МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ

СУМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ ПІДВИЩЕННЯ КВАЛІФІКАЦІЇ ВИКЛАДАЧІВ

Випускна робота

з дисципліни

"Педагогічні технології удосконалення навчального процесу у вищій школі"

Методичні вказівки до виконання самостійної роботи

з курсу "Фізична хімія"

Виконав викладач циклової

комісії загальнохімічних дисциплін

Хіміко-технологічного коледжу

імені Івана Кожедуба

Кокшайкина Г.І.

Перевірив

Волкова О.М.

Шостка

2009

Теми самостійної роботи №9 Колоїдна хімія

9.1 Дисперсні системи. Загальні положення. Класифікація дисперсних систем. Роль дисперсних систем у природі та техніці. [1, 286-290], [2, 268-270]

9.2 Грубодисперсні системи: піни, аерозолі, емульсії. Їх одержання, властивості і практичне використання. [1, 329-332], [2, 283-292]

9.3 Загальна характеристика розчинів полімерів. Порівняння їх властивостей з властивостями низькомолекулярних сполук та дисперсними системами. Термодинамічна стійкість розчинів полімерів. Розчини полімерів у природі та техніці. Адсорбція полімерів на різних матеріалах.

[1, 319-321,327-329], [2, 294-292,302-303]

Мета самостійної роботи:

- знати основні визначення дисперсних систем - дисперсна фаза і дисперсійне середовище;

- знати класифікацію дисперсних систем;

- знати роль дисперсних систем у природі та техніці;

- вміти дати характеристику грубодисперсних систем: піни, аерозолі, емульсії.

Їх одержання, властивості і практичне використання.

- вміти дати загальну характеристику розчинів полімерів;

-вміти порівняти властивості розчинів полімерів з властивостями низькомолекулярних сполук та дисперсними системами.

- вміти пояснити термодинамічну стійкість розчинів полімерів.

- знати приклади розчинів полімерів у природі та техніці.

ОПОРНІ ЗНАННЯ

Колоїдна хімія вивчає властивості дисперсних систем. Дисперсні системи гетерогенні і мають сильно розвинену поверхню.

Ступінь подрібненості речовини характеризується величиною питомої поверхні S₀, що дорівнює відношенню загальної поверхні частинок S до об’єму речовини V, яка подрібнюється. S₀ = S / V

Питома поверхня – це загальна поверхня всіх частинок речовини, загальний об’єм яких складає 1см³.

Якщо прийняти форму частинки у вигляді кубу з ребром l см, то питома поверхня складає

S₀ = S / V = 6 l ² / l ³ = 6 / l.

Для частинок у вигляді кулі радіусом r питома поверхня складає

S₀ = S / V = 4r² / 4/3r³ = 3 / r

Властивості грубодисперсних систем

Властивості	Емульсії	Піни	Аерозолі	Суспензії
Д.ф. / д.с.	рідина / рідина	газ / рідина газ /тверде тіло	рідина / газ тв.тіло / газ	рідина / тверде тіло
Видимість	у звичайний мікроскоп	неозброєним оком	у звичайний мікроскоп	у звичайний мікроскоп
Розміри	100-10000 нм	см	100-10000 нм	>1000 нм
Тип	масло у воді М/В вода у маслі В/М		Р/Г – туман Т/Г – дим,пил Т,Р/Г – смог
Спосіб одержання	диспергування у присутності емульгаторів	диспергування у присутності піноутворювачів. Рідко – конденсаційним	конденсаційний та диспергаційний без ПАР	конденсаційний та диспергаційний
Класифікація та властивості за вмістом дисперсної фази: розведені до 0,15% д.ф.	седиментаційна стійкість, є броуновський рух, ефект Тиндаля, електроосмос і електрофорез. Флуоресценція (дія УФ променів) та фосфоресценція (при взаємному переміщенні шарів)	кинетично нестійкі, не мають практичного значення	седиментаційна стійкість, є броуновський рух, ефект Тиндаля, електроосмос і електрофорез. Термофорез і термопреципітація – віддалення часток д.ф.від нагрітої поверхні та осідання на холодній. Фотофорез – рух часток д.ф. до або від джерела світла.	седиментаційна нестійкість, немає броуновського руху, ефекту Тиндаля. Характерні електроосмос і електрофорез.
концентровані до 74%	легка седиментація, коалесценція (злиття крапель дисп. фази)	Детергенти збільшують стійкість піни (час її існування) Кратність піни- β =Vпіни / Vрід		завис – повільна седиментація із-за ≈ густин д.ф. і д.с.
висококонцентровані > 74%	емульсії тверді, частинки д.ф. не сферичні. Обернення фаз (при механічній дії зливаються частинки д.ф. та розриваються д.с.). При відсутності обернення фаз емульсії втрачають текучість і нагадують тверді речовини			паста. Структурування – утворення з д.ф. просторової сітки, у вузлах якої - д.с. Гелеутворення – перехід у твердий стан при довгому спокої.
Способи руйнування	висалювання – дія сильних мінеральних кислот і солей; температури; силового поля (седиментація),електричного поля (електрофорез); ПАР-деемульгаторів.		Фільтрування, дія відцентрової сили (циклони), електрофільтри	Тиксотропія – руйнування геля з наданням текучості та втрата її у стані спокою. Синерезис – старіння (ущільнення) д.ф.
Стійкість			агрегативно нестійкі; седиментаційно стійкі	агрегативно нестійкі;

ПРИКЛАД РОЗВ’ЯЗАННЯ ЗАДАЧ

Приклад Визначити загальну площу поверхні частинок, якщо при подрібненні 1г сірки отримані частки: а) кубічної форми з довжиною ребра 10^-5 см; б) частинки сферичної форми з диаметром 2.10^-6 см. Густина сірки 2,07 г/см³.

Рішення: а) Для часток кубічної форми використовується формула S₀ = S / V = 6 / l.

S₀ = 6 / 10^-5 = 6.10⁵ см ^-1

Об’єм сірки розраховується за формулою V = m / 

V = 1 / 2,07 = 0,4831см³

Загальна площа поверхні складає

S₁ = 6.10^{5 .} 0,4831 = 2,9 ^. 10⁵ см² = 29м²

б) Для часток сферичної форми використовується формула S₀ = S / V = 3 / r

S₀ = 3 / r = 3 / 1.106 см ^-1

Загальна площа поверхні складає

S₂ = 3.10^{6 .} 0,4831 = 1,45 ^. 10⁶ см² = 145м².

ЗАВДАННЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