- •Изучаемые вопросы:
- •1. Предмет химии. Значение химии в изучении природы и развитии техники
- •2. Основные количественные законы химии
- •Вопросы для самоконтроля
- •Литература
- •Лекция 2 (2 ч)
- •Тема 1. Строение вещества. Периодическая система элементов д. И. Менделеева
- •Изучаемые вопросы:
- •1.1. Современная модель строения атома
- •1.2. Квантовые числа
- •Орбитальное квантовое число 0 1 2 3 4
- •1.3. Строение многоэлектронных атомов
- •1.4. Периодические свойства элементов
- •1.5. Периодическая система элементов д. И. Менделеева
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Литература:
- •Лекция 3 (2 ч)
- •Тема 2. Химическая связь и взаимодействия между молекулами
- •Изучаемые вопросы:
- •2.1. Общая характеристика химической связи
- •2.2. Типы химической связи
- •2.3.Типы межмолекулярных взаимодействий
- •2.4. Пространственная структура молекул
- •Число гибридных орбиталей равно числу исходных. При смешении s и р-орбиталей образуется две sp-гибридных орбитали, угол между осями которых равен 180°.
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Вопросы для самостоятельной работы:
- •Литература:
- •Лекция 4 (2 ч)
- •Тема 3. Агрегатное состояние вещества
- •Изучаемые вопросы:
- •3.1. Общая характеристика агрегатного состояния вещества
- •3.2. Газообразное состояние вещества. Законы идеальных газов. Реальные газы
- •3.3. Характеристика жидкого состояния вещества
- •3.4. Характеристика твёрдого состояния
- •Характеристики некоторых веществ
- •3.5. Типы кристаллических решёток
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Вопросы для самостоятельной работы:
- •Литература:
- •Лекции 5-6 (4 ч)
- •Тема 4. Энергетика химических процессов
- •Изучаемые вопросы:
- •4.1. Общие понятия термодинамики
- •4.2. Первый закон (начало) термодинамики. Внутренняя энергия системы. Энтальпия системы
- •4.3. Термохимия. Тепловые эффекты химических реакций
- •4.4. Закон Гесса и следствия из него
- •I путь.
- •II путь.
- •4.5. Основные формулировки второго закона (начала) термодинамики
- •4.6. Принцип работы тепловой машины. Кпд системы
- •4.7. Свободная и связанная энергии. Энтропия системы
- •4.8. Энергия Гиббса, энергия Гельмгольца и направленность химических реакций
- •Для определения температуры (Тр), выше которой происходит смена знака энергии Гиббса реакции, можно воспользоваться условием
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Литература:
- •Лекции 6-7 (4 ч)
- •Тема 5. Химическая кинетика и катализ
- •Изучаемые вопросы:
- •5.1. Понятие о химической кинетике
- •5.2. Факторы, влияющие на скорость химических реакций. Закон действующих масс
- •5.3. Классификация химических реакций по молекулярности и по порядку
- •5.4. Кинетические уравнения реакци первого и второго порядка
- •Поле интегрирования
- •5.5. Теория активизации молекул. Уравнение Аррениуса
- •5.6. Особенности каталитических реакций. Теории катализа
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Литература:
- •Лекция 9 (2 ч)
- •Тема 6. Химическое равновесие
- •Изучаемые вопросы:
- •6.1. Обратимые и не обратимые реакции. Признаки химического равновесия
- •6.2. Константа химического равновесия
- •6.3. Факторы, влияющие на химическое равновесие. Принцип Ле-Шателье
- •6.4. Правило фаз Гиббса. Диаграмма состояния воды
- •Правило фаз для воды имеет вид
- •6.5. Понятие о химическом сродстве веществ. Уравнения изотермы, изобары и изохоры химических реакций
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Литература:
- •Лекции 10-12 (6 ч)
- •Тема 7. Растворы. Дисперсные системы
- •Изучаемые вопросы:
- •7.1. Сольватная (гидратная) теория растворения
- •7.2. Общие свойства растворов
- •7.3. Типы жидких растворов. Растворимость
- •7.4. Свойства слабых электролитов
- •7.5. Свойства сильных электролитов
- •7.6. Классификация дисперсных систем
- •7.7. Получение коллоидно-дисперсных систем
- •7.8. Устойчивость коллоидных растворов. Коагуляция. Пептизация
- •7.9. Свойства коллоидно-дисперсных систем
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Литература:
- •Лекция 13 (2ч)
- •Тема 8. Кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства вещества
- •Изучаемые вопросы:
- •8.1. Особенности обменных процессов
- •8.2. Особенности окислительно-восстановительных процессов
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Литература:
- •Лекции 14-15 (4 ч)
- •Тема 9. Электрохимические системы
- •Изучаемые вопросы:
- •9.4. Электродвижущая сила гальванического элемента.
