- •5) Почему давление насыщенного пара зависит от формы поверхности жидкости?
- •6) Почему в случае смачивания капилляров жидкость в нем поднимается, а при не смачивании, наоборот, опускается?
- •7) Какие параметры используют для количественной характеристики адгезии и смачивания?
- •13) Что понимается под адсорбцией, абсорбцией, адсорбентом, адсорбатом, адсорбтивом?
- •14) В чём принципиальное отличие адсорбции на твёрдых поверхностях от адсорбции на поверхности жидкости?
- •15) Какие величины используют для количественного описания адсорбции? Дайте определение этих величин и покажите как их можно вычислить в общем виде?
- •16) Как можно рассчитать гиббсовскую адсорбцию по изотерме поверхностного натяжения.
- •17) Как можно определить параметры молекул пав ( и ).
- •18) У какой горячей или холодной воды на границе с воздухом больше поверхностное натяжение, и почему?
- •19) Какая жидкость лучше смачивает гидрофобную поверхность вода или бензол? Ответ аргументировать.
- •20) Почему процесс диспергирования твердых веществ легче происходит в присутствии пав?
- •21) Какие самопроизвольные процессы, протекающие в поверхностном слое, обусловлены уменьшением площади поверхности раздела фаз? Перечислите их и дайте характеристику.
- •22) Охарактеризуйте самопроизвольные процессы, протекающие в поверхностном слое, которые приводят к уменьшению поверхностного натяжения на границе раздела фаз?
- •2 9) Изобразите основные типы изотерм полимолекулярной адсорбции и опишите взаимодействие адсорбент-адсорбат для разных типов изотерм бэт.
- •30) Что понимается под поверхностной активностью? Как ее можно определить?
- •31) Каким процессом является адсорбция, экзотермическим или эндотермическим? Как на ее величину будет влиять повышение температуры и почему?
- •32) Назовите основные виды зависимости адсорбционного равновесия. Что понимается под состоянием адсорбционного равновесия?
- •3 4) Как осуществляется расчёт удельной поверхности адсорбента методом бэт?
- •35) В чем принципиальное отличие адсорбции из растворов электролитов от молекулярной адсорбции?
- •36) Как влияет собственный радиус иона на его способность к адсорбции?
- •37) Какие адсорбенты называют ионитами?
- •38) Дайте определение и назовите объекты исследования коллоидной химии.
- •39) Охарактеризуйте значение коллоидной химии для развития промышленности и охраны окружающей среды.
- •40) Основные признаки дисперсных систем – гетерофазность и дисперсность, какой из них является более универсальным? Почему?
- •41) Какие количественные характеристики дисперсности Вы знаете? Дайте их характеристику.
- •42) Перечислите основные признаки, положенные в основу классификации дисперсных систем.
- •43) Как будут ориентированы молекулы пав на границах раздела фаз: масло – вода и вода – воздух?
- •44) Почему в эмпирическом уравнении Шишковского константа «в» одинакова для всех соединений одного гомологического ряда?
- •45) Если из водного раствора нужно адсорбировать органические вещества, то какой следует выбрать адсорбент полярный или неполярный?
- •46) Для получения абсолютного спирта, то есть извлечения из спирта примесей воды какой следует выбрать адсорбент (полярный или неполярный)?
- •47) Изобразите каплю воды на гидрофобной поверхности и укажите краевой угол смачивания?
- •48) Каким определением поверхностного натяжения пользуются при выводе уравнения Лапласа?
- •49) Приведите вывод уравнения Лапласа и дайте его анализ.
- •50) В чем выражаются особенности адсорбции пав на твердой поверхности?
- •51) Какая поверхность будет лучше смачиваться водой: стекла или фторопласта?
- •52) Изобразите рисунки, которые необходимы для вывода уравнений для расчета работы когезии и адгезии. Каким определением поверхностного натяжения при этом нужно пользоваться?
- •53) Чем обусловлено броуновское движение частиц дисперсной фазы в жидкой или газообразной среде?
- •54) От каких факторов зависит интенсивность движения частиц дисперсной фазы в дисперсионной среде?
- •56) Что понимается под диффузией и от каких факторов зависит скорость диффузии? Каков физический смысл коэффициента диффузии?
- •58) Как можно увеличить скорость седиментации коллоидных частиц?
- •59) Что понимается под седиментационно-диффузионным равновесием? Каков физический смысл гипсометрической высоты (h)?
- •60) Какой заряд (положительный или отрицательный) в соответствии с правилом Кена приобретает поверхность волокон смоченной водой фильтровальной бумаги?
- •61) Составьте задачу, для решения которой нужно использовать правило Панета-Фаянса.
