3 Электрофорез

Электрофорез (от электро- и др.-греч. φορέω — «переношу») — это электро­кине­ти­чес­кое явление перемещения частиц дисперсной фазы (коллоидных или белковых растворов) в жидкой или газообразной среде под действием внешнего электрического поля. Впервые было открыто профессорами Московского университета П. И. Страховым и Ф. Ф. Рейссом в 1809 году.

С помощью электрофореза удаётся покрывать мелкими частицами поверхность, обеспечивая глубокое проникновение в углубления и поры. Различают две разновидности электрофореза: катафорез — когда обрабатываемая поверхность имеет отрицательный электрический заряд (то есть подключена к отрицательному контакту источника тока, являясь катодом) и анафорез — когда заряд поверхности положительный.

Электрофорез применяют в физиотерапии, в химической промышленности, для осаждения дымов и туманов, для изучения состава растворов и др. Электрофорез является одним из наиболее важных методов для разделения и анализа компонентов веществ в химии, биохимии и молекулярной биологии.

БИЛЕТ 10

1. Получение альдегидов.

Способы получения.

Окисление первичных спиртов

Из дигалогенопроизводных

2 Дикарбоновые кислоты.

Двухосновные предельные кислоты.

- это производные предельных углеводородов, имеющие две карбоксильные группы.

Представители этих кислот, номенклатура.

Способы получения.

1. Окисление двухатомных спиртов

2 Из дигалогенопроизводных через нитрилы

Химические свойства:

1. Характерны все реакции на карбоксильную группу (образование солей, галогенонгидридов и т.д.), которые идут в две стадии, образуя два вида производных, например:

2. Для двухосновных предельных, имеющих короткую углеродную цепь, характерна реакция выделения CO₂ при нагревании:

3. Кислоты, имеющие 4 и более углеродных атомов, при нагревании отщепляют H₂O:

3. Грубодисперстные системы: Эмульсии, суспензии, аэрозоли.

Грубодисперсными системами называются дисперсные системы с размерами частиц дисперсной фазы 10–6 – 10–4 м. В зависимости от агрегатного состояния фазы и среды их классифицируют на суспензии (тв/ж), эмульсии (ж/ж), аэрозоли (тв/г, ж/г) и др.

Частицы дисперсной фазы в грубодисперсных системах имеют большой размер (они видны даже в микроскопе), поэтому данные системы резко отличаются по молекулярно-кинетическим и оптическим свойствам от коллоидных растворов.

Агрегативная устойчивость суспензий очень близка по свойствам к агрегативной устойчивости золей. Основными факторами её устойчивости являются наличие у частиц ионной оболочки (ДЭС) и диффузного слоя, а также сольватной оболочки противоионов диффузного слоя, что достигается присутствием в системе стабилизатора. Повысить устойчивость суспензии возможно также добавлением ВМС.

Повышение концентрации частиц дисперсной фазы до предельно возможной величины в агрегативно устойчивых суспензиях приводит к образованию высоко-концентрированных суспензий, называемых пастами.

        

Эмульсии

          Эмульсии – это свободнодисперсные системы, в которых среда и фаза являются жидкостями. Обе жидкости, образующие эмульсию, должны быть нерастворимы или мало растворимы друг в друге, и в системе должен присутствовать стабилизатор (эмульгатор). Эмульсии тем седиментационно устойчивее, чем ближе плотности обеих фаз.

          Обычные лиофобные эмульсии классифицируют либо по полярности дисперсной фазы и дисперсионной среды, либо по концентрации дисперсной фазы в системе.

          Согласно первой классификации различают:

1.     Эмульсии 1-го рода (прямые) – капельки органической жидкости (масла)  распределены в водной среде. Такие эмульсии обозначают как М/В.

2.     Эмульсии 2-го рода (обратные) – капельки воды диспергированы в органической жидкости. Это эмульсии типа В/М.

