^{Коллоидная химия}

лекции

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ УКРАИНЫ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

В.И. Кабачный, В.П. Колесник, Л.Д. Ерицан, Л.К. Осипенко, Я.А. Лабузова, Т.А. Томаровская, Н.Е. Блажеевский

ЛЕКЦИИ ПО КОЛЛОИДНОЙ ХИМИИ

Учебное пособие для студентов

высших фармацевтических учебных заведений

и фармацевтических факультетов высших медицинских

учебных заведений III-IV уровней аккредитации

Под редакцией профессора В.И. Кабачного

Харьков

Издательство НФаУ

2006

УДК 541.1 (075.8)

ББК 24.5

Ф50

Авторы: В.И. Кабачный, В.П. Колесник, Л.Д. Грицан, Л.К. Осипенко, Я.А. Лабузова, Т.А. Томаровская, Н.Е. Блаэюеевский

Рецензенты:

В.И. Лебедь, доктор химических наук, профессор Харьковского национального университета им. В.Н. Каразина;

В.В. Болотов, доктор химических наук, профессор, заведующий кафедрой аналитической химии Национального фармацевтического университета.

Лекции по коллоидной химии. Учеб. пособие для студ. высш. Ф 50 учеб. заведений / В.И. Кабачный, В.П. Колесник,

Л.Д. Грицан, Л.К. Осипенко, Я.А. Лабузова, Т.А. Томаровская, Н.Е. Блажеевский; Под ред. В.И. Кабачного. — X.: Изд-во НФаУ, 2006. — 136 с.

Изложен курс коллоидной химии в соответствии с программами по физической и коллоидной химии для отечественных и иностранных студентов фармацевтических вузов и фармацевтических факультетов медицинских вузов III-IV уровней аккредитации. Пособие содержит введение и 11 лекций по 3 разделам курса коллоидной химии.

Для студентов всех форм обучения и всех специальностей фармацевтического профиля. Пособие может быть полезно также преподавателям, аспирантам и практическим работникам, желающим расширить свои знания в области физической химии.

УДК 541.1 (075.8) ББК 24.5

© В.И. Кабачный, В.П. Колесник, Л.Д. Грицан, Л.К. Осипенко и др., 2006

© НФаУ, 2006

Содержание

ПРЕДИСЛОВИЕ 4

Основные обозначения и сокращения 5

ВВЕДЕНИЕ 6

I. ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ 9

ЛЕКЦИЯ № 1. Свободная поверхностная энергия и поверхностное

натяжение. Когезия и адгезия. Смачивание 10

ЛЕКЦИЯ № 2. Основные закономерности адсорбции. Теории адсорбции.... 23 ЛЕКЦИЯ № 3. Адсорбция электролитов. Практическое применение адсорбции 38

//. ФИЗИКО-ХИМИЯ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ 55

ЛЕКЦИЯ № 1. Общая характеристика дисперсных систем, методы их

получения и очистки 56

ЛЕКЦИЯ № 2. Молекулярно-кинетические и оптические свойства

дисперсных систем 66

ЛЕКЦИЯ № 3. Электрические свойства дисперсных систем 78

ЛЕКЦИЯ № 4. Устойчивость и коагуляция лиофобных высокодисперсных

(коллоидных) систем 91

ЛЕКЦИЯ № 5. Отдельные классы дисперсных систем 100

ЛЕКЦИЯ № 6. Коллоидные поверхностно-активные вещества 111

III. ФИЗИКО-ХИМИЯ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И ИХ

РАСТВОРОВ 117

ЛЕКЦИЯ № 1. Высокомолекулярные соединения. Классификация, методы

получения и некоторые свойства высокомолекулярных соединений 118

ЛЕКЦИЯ № 2. Растворы высокомолекулярных соединений 127

Предисловие

В основу учебного пособия, которое является дополнением к учебнику по физической и коллоидной химии, положен курс лекций для студентов Национального фармацевтического университета. Целью его издания было создание книги, которая позволила бы студентам усвоить теоретические основы коллоидной химии с большей углубленностью и научной строгостью. Это тем более своевременно, так как в настоящее время в условиях проведения педагогического эксперимента по внедрению в учебный процесс кредитно-модульно-рейтинговой системы происходит сокращение числа часов, отводимых в учебных планах на лекционные занятия по коллоидной химии и увеличение объема часов, отводимых на самостоятельную работу. Однако указанные обстоятельства не снимают с лекторов обязанности в достаточной мере подготовить студентов к изучению специальных дисциплин.

