
- •2. Особенности адсорбции на поверхности твердого адсорбента. Уравнение Фрейндлиха, его анализ и определение констант уравнения.
- •3. Что понимается под поверхностным слоем, поверхностной энергией и поверхностными явлениями. Какие параметры относятся к количественным характеристикам дисперсности? Дайте их полную характеристику.
- •4. Представьте, что Вам необходимо сделать доклад по теме: “Суспензия”. Напишите план доклада и в соответствии с ним составьте тезисы доклада.
- •5. Что понимается под поверхностным натяжением и как оно зависит от природы веществ, образующих поверхность раздела фаз?
- •6. Что такое капиллярное давление? Каковы причины его возникновения? Вывод и анализ уравнения Лапласа.
- •8. Поверхностное натяжение: причины возникновения, его физический смысл с термодинамической и силовой точек зрения, определение и методы измерения.
- •9. Что такое агрегативная устойчивость? Факторы, обеспечивающие агрегативную устойчивость лиофобных золей.
- •10. Характеристика порошков как дисперсных систем. Какие порошки обладают более высокой текучестью – грубодисперсные или высокодисперсные? Какие порошки легче распылять гидрофильные или гидрофобные?
- •11. Влияние температуры на термодинамические параметры поверхностного слоя – Us , qs , σ, Ss. (Вывод и анализ уравнения Гиббса-Гельмгольца для поверхностного слоя).
- •12. Адгезия и когезия. Какими силами они обусловлены? Что понимается под работой адгезии и когезии? Вывод уравнений, используемых для вычисления работы адгезии (Дюпре) и работы когезии.
- •13. Что такое аэрозоли? Приведите примеры аэрозолей бытовых, атмосферных и промышленных.
- •14. Рассмотрите процесс смачивания в зависимости от соотношения работы адгезии и когезии (вывод и анализ уравнения Юнга-Дюпре).
- •15. Теория кинетики быстрой коагуляции м. Смолуховского: основные положения; вывод и анализ уравнения, представляющего кинетику изменения общего числа частиц в процессе коагуляции? (Схож с 74)
- •16. Каковы условия поднятия жидкостей в капиллярах? Какова роль этого явления в природе и технике?
- •19. Рассмотрите возможные механизмы возникновения двойного электрического слоя (дэс) на границе раздела твердое тело – раствор.
- •21. В чем заключается инверсия смачивания? Какое практическое значение имеет это явление?
- •22. Какие величины используют для количественного описания адсорбции? Дайте определение этих величин и покажите, как их можно вычислить в общем виде.
- •23. Почему в случае смачивания капилляра жидкость в нем поднимается, а при несмачивании, наоборот, опускается?
- •25. Какие поверхностные явления сопровождают технологические процессы? Перечислите и дайте их краткую характеристику.
- •26. Теория мономолекулярной адсорбции Ленгмюра: основные положения теории, вывод уравнения изотермы адсорбции и ее анализ.
- •29. Смачивание: покажите взаимосвязь между адгезией и способностью жидкости смачивать твердую поверхность. В чем состоит различие между явлениями адгезии и смачивания?
- •30. Чем объяснить, что концентрация кислорода в воздухе земной атмосферы уменьшается в два раза при удалении от поверхности Земли на 5 км, а суспензии гуммигута на высоте 30 мкм?
- •31. По каким признакам классифицируют дисперсные системы? Привести их классификацию по всем классификационным признакам.
- •32. В чем заключается сущность ионообменной адсорбции? Какое состояние называется ионообменным равновесием? Какая величина его характеризует?
- •33. Что такое расклинивающее давление и каковы причины его возникновения? Назовите составляющие расклинивающего давления и охарактеризуйте их.
- •34. Адсорбция на границе раздела раствор – газ (воздух). Вывод и анализ уравнения адсорбции Гиббса для разбавленных растворов бинарной системы.
- •35. Зависимость термодинамической реакционной способности от дисперсности.
- •37. Кинетическая устойчивость. Связь между кинетической устойчивостью и гипсометрическим законом.
- •38. Как, используя уравнение Шишковского, можно определить константы уравнения Ленгмюра (к и а).
- •40. Свойства поверхностей жидких и твердых тел. Каковы особенности адсорбции пав из растворов на поверхности твердого тела?
- •41. Дайте сравнительную характеристику мономолекулярной и полимолекулярной адсорбции. Приведите основные типы изотерм для полимолекулярной адсорбции.
