна-Смолуховского:
где D – коэффициент диффузии, τ – время диффузии.
Диффузией называется самопроизвольный процесс выравнивания концентрации молекул, ионов или коллоидных частиц под влиянием их теплового движения. Процесс диффузии идет самопроизвольно, поскольку он сопровождается увеличением энтропии системы. Процесс диффузии является необратимым, он протекает до полного выравнивания концентрации, так как хаотическое распределение частиц отвечает максимальной энтропии системы. Возвращение системы в первоначальное состояние возможно только в результате внешних воздействий.
Стационарная диффузия является простейшим вариантом явления диффузии. Для нее характерно постоянство во времени градиента концентрации . Для количественного описания диффузии используется закон Фика, который был установлен по аналогии с законами переноса тепла и электричества:
где dQ – количество продиффундировавшего вещества; D – коэффициент диффузии; dc/dx – градиент концентрации; s – площадь, через которую идет диффузия; τ – продолжительность диффузии.
Часто для описания диффузии используется удельный диффузионный поток – количество вещества, диффундирующее за единицу времени через сечение единичной площади:
.
Из этого уравнения ясно виден физический смысл коэффициента диффузии.
Молекулярно-кинетические свойства проявляются в жидкой и газообразной дисперсионных средах, молекулы которых обладают определенной подвижностью.
Молекулы даже одного вещества обладают различной кинетической энергией. Тем не менее, при данной температуре среднее значение кинетической энергии молекул всегда остается постоянным. Оно составляет
Осмос – это односторонняя диффузия молекул растворителя через полупроницаемую мембрану при условии разности концентраций раствора по обе стороны мембраны. При разделении двух растворов различной концентрации или раствора и чистого растворителя полупроницаемой перегородкой (мембраной) возникает поток растворителя от меньшей концентрации вещества к большей, что приводит к выравниванию концентраций. Возникновение потока обусловлено тем, что число ударов молекул растворителя о мембрану со стороны более разбавленного раствора (или чистого растворителя) будет больше, чем со стороны более концентрированного раствора. Это избыточное число ударов и является причиной перемещения растворителя через поры мембраны туда, где молекул меньше. Подобное объяснение является кинетической трактовкой причины осмоса.
Существует еще и термодинамическое объяснение осмотического переноса. Химический потенциал чистой жидкости μ2 превышает химический потенциал той же жидкости в растворе μ1. Процесс идет самопроизвольно в сторону меньшего химического потенциала до тех пор, пока не произойдет выравнивание химических потенциалов, т. е. до достижения условия μ1=μ2. В результате перемещения жидкости в той емкости, куда она перемещалась, создается избыточное давление P, которое и называется осмотическим. Осмос характерен не только для истинных, но и для коллоидных растворов.
В данном случае, если коллоидный раствор отделен от дисперсионной среды полупроницаемой мембраной, не пропускающей коллоидные частицы, возникает односторонняя диффузия молекул дисперсионной среды в коллоидный раствор, т. е. осмос. Подобно броуновскому движению и диффузии, осмос является самопроизвольным процессом. Переход растворителя в коллоидный раствор будет происходить до тех пор, пока постоянно возрастающее гидростатическое давление жидкости не воспрепятствует этому. Высота подъема жидкости относительно первоначального уровня раствора количественно определяет величину осмотического давления. Таким образом, осмотическое давление можно рассматривать как такое избыточное давление над раствором, которое необходимо для исключения переноса растворителя через мембрану. Осмотическое давление равно тому давлению, которое производила бы дисперсная фаза (растворенное вещество), если бы она в виде газа при той же температуре занимала тот же объем, что и коллоидная система (раствор).
Осмотическое давление не есть проявление внешнего воздействия. Оно возникает самопроизвольно, как следствие молекулярно-кинетических свойств дисперсионной среды.
Равновесное осмотическое давление для растворов неэлектролитов рассчитывают на основании закона Вант-Гоффа по уравнению:
, где с – молярность раствора.
Для коллоидных систем можно записать
Седиментацией называют процесс оседания (в редких случаях всплывание) частиц дисперсной фазы в жидкой или газообразной среде под действием силы тяжести. Седиментация характерна для суспензий.