3.     Множественные эмульсии – дисперсная фаза содержит капельки дисперсионной среды. Множественные эмульсии возникают в промежуточной области объемных соотношений, когда никакой тип эмульсии не является предпочтительным, и система в равной степени способна образовывать прямые и обратные эмульсии. Такие более сложные системы обозначают как М/В/М или В/М/В. Известны также пятикратные эмульсии типа М/В/М/В/М.

По концентрации эмульсии подразделяют на разбавленные, концентрированные и высококонцентрированные.

Разбавленные эмульсии содержат до 0.1 объемного % дисперсной фазы. Типичным примером таких систем может служить эмульсия машинного масла в конденсате (прямая эмульсия), образующемся при работе паровых машин.

  Концентрированные эмульсии  содержат до 74 объемных % дисперсной фазы. Эту концентрацию указывают как максимальную потому, что она в случае монодисперсной эмульсии соответствует максимально возможному объемному содержанию недеформированных сферических капель независимо от их размера. Для полидисперсных эмульсий указанный предел является условным, т.к. в этих эмульсиях маленькие капельки могут располагаться между большими.

Высококонцентрированные или желатинированные эмульсии  содержат свыше 74 объемных % дисперсной фазы. Их отличительной способностью является деформирование капелек дисперсной фазы, в результате чего они приобретают форму многогранников, разделенных тонкими пленками – прослойками дисперсионной среды. Такие эмульсии при рассматривании в микроскоп похожи на соты. Минимальная толщина прослоек составляет порядка 100 Ǻ. При дальнейшем утончении пленки разрываются и система разрушается в процессе коалесценции. Вследствие плотной упаковки капелек высококонцентрированные эмульсии не способны к седиментации и обладают механическими свойствами, сходными со свойствами гелей. Поэтому их называют желатинированными. Естественно, что особые механические свойства высококонцентрированных эмульсий проявляются тем в большей степени, чем выше их концентрация. Так подвижность эмульсии М/В с содержанием дисперсной фазы, немного превышающим 74 объемных %, еще достаточно высока. Эмульсии же, содержащие 95% углеводорода, обладают уже свойствами, подобными свойствам геля, например, их можно резать ножом.

 

Аэрозоли

Аэрозолями называют свободнодисперсные системы с газообразной дисперсионной средой и дисперсной фазой, состоящей из твердых или жидких частиц. Отличие аэрозолей от лиозолей обусловлено, прежде всего, разреженностью и меньшей вязкостью дисперсионной газовой среды. Поэтому броуновское движение в аэрозолях происходит гораздо более интенсивно, а седиментация частиц идет значительно быстрее, чем в лиозолях. Другое существенное отличие аэрозолей от лиозолей заключается в том, что в газовой среде не может происходить электролитическая диссоциация и, следовательно, невозможно образование двойного электрического слоя (ДЭС) из ионов вокруг частиц. В связи с этими особенностями учение об аэрозолях развивалось в значительной мере самостоятельно своими собственными путями.

Аэрозоли классифицируют по агрегатному состоянию дисперсной фазы, по дисперсности и методам получения. Исходя из этого принципа, аэрозоли делят натуманы (Ж/Г) – дисперсная фаза состоит из капелек жидкости, дымы (Т/Г) - системы с твердыми частицами и пыли (Т/Г) - системы с твердыми, но более крупными частицами.

По дисперсности аэрозоли с твердой дисперсной фазой разделяют на дымы с частицами от 10^-9 до10^-5 м и пыли, размер частиц которых обычно больше 10^-5  м. Туманы, как правило, состоят из довольно крупных капелек размером от 10^-7 до 10^-5 м. 

По происхождению системы с газовой дисперсионной средой разделяют, как и все дисперсные системы, на диспергационные и конденсационные. Диспергационные аэрозоли, образующиеся при измельчении твердых тел или распылении жидкостей, как и лиозоли, полученные путем диспергирования, имеют довольно крупные частицы и, как правило, полидисперсны. Аэрозоли, полученные методом конденсации из пересыщенных паров или в результате химических реакций, наоборот, обычно являются высокодисперсными системами с более однородными по размерами частицами

          

        

БИЛЕТ 11