- •42. Дайте характеристику двойного электрического слоя на границе раздела фаз твердое тело – раствор. Как изменяется потенциал в этом слое с расстоянием от поверхности твердой фазы?
- •43. Что понимается под термином “разрушение дисперсной системы”, какая устойчивость при этом теряется? Правила электролитной коагуляции лиофобных золей.
- •44. Капиллярные явления. Поднятия и опускания жидкости в капиллярах: уравнение Жюрена, его вывод и анализ.
- •46. Поверхностная энергия и равновесная форма тела: правило Гиббса-Кюри для твердых и жидких тел.
- •47. Электрокинетические явления 1-го рода, история их открытия и практическое приложение. Как по скорости электрофореза и электроосмоса можно вычислить электрокинетический потенциал?
- •48. Как объяснить зависимость, установленную правилом Дюкло-Траубе?
- •50. Дайте полную характеристику дисперсной системы. Классификационная характеристика этих систем по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды, по виду дисперсной фазы.
- •51. Представьте, что Вам необходимо сделать доклад по теме “Эмульсии”. Напишите план доклада и составьте к нему тезисы.
- •55. Каковы возможные механизмы образования на поверхности раздела фаз двойного электрического слоя.
- •57. Составьте задачу, для решения которой нужно использовать правило Панета-Фаянса.
- •58. Чем обусловлено светорассеяние в дисперсных системах и истинных растворах? Какими параметрами характеризуют рассеяние света в системе?
- •59. Электрокинетические явления 2-го рода: история их открытия, характеристика и практическое приложение.
- •61. Какова взаимосвязь давления насыщенного пара с кривизной поверхности: вывод и анализ уравнения Томсона-Кельвина.
- •63. Каков физический смысл термина “поверхностная активность”? к каким веществам применяется этот термин? Дайте их характеристику и приведите полную классификацию по всем классификационным признакам.
- •64. Дайте характеристику коллоидных растворов (золей) по всем классификационным признакам. Чем они отличаются от суспензий. Приведите примеры таких систем.
- •65. Что представляет собой релаксационный эффект, электрофоретическое торможение и поверхностная проводимость? Как их нужно учитывать при определении величины -потенциала?
- •70. Какая связь существует между уравнениями Гиббса и Ленгмюра? Напишите уравнение, выражающее эту взаимосвязь, и поясните физико-химический смысл входящих в него величин.
- •72. Что представляют собой потенциальные кривые взаимодействия между коллоидными частицами? Как на их основе объясняют явление коагуляции?
- •75. Что понимается под работой адсорбции? Как, используя это понятие, можно объяснить связь поверхностной активности пав с длиной углеводородного радикала в молекуле пав (правило Дюкло-Траубе).
29. Смачивание: покажите взаимосвязь между адгезией и способностью жидкости смачивать твердую поверхность. В чем состоит различие между явлениями адгезии и смачивания?
Адгезия и смачивание — это Две стороны одного и того же явления, возникающего при контакте жидкости с твердой поверхностью. Адгезия обусловливает взаимодействие между твердым телом и находящейся в контакте с ним жидкостью, а смачивание— это явление, которое имеет место в результате этого взаимодействия
Смачивание происходит на границе 3 фаз из которых одна является твердым телом, а 2 другие -либо не смешивающимся жидкостями ,либо жидкость и газ. Причем в последнем случае не только капли жидкости может быть окружена газообразной средой ,но и пузырек воздуха может контактировать с твердой поверхностью в окружении жидкой фазы.
Адгезия определяется взаимодействием на границе раздела фаз . Это взаимодействие зависит от величин которые обуславливают свойства поверхностей.
Различие между поверхностными явлениями смачивания и адгезии заключается в том, что смачивание происходит при наличии сопряженных фаз — газовой, жидкой и твердой, а адгезия имеет место между двумя фазами — жидкой и твердой — после удаления газа, т. е. после смачивания.
Смачивание предполагает наличие хотя бы одной жидкой фазы и обусловлено адгезионным взаимодействием. В то же время адгезии между двумя твёрдыми телами почти всегда способствует пердварительный перевод хотя бы одной из фаз в жидкое состояние для увеличения интенсивности молекулярно-кинетического движения и осуществления необходимого контакта.
30. Чем объяснить, что концентрация кислорода в воздухе земной атмосферы уменьшается в два раза при удалении от поверхности Земли на 5 км, а суспензии гуммигута на высоте 30 мкм?
