Поверхностные явления и дисперсные системы (Коллоидная химия – нанохимия)

Учебно-методическое пособие

по курсу "Химия"

Рябухин Юрий Иванович – доктор химических наук, профессор.

Шавель Инна Ивановна – кандидат технических наук, доцент.

Поморцева Надежда Петровна – кандидат химических наук, доцент.

А ГТУ. Усл. печ. л. 3,75. Тираж 100 экз. Заказ № 2016

1 Коллоидная химия включает в себя и новую дисциплину – нанохимию (от греч. nános – карлик и химия), предметом рассмотрения которой являются свойства, строение и особенности химических превращений наночастиц. Отличительной особенностью нанохимии является наличие размерного эффекта – качественного изменения физико-химических свойств и реакционной способности при изменении числа атомов или молекул в частице. Обычно данный эффект наблюдается для частиц с основным размером меньше 10 нм, хотя данная величина имеет условное значение.

1 Фаза (от греч. phásis – появление) – в термодинамике, термодинамически однородная по химическому составу и физическим свойствам часть системы, отделённая от других, имеющих иные свойства, частей (фаз) границами раздела, на которых происходит изменение свойств.

2 Термодинамическая система (от греч. sistema, буквально – целое, составленное из частей) – тело (вещество) или группа взаимодействующих тел (веществ), фактически или мысленно выделяемых из окружающей среды.

1 Межмолекулярное (межчастичное) взаимодействие – это взаимодействие электрически нейтральных молекул или атомов; определяет существование жидкостей и молекулярных кристаллов, отличие реальных газов от идеальных. Молекулярное взаимодействие имеет электрическую природу и складывается из сил притяжения и отталкивания.

1 Флотация (от англ. floatation, буквально – всплывание) – способ обогащения полезных ископаемых в водной среде, основанный на свойстве частиц одних минералов прилипать к воздушным пузырькам и переходить с ними в пенный слой, других – оставаться во взвешенном состоянии в воде.

1 Силикагель – микропористое тело, получаемое прокаливанием геля поли-кремниевой кислоты; состоит из диоксида кремния SiO₂ ∙ xH₂O.

2 Алюмогель – аморфный оксид алюминия Al₂O₃, микропористое вещество.

3 Цеолиты (нем. Zeolithen, от греч. zeō – киплю, варюсь и litos – камень) – алюмосиликаты щелочных и щелочно-земельных металлов, твёрдые вещества с регулярной пористой структурой; используются в частности при сушке, очистке и разделении смесей веществ, как катализаторы.

Цеолиты	Структура цеолита при большом увеличении	Модель пористой структуры цеолита

1 Диспергирование (от лат. dispergo – рассеиваю) – тонкое измельчение твёрдого тела или жидкости, в результате которого образуются дисперсные системы: порошки, суспензии, эмульсии, аэрозоли. Диспергирование одной жидкости в другой (несмешивающейся с первой) называется эмульгированием.

2 Пластификатор (от греч. plastikos – пластичный, податливый и лат. facere – делать) – вещество, вводимое в полимерные материалы (пластмассу, резину) для повышения их пластичности и эластичности.

1 Дисперсный (от лат. dispersio – рассеянный, рассыпанный).

1 Аэрозоль (от греч. aer – воздух и от анг. sol, от лат. solitio – раствор) – дисперсная система, состоящая из твёрдых и жидких частиц, взвешенных в газообразной среде.

1 Агар-агар (от малайск. agar-agar) – продукт, получаемый из некоторых водорослей и представляющий собой смесь полисахаридов; применяется в кондитерской промышленности, а также в составе питательных сред для выращивания бактерий.

2 Флуктуация (от лат. fluctuatio – колебания) – любое периодическое изменение какого-либо свойства в определённой точке пространства и в конкретный момент времени.

1 Смог (англ. smog. от smoke – дым и fog – туман) – чрезмерное загрязнение воздуха вредными веществами, выделенными в результате работы промышленных производств, транспортом при определённых погодных условиях.

1 Стабилизатор (от лат. stabilis – постоянный, устойчивый) – вещество, повышающее устойчивость материала к какому-нибудь воздействию.

1 Электрофорез (от электро- и от греч. phóreō – ношу, переношу) – перемещение заряженных коллоидных частиц под действием внешнего электрического поля.

2 Электроосмос (от электро- и от греч. osmōs – толчок, давление) – диффузия растворителя через разделяющую два раствора различной концентрации тонкую перегородку (мембрану), непроницаемую для растворённых веществ, под действием внешнего электрического поля.

1 Седиментация (от лат. sedementum – оседание) – оседание твёрдых частиц, взвешенных в жидкости или газе, происходящее под действием силы тяжести в свободнодисперсных системах или под действием центробежных сил в связаннодисперсных системах.

2 Диффузия (от лат. diffusion – распространение, растекание, рассеивание) – движение частиц среды, приводящее к переносу вещества и выравниванию концентраций или к установлению равновесного распределения концентраций частиц данного сорта в среде.

3 Коагуляция (от лат. cōagulātio – свёртывание, сгущение, затвердевание) – сгущение жидкостей вместе со взвешенными в них твёрдыми частицами, ведущее к застудневанию или к выпадению осадка (коагулянта) из коллоидного раствора.

1 Броуновское движение – беспорядочное движение мельчайших частиц, взвешенных в жидкости или газе, происходящее под влиянием ударов молекул окружающей среды. Исследовано в 1827 г. шотландским ботаником Робертом Броуном, который наблюдал в микроскоп движение цветочной пыльцы, взвешенной в воде. Причина броуновского движения – тепловое движение молекул среды и отсутствие компенсации ударов, испытываемых частицей со стороны окружающих её молекул.

1 Пептизация (от греч. peptos – сваренный, переваренный) – обратный коагуляции процесс распада слипшихся частиц коллоидной системы (например, жиров под воздействием желчи).

2 Диализ (от греч. dialysis – отделение) – освобождение коллоидных растворов от солей и других низкомолекулярных веществ.

3 Градиент (от лат. gradiens, gradientis – шагающий, идущий) – мера возрастания или убывания в пространстве какой-нибудь физической величины на единицу длины.

1 Дифракция (от лат. diffrāctus – преломлённый) – огибание волнами (световыми, звуковыми и др.) препятствий.

1 Флюоресценция (флюоресценция), от лат. fluōrum – фтор и ēscendere – восходить, подниматься. Один из видов люминесценции: свечение некоторых веществ, затухающие в течение короткого времени после воздействия на них светом.

1 Опалесценция, от лат. opalus и суфф. – escentia, обозначающая слабое действие. Явление рассеяния света мутной средой, обусловленное её оптической неоднородностью.