61. Какова взаимосвязь давления насыщенного пара с кривизной поверхности: вывод и анализ уравнения Томсона-Кельвина.

62. Что понимается под устойчивостью дисперсной системы? Назовите и дайте характеристику всех видов устойчивости, какая из них теряется при коагуляции и какие причины могут ее вызвать? Дайте характеристику всех видов коагуляции, которые Вы знаете?

Под устойчивостью дисперсной системы понимают неизменность во времени ее основных параметров: степени дисперсности и равномерного распределения частиц дисперсной фазы в дисперсионной среде.

Устойчивость дисперсных систем делят на кинетическую (седиментационную), агрегативную, фазовую и поверхностную.

Кинетическая устойчивость – это способность дисперсной системы сохранять равномерное распределение частиц дисперсной фазы по объему системы, то есть противостоять действию силы тяжести и процессам оседания или всплывания.

Агрегативная устойчивость – это способность системы сохранять неизменно во времени размеры частиц и их индивидуальность(противостоять процессу укрупнения частиц).

По отношению к агрегации дисперсные системы делят на:

• термодинамически устойчивые – лиофильные системы, самопроизвольно диспергирующиеся и существующие без дополнительной стабилизации (р-ры коллоидных ПАВ, р-ры ВМС,бентонитовые глины). При образовании этих систем свободная энергия Гиббса уменьшается, ΔG<O;

• термодинамически агрегативно неустойчивые – лиофобные системы. Их неустойчивость обусловлена избытком поверхностной энергии, ΔG>O. Они не могут быть получены самопроизвольным диспергированием (золи, суспензии, эмульсии) и существуют только при наличии в системе электролита-стабилизатора.

Фазовая или конденсационная устойчивость. Под ней понимается прочность структуры агрегатов, образующихся при потери дисперсной системой агрегативной устойчивости. Неустойчивые конденсационно системы образуют агрегаты, в которых частицы теряют свою подвижность, но при этом их размеры сохраняются в течение продолжительного времени. Это объясняется наличием прослоек дисперсионной среды между частицами. Агрегаты с такой структурой способны вновь распадаться на отдельные частицы в результате пептизации. Конденсационно устойчивые системы в результате непосредственного контакта

частиц друг с другом образуют агрегаты с прочной структурой.

Поверхностная устойчивость. Во многих дисперсных системах поверхность раздела дисперсной фазы и дисперсионной среды может исходно находиться в неравновесном состоянии. Вследствие этого на поверхности самопроизвольно происходят процессы, в результате которых термодинамические параметры поверхности достигают равновесных значений или приближаются к ним. Это может происходить, например, за счет процессов адсорбции поверхностно-активных веществ.

Виды коагуляции. см вопрос 27!!!

63. Каков физический смысл термина “поверхностная активность”? к каким веществам применяется этот термин? Дайте их характеристику и приведите полную классификацию по всем классификационным признакам.

Оно характеризует природу вещества. Чем сильнее уменьшается натяжение с ростом концентрации, тем выше поверхностная активность вещества. По физическому смыслу поверхностная активность - это сила, удерживающая вещество на поверхности, рассчитанная на единицу гиббсовской адсорбции [Дж*м/моль]. Поверхностная активность ПАВ обусловлена химической структурой их молекул. Они имеют несимметричное дифильное строение, т.е. состоят из двух различных частей: неполярной группы (углеводородная цепь) и полярной (представлена функционл. группами). Гидрофильные полярные группы обращаются к водной фазе, втягиваясь в нее, и тесно взаимодействуют с диполями воды. Гидрофобные неполярные обращаются к менее полярной фазе. Внедряясь между диполями воды, молекулы ПАВ вызывают уменьшение межмолекулярных сил в поверхностном слое, что и приводит к уменьшению поверхностного натяжения. Именно в этом и выражается свойство поверхностной активности ПАВ.

Классификация ПАВ: 1. а) ионогенные- ПАВ, способные к диссоциации в водных растворах на поверхностно-активные ионы и адсорбционно неактивные. Различают: 1)анионные (-), 2) катионные (+), 3) амфотерные( могут быть и анионными и катионными) б) неионогенные - не способны к электролитической диссоциации в водных растворах. Представители: сложные эфиры, содержащие этиленоксидные группы.

в) Цвиттер-ионные ПАВ - одновременно содержат положительно заряженную группу и отрицательную. При добавлении к другим видам ПАВ они увеличивают их поверхностную активность. 2. По типу системы, которая образуется при взаимодействии ПАВ с растворяющей средой: а) Истинно растворимые- большинство водорастворимых органических соединений, имеющих дифильное строение, независимо от концентрации вплоть до образования насыщенного раствора. Они сохраняют молекулярную степень дисперсности. б) Коллоидные - ионогенные и неионогенные. При определенной концентрации, называемой критической концентрацией мицеллообразования (ККМ) переходят в объеме раствора из истинного раствора в коллоидный, образуя мицеллы, представляющие собой ассоциаты ПАВ. 3. По растворимости: а) водорастворимые б)маслорастворимые в) водо- и маслорастворимые 4. По происхождению: а) синтетические - все ПАВ, на основе нефтехимических технологий. Находят применение в качестве моющих средств. б) Природные - полярные липиды. Их получают из природного сырья. 5. По строению: а) Органические- водорастворимые органические вещества с дифильным строением. Обладают относительно невысокой поверхностной активностью, но могу использоваться в качестве ПАВ для любых границ раздела фаз в области термической устойчивости. б) Неорганические- обладают большой поверхностной активностью для данной конкретной границы раздела фаз. 6. По биоразлагаемости: а) биоразлагаемые- уменьшение концентрации ПАВ в определенное число раз за короткий промежуток времени под действией биоорганизмов. б)Хорошоразлагаемые в) Трудноразлагаемые (катионные) г) Среднеразлагаемые