Изменение концентрации с высотой при прочих равных условиях тем более сильно, чем больше масса частиц. Так, в суспензии гуммигута частицы обладают радиусом порядка десятитысячных долей миллиметра, т. е. их масса в миллиарды раз превосходит массу молекул воздуха (точнее — азота и кислорода). В такой суспензии уменьшение концентрации наполовину происходит на высоте не 5 км, как у воздуха, а всего лишь 30 мк (30 микронов), т. е. на высоте, в 160 000 000 раз меньшей. Следовательно, в этой суспензии при равновесии градиент падения концентрации с высотой очень велик, и на каждые 30 мк высоты концентрация уменьшается в два раза, т. е. на высоте 0,6 мм концентрация меньше в миллион раз.
31. По каким признакам классифицируют дисперсные системы? Привести их классификацию по всем классификационным признакам.
Дисперсные системы — это гетерогенные смеси двух и более составных частей, с высокоразвитой поверхностью раздела между ними.
Классификация по характеру взаимодействия частиц дисперсной фазы между собой или по подвижности частиц дисперсной фазы
Связнодисперсные системы: в этих системах частицы дисперсной фазы могут взаимодействовать засчет межмолекулярных сил, образуя в объеме системы пространственную сетку, называемую каркасом(структурированная система), расстояние между частицами меньше их размеров. Они не могут свободно перемещаться в среде и совершать колебательные движения. По своим свойствам они близки к твердым телам, но их нельзя смешивать с дисперсными системами, в которых частицы не могут перемещаться из-за высокой вязкости среды. Концентрация частиц дисперсной фазы, при которой в системе начинается процесс стуктурообразования получил название концентрация перколяции.
Связнодисперсные системы классифицируют по размеру пор. Они делятся на микропористые(до 2нм), мезопористые(2-50нм), макропористые(более 50нм). По размеру пор эти системы могут быть однородные или разнородные, по жесткости структуры - жесткие и набухающие.
Свободнодисперсные системы:это бесструктурные системы, между частицами дисперснй фазы отсутствует взаимодействие, т.к. они значительно отдалены друг от друга. Для них характерно то, что расстояние между частицами гораздо больше их радиуса. Частицы дисперсно фазы свободно перемеаются в дисперсионной среде в результат Броуновского движения или под действием силы тяжести. По своим молекулярно-кинетическим свойствам эти системы подобны истинным растворам. Они обладают текучестью. К ним относят все разбавленные дисперсные системы(золи, суспензии, пены, аэрозоли)
Свободнодисперсные системы классифицируют по размеру частиц дисперсной фазы.
Классификация по фракционному составу частиц дисперсной фазы. по однородности частиц или их разности
Монодисперсная- все частицы дисперсной фазы имеют одинаковые размеры
Полидисперсное -размеры частиц дисперсной фазы разные и лежат в области от rmin до rmax
Классификация по характеру взаимодействия сплошной среды и дисперсной фазы
Все дисперсные системы образуют две большие группы – лиофильные и лиофобные.
Лио – жидкость, филио – любить, фобио – отторгать.
1) лиофильные (гидрофильные) системы характеризуются высокой степенью сродства дисперсной фазы и дисперсионной среды. В таких системах силы межмолекулярного взаимодействия на межфазной границе преобладают над силами межмолекулярного взаимодействия в объеме фазы. Системы образуются самопроизвольно, термодинамически устойчивы.
К лиофильным системам относятся растворы высокомолекулярных соединений (пектина, агароида, крахмала, белков) и коллоидных поверхностно-активных веществ (мыла).
2) лиофобные (гидрофобные) – системы, в которых межмолекулярное взаимодействие частица – среда невелико. Такие системы считают термодинамически неустойчивыми. Для их образования необходимы определенные условия и воздействие извне. Для увеличения устойчивости в них вводят стабилизаторы. Большинство дисперсных систем хлебопекарного, макаронного, кондитерского, сахарного производств относятся к этим системам.
Классификация дисперсных систем по виду дисперсной фазы
вид |
пример |
Схемы измерений |
представители |
Трехмерное |
Тв.частицы Пузырьки газа |
дисперсность этих систем характеризуется 3 размерами о взаимном перпендикулярном направлении
|
порошки цемента ,бетона, мука, молоко, майонез |
двухмерное |
Нити, волокна ,капилляры, поры |
дисперсность характеризуется размерами 2 взаимно перпендикулярном направлении
|
древесина ,пористые тела ,хлеб ,волосы,ткани |
одномерное |
тонкие пленки на твердых телах , мембраны |
характеризуется только толщиной мембраны
|
тонкие пленки (мембраны), жидкие пленки на твердых телах |