- •67) Почему электрофорез и электроосмос называют электрокинетическими явлениями 1-го рода, а потенциал протекания и потенциал седиментации явление 2-го рода?
- •68) Почему лиофильные системы обладают агрегативной устойчивостью и как можно разрушить лиофильную систему?
- •69) Почему лиофобные дисперсные системы являются термодинамически неустойчивыми? Перечислите факторы, которые обеспечивают агрегативную устойчивость лиофобных систем.
- •72) Какие закономерности наблюдаются при коагуляции золей смесью электролитов?
- •73) Какова природа сил притяжения в соответствии с теорией длфо? Изобразите график, иллюстрирующий зависимость этих сил от расстояния между частицами.
- •79) Как влияют на величину электрокинетического потенциала индифферентные электролиты? Какое состояние системы называется изоэлектрическим?
- •80) Что представляет собой релаксационный эффект, электрофоретическое торможение и поверхностная проводимость? Когда их нужно учитывать при расчете величины электрокинетического потенциала?
- •81) Что понимается под устойчивостью дисперсной системы? Назовите виды устойчивости и дайте их характеристику.
- •82) Что такое расклинивающее давление и каковы причины его возникновения? Назовите составляющие расклинивающего давления.
- •83) Что такое осмос? Каковы особенности осмотического давления в коллоидных растворах?
- •84) Чем обусловлено светорассеяние в дисперсных системах и истинных растворах? Какими параметрами количественно характеризуют рассеяние света в системе?
- •85) Что называется оптической плотностью и что она характеризует?
- •86) Каковы особенности рассеяния света для малых и больших частиц дисперсной фазы?
- •87) Что выражают диаграммы Ми?
- •88) Какую зависимость выражает закону Бугера-Ламберта-Бера?
- •89) Особенности адсорбции поверхностно-активных веществ и в чем заключается различие между гиббсовскими и ленгмюровскими адсорбционными слоями.
- •90) К каким системам молекулярно-дисперсным, гомогенным, коллоидно-дисперсным или лиофильным применимы понятия фаза и гетерогенность?
- •91) Как называются дисперсные системы при наличии или отсутствии в них взаимодействия между частицами дисперсной фазы?
- •92) Что представляет собой работа, затрачиваемая на обратимый разрыв тела и отнесенная к единице площади сечения?
- •94) В чем заключается инверсия смачивания и какое практическое значение она имеет?
- •95) Что такое обменная адсорбция? в чем заключается ее практическое значение? Объясните на примерах действие катионитов и анионитов.
- •96) Где находится практическое применение коллоидные поверхностно-активные вещества? в чем заключается механизм их моющего действия?
- •97) Чем отличаются коллоидные пав от истинно растворимых? Что называется критической концентрацией мицеллообразования ккм?
- •98) Какие существуют методы определения ккм? в чем заключается суть этих методов? Что общего между ними?
- •99) Что понимают под явлением солюбилизации? Чем оно обусловлено и каково практическое значение этого явления?
- •100) Можно ли очистить раствор коллоидного пав от ионов электролита с помощью диализа?
7) Какие параметры используют для количественной характеристики адгезии и смачивания?
Работа адгезии будет равна: WA = σA-Г + σВ-Г - σА-В (уравнение Дюпре).
Работа адгезии характеризует работу, необходимую для разделения 1 м2 поверхности раздела фаз АВ на две поверхности раздела фаз А и В (типа жидкость – газ, твердое тело – газ). В результате образуются две новые поверхности: одна с поверхностным натяжением σА-г и другая с σВ-г , а поверхность раздела фаз σА-В исчезает.
Смачивание – это явление, возникающее при соприкосновении жидкости с поверхностью твердого тела или с другой жидкостью. Оно позволяет выявить сродство адгезива к субстрату, то есть является разновидностью адгезии к взаимодействию типа, Ж-Т. Число фаз, которое участвует в смачивании может быть различным. В зависимости от их количества различают:
• иммерсионное смачивание. Оно наблюдается при полном погружении твердого тела в жидкость. В нем участвуют две фазы – твердая и жидкая. Оно реализуется при смачивании порошков и мелких частиц;
• контактное смачивание. При этом виде смачивания могут взаимодействовать три фазы (Т-Ж-Г) или четыре фазы (Т-Ж1-Ж2-Г). При этом вторая жидкость не смешивается с первой и имеет большую плотность.
Жидкость при контакте с твердым телом принимает такую форму, при которой по ее контуру устанавливается равновесие трех сил поверхностного натяжения:
• сила σт-г на границе раздела твердое тело – газ, которая способствует растеканию капли жидкости;
• сила σт-ж на границе жидкость – твердое тело препятствует растеканию капли жидкости;
• сила σж-г на границе жидкость – газ стремится уменьшить поверхность капли жидкости. Она обусловлена силами когезии, действующими в капле. Эта сила направлена к поверхности твердого тела под углом Ө, поэтому вместо силы σЖ-Г берут ее проекцию на плоскость, то есть σЖ-Г·COSθ.