Пособие состоит из введения и 11 лекций по 3 разделам курса коллоидной химии в соответствии с действующими программами. Перед текстом каждой лекции даны план и список рекомендуемой основной и дополнительной литературы. В каждом разделе отражено значение коллоидной химии для фармации, медицины, технологии парфюмерно-косметических средств, биотехнологии и др. Терминология и обозначения физико-химических величин приведены в соответствии с номенклатурными правилами ИЮПАК по химии.

Авторы благодарны рецензентам проф. Лебедю В.К, проф. Болотову В.В. за полезные советы и замечания, способствовавшие улучшению пособия.

Авторы благодарят сотрудников кафедры физической и коллоидной химии НФаУ Мозговую Е.А. и Елец Е.В. за большую работу по подготовке рукописи к изданию.

Авторы заранее признательны всем., кто выскажет критические замечания и пожелания, направленные на улучшение данного учебного пособия.

Авторы

4

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

Л — абсолютная адсорбция; а — активность;

теплоемкость теплоемкость

С — теплоемкость; С_р при р = const; Су

при V - const;

D — коэффициент диффузии;

Е_а — энергия активации;

Е — электродвижущая сила;

напряженность электрического

поля; энергия;

F — число Фарадея; энергия Гельмгольца;

G — энергия Гиббса;

g — поверхностная ктивность;

Н— энтальпия;

I — ионная сила раствора;

интенсивность светорассеяния;

сила тока;

К — константа равновесия;

Ка/в — коэффициент селективности; к— константа скорости реакции;

константа Больцмана;

М — молярная масса;

Мω — среднемассовая молекулярная масса;

--

Мn — среднечисленная молекулярная

масса;

N_A — число Авогадро;

т — масса; моляльная концентрация,

моль/кг;

п — количество вещества, моль;

кинетический порядок реакции; р — давление; стерический фактор;

Q — количество теплоты;

Q_p — тепловой эффект при

p=const;Q_v— тепловой эффект при

V = const; количество электричества;

R — газовая постоянная;

S— энтропия;

Т— температура шкалы Кельвина;

t — время, число переноса;

t° — температура шкалы Цельсия;

U — внутренняя энергия;

электрическое напряжение;

и — подвижность ионов;

V— объем;

W— работа;

W — полезная работа;

х — молярная доля; адсорбция на 1г;

у — молярный коэффициент

активности; г. — заряд ионов; Г— адсорбция (поверхностный

избыток), моль/м²;

Г∞ — предельная адсорбция;

а — степень диссоциации; степень

набухания;

у — моляльный коэффициент

активности;

ε — диэлектрическая проницаемость;

ζ— электрокинетический (дзета)-

потенциал;

θ — краевой угол;

η — коэффициент полезного действия;

вязкость;

κ — удельная электрическая

проводимость;

λ— молярная электрическая

проводимость; длина волны;

μ— химический потенциал;

ν — стехиометрический коэффициент;

частичная концентрация;

π — осмотичекое давление;

ρ— плотность;

σ — поверхностное натяжение;

τ— время;

(φ— электродный потенциал;

φд— диффузионный потенциал;

ξ — химическая переменная;

БАВ — биологически-активное

вещество;

ВМС — высокомолекулярное соединение;

ГЛБ — гидрофильно-липофильный баланс;

ЭДС — электродвижущая сила;

ИЭТ — изоэлектрическая точка;

ККМ — критическая концентрация

мицеллообразования;

ДЭС — двойной электрический слой; ПАВ — поверхностно-активное

вещество.

5