- •9.1. Общие понятия электрохимии. Проводники первого и второго рода
- •9.2. Понятие об электродном потенциале
- •9.3. Гальванический элемент Даниэля-Якоби
- •9.4. Электродвижущая сила гальванического элемента
- •9.5. Классификация электродов
- •9.6. Поляризация и перенапряжение
- •9.7. Электролиз. Законы Фарадея
- •9.8. Коррозия металлов
- •Лекция 16 (2 ч)
- •Тема 10. Органические полимерные материалы
- •10.1. Методы получения полимеров
- •10.2. Строение полимеров
- •10.3. Свойства полимеров
- •10.4. Применение полимеров
- •Литература:
- •Лекция 17 (2 ч)
- •Тема 11. Химическая идентификация и анализ вещества
- •11.1. Качественный анализ вещества
- •Некоторые реагенты для идентификации катионов
- •11.2. Количественный анализ вещества. Химические методы анализа
- •11.3. Инструментальные методы анализа
- •Атомно-эмиссионная спектроскопия – группа методов анализа, основанных на измерении длины волны и интенсивности светового потока, излучаемого возбужденными атомами в газообразном состоянии.
- •Вопросы для самоподготовки:
- •Литература:
7.8. Устойчивость коллоидных растворов. Коагуляция. Пептизация
Под устойчивостью коллоидного раствора понимают постоянство основных свойств этого раствора: сохранение размеров частиц (агрегативная устойчивость) и равномерное распределение частиц по всему объему (седиментационная или кинетическая устойчивость).
Лиофобные золи термодинамически неустойчивы, с течением времени происходит укрупнение коллоидных частиц, а затем выпадение их в осадок. Процесс слияния мицелл коллоидных растворов и выпадение их в осадок называется коагуляцией. Коагуляцию могут вызвать следующие факторы: изменение температуры (например, сильное охлаждение); механическое воздействие (например, интенсивное встряхивание или перемешивание); действие света и различного рода излучений; действие электрического заряда; действие электролитов, добавляемых к коллоидному раствору; добавление другого коллоидного раствора с зарядом гранулы противоположным заряду гранулы исходного золя.
Процесс коагуляции происходит в две стадии: скрытая коагуляция – при этом происходит укрупнение частиц, но не наблюдается внешних изменений; и явная коагуляция – при этом наблюдается изменение цвета, выпадение осадка, появление мути.
Правило Шульце-Гарди: коагуляцию коллоидных растворов вызывает не весь электролит, а только тот его ион, который противоположен по заряду гранулы. Причем чем выше заряд коагулирующего иона, тем меньше этого вещества необходимо для коагуляции.
Механизм коагуляции объясняет теория, предложенная И. П. Песковым. Согласно этой теории, ион, вызывающий коагуляцию отнимает сольватную (гидратную) оболочку от ионов диффузного слоя, которые переходят в дальнейшем в адсорбционный слой гранулы. Термодинамическая устойчивость системы снижается, увеличиваются силы притяжения между мицеллами, т. е. вандерваальсовы силы и уменьшаются силы отталкивания между ними (отталкивание происходит за счет наличия одноименного электрического заряда у коллоидных частиц). Следовательно, сталкивание мицелл приводит к их слиянию, и в конечном итоге – к коагуляции. Коагуляция золей способствует уменьшению площади поверхности частиц, и за счет этого – снижению свободной поверхностной энергии, а, следовательно, и увеличению термодинамической устойчивости системы.
Устойчивость коллоидно-дисперсных систем может быть достигнута за счет проведения диализа – процесса очистки коллоидных растворов от посторонних примесей, находящихся в дисперсионной среде. Этот процесс проводят в диализаторах. Простейший диализатор состоит из цилиндра, дно которого затянуто полупроницаемой мембраной. Цилиндр наполняют коллоидным раствором и помещают в сосуд с дистиллированной водой. Через мембрану проходят растворенные в воде примеси и задерживаются мицеллы.
Другой способ увеличения устойчивости коллоидных растворов это введение в них соответствующего высокомолекулярного вещества (например, белка, полисахарида, желатина и т.д.).
Процесс обратный коагуляции – пептизация. При пептизации частицы, находящиеся в рыхлом осадке, адсорбируют на своей поверхности одноименные заряды, отталкиваются друг от друга и переходят в раствор, образуя золь. Вещества, способствующие пептизации, называются пептизаторами. Например, пептизацию гидрозоля железа (Fe(OH)2), находящегося в осадке, можно вызвать, добавив раствор хлорида железа (III) FeCl3 . При этом на поверхности осадка начинают адсорбироваться ионы Fe+3, образуя диффузный слой. Частицы, находящиеся в осадке, отталкиваются друг от друга и переходят в объем во взвешенном состоянии образуя коллоидный раствор. Процесс пептизации проходит за счет увеличения сил отталкивания между частицами.