θ – это равновесный краевой угол смачивания.
Он определяется значением угла между поверхностью твердого тела и касательной в точке контакта с жидкостью.
Угол θ всегда отсчитывается в сторону твердой фазы. Все три силы в состоянии равновесия должны уравновешивать друг друга: σт-г = σж-г cosθ +σ т-г
8) Предложите какой-либо способ гидрофобизации поверхности кремнезема?
Нанесение ПАВ на поверхность кремнезема, при этом поверхность из гидрофильной станет гидрофобной
9) При уменьшении поверхностного натяжения, в результате чего происходит снижение поверхностной энергии?
Поверхностное натяжение является удельной поверхностной энергией => они зависят друг от друга. Уменьшение поверхностной энергии за счет понижения поверхностного натяжения связано с адсорбцией поверхностноактивных веществ на границе поверхностей раздела.
10) Как объяснить зависимость, устанавливаемую правилом Дюкло-Траубе?
Пов.акт. возр в 3.2 при удлинении цепи на CH2-увеличивается площадь, занимаемой молекулой ПАВ-большие молекулы экранируют больше полярных молекул воды, вызывая большее снижение пов.нат.
11) Какова причина возникновения избыточной поверхностной энергии?
Поверхностная энергия (Gs) – это избыток энергии в поверхностном слое на границе раздела фаз по сравнению с энергией в объеме этих фаз. Поверхностная энергия равна: Gs = σ·S, [ Дж ], Поверхностный слой существует только, если Gs > 0.
12) Какие вещества называют поверхностно-активными, каковы их основные свойства и по каким признакам их классифицируют?
ПАВ – это вещества, которые снижают поверхностное натяжение растворителя. К ним относятся большинство растворимых в воде органических соединений, обладающих дифильным строением, то есть состоят из двух различных частей: углеводородная цепь – неполярная и полярная функциональные группы –COOH-OH-CN-NH2. Полярные группы обращаются в водной фазе, втягиваясь в неё и взаимод. с диполями воды, углевод.цепь выталкивается из воды, обращаясь к менее полярной фазе. Внедряясь между диполями воды, молекулы ПАВ вызывают уменьшение межмолек.сил в пов.слое, что и приводит к снижению пов.нат.
Классификация ПАВ. 1. по способности к электролитической диссоциации: Ионогенные ПАВ диссоциируют в водных растворах на ионы, один из которых обладает адсорбционной (поверхностной) активностью, другие (противоионы) – адсорбционно неактивны(анионные, катионные, амфоитые ). Неионогенные ПАВ неспособны к электролитической диссоцации в водных растворах. 2. Цвиттер-ионные ПАВ содержат положительно заряженную (обычно аммониевую) и отрицательно заряженную (обычно карбосилат-ион) группу. Они обладают синергизмом , то есть усиливают поверхностную активность в смесях ПАВ. 3. По типу систем, которые они образуют при взаимодействии с растворяющей средой. Истинно-растворимые: они сохраняют молекулярную степень дисперсности и система остаётся гомогенной, относятся все водорастворимые орган.соед. которые имеют дифильное строение. Коллоидные: Эти ПАВ способны самопроизвольно при называемой критической концентрацией мицеллообразования (ККМ), в объеме раствора объединяться в мицеллы , то есть раствор из гомогенного переходит в гетерогенное состояние. 4. По растворимости: водорастворимые ПАВ, растворимы в воде, но плохо растворимы в неполярной жидкости; маслорастворимые хорошо растворяются в неполярной жидкости и нерастворимы в воде; растворимые и в воде, и в масле. 5. по происхождению: синтетические на основе нефтехимических технологий (моющие средства); природные-липиды с помощью ферментативных реакций. 6. по строению: неорганические-солями неорганических веществ, большой поверхностной активностью к данной конкретной границе раздела фаз; органические органические соединения с дифильным строением, их поверхностная активность меньше, чем у неорганических ПАВ, применяют для любой границе раздела фаз. 7. биоразлагаемости Биоразлагаемость – это время снижения концентрации ПАВ под действием биоорганизмов в определенное число раз(хорошо,средне,трудно) 8. Гидрофильно-липофильный баланс (ГЛБ)-характеризует соотношение между гидрофильными свойствами полярной группы и липофильными (жир) свойствами углеводородного радикала. Чем выше число ГЛБ, тем сильнее св-ва, сдвинутых в сторону полярных свойств.