2.Дисперсні системи класифікація.Ступінь дисперсності. Колоїдні системи (розчини).Нанофізика, нанахімія, нанотехнології.

Дисперсна система – гетерогенна система з двох або більше фаз з сильно розвиненою поверхнею розділу між ними.

Фази дисперсної системи не змішуються між собою і не реагують – тому між ними існує поверхня розділу цих фаз. Одна фаза (дисперсна фаза) розподілена в іншій (дисперсійне середовище). Фази можна розділити між собою фізичними способами: коагуляція, пептизація та ін.

Як правило, дисперсна система – це колоїдний розчин або розчини високомолекулярних сполук (ВМС).

Класифікація дисперсних систем за розміром частинок дисперсної фази

r > 100 нм – грубодисперсні системи (механічні суміші);

1 < r < 100 нм – тонкодисперсні системи (колоїди);

r < 1 нм – істині розчини.

Характеристиками дисперсності є також ступінь дисперсності D – величина, обернена поперечному розміру частинок м^–1, і питома поверхня S_пит. Питому поверхню обчислюють як відношення між фазної поверхні S до об’єму дисперсної фази V:S_пит=S/V, м^–1.

Колоїдні системи – мікрогетерогенні дисперсні системи (проміжний стан між справжніми розчинами й грубо-дисперсними системами), що складаються з дуже подрібнених частинок (від 1 до 1000 нм), рівномірно розподілених (розосереджених) в однорідному середовищі або фізично однорідні системи, що містять макромолекули як один з компонентів (молекулярний колоїд).

Нанотехнологіями – в широкому значенні слова прийнято називати міждисциплінарну область фундаментальної і прикладної науки, в якій вивчаються закономірності фізичних і хімічних систем протяжністю порядку декількох нанометрів або часток нанометра (діаметр людської волосини становить близько 80 тис. нанометрів).

Нанотехнологя – це наука і технологія колоїдних систем, це колоїдна хімія, колоїдна фізика, молекулярна біологія, вся мікроелектроніка, принципова відмінність колоїдних систем до яких належать: хмари, кров людини, молекули ДНК і білків, транзистори, з яких збираються мікропроцесори, в тому що поверхня таких частинок або величезних молекул в мільйони разів перевершує обсяг самих частинок, такі частки займають проміжне положення між справжніми гомогенними розчинами, сплавами, і звичайними об’єктами макросвіту як то стіл, книга, пісок.

3.Поверхневі явища. Пар.Міцели. Адсорбція. Адсорбція електронів. Адгезія.Когезія.Принцип друкарського офсетного процесу.

Поверхневі явища – фізичні та хімічні явища на межі двох фаз, які обумовлені тим, що, на відміну від об’єму фази, поблизу поверхні розділу молекули оточені іншими молекулами нерівномірно і взаємодіють не тільки одна з одною, але й з молекулами суміжної фази.

До поверхневий явищ належать адгезія, адсорбція, капілярні явища, когезія, змочування, тертя та ін.

Поверхневі явища пов’язані з поверхневим натягом і обумовлені викривленням рідинної поверхні розділу називають капілярними явищами.

Регуляторами поверхневих явищ. виступають поверхнево-активні речовини (ПАР), які впливають на поверхневу енергію та поверхневу активність. Особливо велику роль відіграють ПАР у колоїдних системах.

Поверхневі явища мають велике значення у процесах, пов’язаних зі змочуванням і капілярними явищами, хімічному захисті від корозії, в металургії, при руйнуванні гірських порід, контактних взаємодіях, електричних і електрохімічних явищах на поверхні твердих тіл.

ПАР – речовини, що адсорбуються на поверхні поділу фаз. ПАР знижують між фазову вільну поверхневу енергію (поверхневий натяг). ПАР поділяють на 3 основні групи: йонні (катіонні, аніонні) та нейонні.

Будь яку ПАР йонну речовину можна розділити на голову (полярна) і хвіст (не полярна).

Хвіст являє собою гідрофобну частину, а голова – гідрофільну.

Адсорбція – вибіркове поглинання речовини з газового чи рідкого середовища поверхневим шаром твердого тіла (адсорбенту) чи рідини. Компонент що поглинається, який вміщується в суцільному середовищі (газі, рідині), називають адсорбтивом, а той що вміщується в адсорбенті – адсорбатом. Наприклад, активоване вугілля адсорбує гази. Це явище треба відрізняти від абсорбції.

Адсорбція електролітів виходить за рамки розглянутих вище теорій. Це обумовлено тим, що адсорбент може по-різному адсорбувати йони, на які розпадається молекула електроліту.

На твердій поверхні адсорбента адсорбуються переважно йони одного типу. Вибірковість адсорбції визначається багатьма факторами.

1. За зростаючою здатністю адсорбуватися на поверхні адсорбента йони можна розташувати у такі ряди:

а) одновалентні катіони:

Na <К < Kb < Cs ;

б) двовалентні катіони:

Mg < Са < Сг < Ва ;

в) одновалентні аніони:

Br < ГчОз < J < CNS .

Іншими словами, для йонів з однаковим зарядом адсорбційна здатність зростає зі збільшенням радіуса йона.

2. Чим вищий заряд несе йон, тим сильніше він притягується

до мікроділянок поверхні.

а) катіони однієї речовини:

Lr < Сг < Сг ;

б) катіони різних речовин:

Са < А1 < In .

3. Для колоїдної хімії особливий інтерес представляють процеси адсорбції йонів, що відбуваються у розчині на поверхні адсорбента, до складу якого входять йони тієї ж природи. Процес адсорбції в цьому випадку можна розглядати як кристалізацію, тобто як добудовування кристалічної решітки адсорбента здат ними адсорбуватися йонами. У цьому механізмі виконується правило Панета-Фаянса.

Змочування – дія до властивості змочуваності.

Змочування відбувається, наприклад, при змішуванні корисної копалини, гірської породи тощо з водою, пульпою, реагентом.

Про рідину, яка розпливається тонкою плівкою по твердому тілу, кажуть, що вона змочує дане тверде тіло.

Адгезія – зчеплення (прилипання, злипання) приведених в контакт різнорідних твердих або рідких тіл (фаз).

Когезія – зчеплення одна до одної частин того самого твердого тіла або рідини при їхньому контакті. Когезія зумовлена силами міжмолекулярного (міжатомарного) притягання різної природи, кількісною характеристикою чого є енергія когезії, яка еквівалентна роботі віддалення на безкінечну відстань когезійно зв’язаних частинок.

Принцип друкарського офсетного процесу

Вся друкарські процеси складаються з декількох основних операцій, якщо виключити багато-чисельні підготовчі і допоміжні роботи то його можна уявити у вигляді схеми:

Розкочування фарби

↓

Нанесення фарби на форму

↓

Подача паперу до форми

↓

Друкування (нанесення фарби)

↓

Закріплення фарби на відбитку

↓

Виведення відбитку

При плоскому офсетному друці ґрунтується на тих самих явищах, що й при високому прямому друці, але має свої особливості. Перед накочування друкарської фарби на форму наноситься зволожувальний розчин. Під час тиску друкарська форма входить у контакт з гумотканинною пластиною, що виконує функцію декеля , і передає на неї фарбу та зволожувальний розчин. І в свою чергу гумотканинна пластина утворює зону контакту з папером, який сприймає з пластини частину фарбового шару.

Білет 12