3.4. Контрольные вопросы для защиты работы

1. Что называют термодинамической системой?

2. Назовите главное свойство функции состояния системы?

3. Сформулируйте закон Гесса.

4. Что называют энтальпией образования соединения?

5. Какое следствие из закона Гесса используют в термодинамических расчетах?

6. Что называют скоростью химической реакции?

7. От каких факторов зависит скорость химического взаимодействия?

8. Сформулируйте основной постулат химической кинетики.

9. Какой физический смысл имеет константа скорости реакции?

10. Как правило Вант Гоффа и уравнение Аррениуса описывает влияние температуры на скорость реакции?

11. На основании принципа Ле Шателье объясните направления смещения равновесия обратимой реакции в опыте 3.4.

4. Поверхностные явления. Дисперсные системы

Дисперсные системы (ДС) – это микрогетерогенные системы, состоящие из двух и более фаз. Одна из фаз, сплошная (дисперсионная среда) а другие распределены в ней в виде микровключений (дисперсные фазы).

Дисперсные системы чрезвычайно распространены в живой и неживой природе и технологиях (почвы, сплавы, пищевые продукты, волокна, растительного и животного происхождения, краска и т.д.).

Они образуются в основном двумя путями: измельчения (дробления, размалывания, распыления) или конденсации (образование тумана, осадков при химических реакциях).

4.1. Классификация дисперсных систем

В качестве классификационных признаков используют дисперсность, агрегатное состояние, энергию межфазного взаимодействия и др.

Дисперсную фазу характеризуют дисперсностью – обратной величиной среднего размера частиц (D= 1/d).

Дисперсностью, например, характеризуют качество (степень) помола различных материалов, извести (СаО) и кварцевого песка (SiO₂) на предприятиях строительных материалов. Для производства силикатного кирпича дисперсность исходных минералов доводят до 3∙10⁶– 5∙10⁶м^–1.

По размеру частицсистемы разделяют нагрубодисперсные (d>10^–5м), системыпромежуточной дисперсности(10^–5 >d>10^–7 м) ивысокодисперсныеиликоллоидные(10^–7 >d> 10^–9 м). Последние могут иметь удельную поверхность до сотен м²/г.

Механические смеси (d> 10^–4м) к ДС не относят. Их частицы видны невооруженным глазом. Такие смеси легко разрушаются под действием гравитационного поля или при фильтрации на крупнопористых фильтрах.

Размеры дисперсных частиц не одинаковы. Это свойство ДС называется полидисперсностью.

При классификации по агрегатному состоянию дисперсионной средывыделяют три группы ДС, в которых дисперсионная среда является твердой жидкой и газообразной (табл. 4.1).

Если дисперсионной средой является вода, то ДС называют гидрозолями, если органический растворитель – то органозоли. И, наконец, аэрозоли, если дисперсионной средой является воздух (дым, туман).

Дисперсные системы по структурным свойствамклассифицируют с учетом их структурных свойств на два основных типа:

– свободнодисперсные системы, в которых частицы дисперсной фазы существуют отдельно друг от друга, не образуя агрегатов;

– связнодисперсные системы –гели, в которых отдельные частицы за счет сил межмолекулярного взаимодействия образуют агрегаты, объединяются в цепные, сетчатые, кольчатые структурные ассоциаты. Гели, в отличие от золей, не обладают текучестью. В качестве примеров могут служить гели кремниевых кислот (силикагели), гель гидроксида алюминия (обезвоженный алюмогель), застудневевший желатин и др.

Дисперсные частицы могут иметь самую различную форму, чаще всего неправильную. По форме частицдисперсной фазы различают ДС пластинчатодисперсные (слюда), капиллярнодисперсные (волокна) и корпускулярнодисперсные (суспензия мела в воде).

Таблица 4.1

Классификация ДС по агрегатному состоянию (Д. А. Фридрихсберг)

Диспер-сионная среда	Диспер- сная фаза	Тип системы	Примеры
Т	Т	Твердые коллоидные растворы	Минералы, сплавы (самоцветы, сталь)
	Ж	Пористые тела, капиллярные системы, гели	Влажные грунты, жемчуг, древесина
	Г	Пористые тела, капиллярные системы, ксерогели	Пемза, ячеистый бетон
Ж	Т	Золи, суспензии	Меловая побелка
	Ж	Эмульсии	Молоко, смазки
	Г	Газовые эмульсии, пена	Мыльная пена
Г	Т	Аэрозоль, дым	Табачный дым, угольная пыль
	Ж	Аэрозоль, туман	Туман, облака
	Г	Системы с флуктуациями плотности	Атмосфера Земли