11. Молекулярная адсорбция (адсорбция твердое тело-раствор неэлектролита или слабого электролита), ее особенности. Факторы, влияющие на молекулярную адсорбцию.
Молекулярная адсорбция – это адсорбция из растворов неэлектролитов (или очень слабых электролитов). При молекулярной адсорбции вещество адсорбируется на поверхности твёрдого тела в виде молекул.
Особенности молекулярной адсорбции: наряду с растворённым веществом адсорбируются молекулы растворителя. Поэтому для адсорбции растворённого вещества его молекулы должны вытеснять с поверхности молекулы растворителя.
Экспериментально величину адсорбции «а» изучают измеряя молярную концентрацию раствора до контакта с адсорбентом (с0) и после наступления адсорбционного равновесия (сs):
моль/г,
а – количество адсорбированного вещества, приходящееся на 1 г адсорбента; m – масса адсорбента, г: V – объём раствора, из которого идёт адсорбция, л.
На молекулярную адсорбцию влияют:
равновесная концентрация растворённого вещества;
природа растворителя;
природа адсорбента;
природа растворённого вещества;
температура, время адсорбции.
13. Хроматография – метод анализа и разделения смеси в-в, основанных на различной адсорбции. Условие: наличие 2 фаз – неподвижной и подвижной. Адсорбционная хроматография основана на различной адсорбции разделяемых в-в. Распределительная хроматография основана на различиях в растворимости и распределении в-в 2 НЖ. Ионообменная хроматография – по обмену ионами между р-ром и адсорбентом. Хемосорбционная хроматография – различие в константах хим.равновесия растворимости/нестойкости комплексных соединений. Области применения: химическая, нефтехимическая, газовая, пищевая, целлюлозно-бумажная. В биотехнологии - выделяют вирусы гриппа, очищают вакцины, производят инсулин.
Часть 2 Физико-химия поверхностных явлений и дисперсных систем в функционировании живых систем. Коллоидные системы.
1.Классификация диспресных систем по размерам частиц диспергированного вещества; взвеси, коллоидные системы, истинные растворы.
Взвеси – это дисперсные системы, в которых размеры распределённых частиц (частицы дисперсной фазы) сравнительно велики
Коллоидные системы (или коллоидные растворы) – это гетерогенные дисперсные системы, в которых частицы распределённого вещества имеют размеры порядка 10-9 – 10-7 м или от 1 до 100 нм.
Следует отметить, что если диспергированное вещество распределено в среде в виде молекул или ионов (размер частиц 10-10 – 10-9 м), то система является истинным раствором (или просто раствором).
2. Условия получения коллоидных растворов.
Для приготовления коллоидных растворов необходимо придерживаться определенных условий:
1. Размеры частиц должны быть в пределах 10–7 – 10– 9 м.
2. Необходимы ионы электролитов, которые образуют ионный слой вокруг коллоидной частицы, придавая ей стабильность.
3. Дисперсная фаза гидрофобных коллоидных растворов должна иметь низкую растворимость в воде.
3. Методы получения коллоидных систем: диспергационные и конденсационные методы.
Образование дисперсных систем возможно двумя путями: диспергационным и конденсационным.
Диспергирование – это тонкое измельчение твёрдого тела или жидкости, в результате которого образуются дисперсные системы: порошки, суспензии, эмульсии, аэрозоли.
Дисперсионный ме- тод заключается в измельчении вещества до мелких частиц: 1) механическим способом (ша- ровые мельницы, гомогенизаторы, ультразвуковые дезинтеграторы); 2) физико-химическим способом – метод пептизации, когда осадок вещества переводиться в коллоидное состояние добавлением поверхностно–активных соединений - мыла, белков.
Конденсационные методы – это способы получения коллоидных систем путём объединения (конденсации) молекул и ионов в агрегаты коллоидных размеров. При этом система из гомогенной превращается в гетерогенную.
Конденсационный метод направлен на увеличение размеров частиц путем агрегации молекул или ионов. Для этого используют:
1) испарение растворителя, вследствие чего идет конденсация твердой фазы;
2) замена растворителя, например, если спиртовой раствор холе- стерина вылить в воду;
3) использование реакций, в которых осадки формируются из мелких частиц. Так, получение коллоидного раствора йодида серебра идет по реакции замещения: KJ + AgNO3 → AgJ ↓ + KNO3