Дисперсность и гетерогенность коллоидных систем

Истинные р-ры содержат молекулы, ионы или атомы, размеры кот. не >5*10-9 . При ↑ размеров частиц система становится гетерагенной т.е. состоящей из 2-х и более фаз. Такие системы наз. дисперсными. Выделяют дисперсную фазу (растворитель) и дисперсные фазы (растворенное в-во). В зависимости от дисп. Фазы все сис. делятся на : 1-молекелярнодисперсные, 2- коллоидные,3-взвеси. Дисперсная фаза и дисперсная среда могут находится в различных агрегатных состояниях (выделяют 9 систем). Для коллоидных систем характерны гтерогенность, многофазность и, дисп-ть, кот. опред-ся размерами и гепметрией частиц диспю фазы. Дисперсность – величина, обратная размеру частиц. По характеру взаимодействия между фазой и средой: леофильные (интенсивное вз.) и леофобные (нет вз.)

Поверхностное натяжения. Уравнение Гиббса- Гельмгольца

П.н- энергия переноса молекул из объема жидкости в приповерхностные слои или это энергия образования новой поверхности [σ]. На границе раздела ж/г силы межмолекулярное взаимодействие между молекулами наход-ся на поверхности неуравновешаны. Результивная сила взаимодействия направлена вглубь поверхности. Над действием этой силы жид-ть стремится к сокращению площади поверхности , а наим. S имеет сфера => жид-ть имеет такую поверхность. П.н. зависит от силы межмолекуляр-го взаимодействия у полярных жид-й . П.н имеет большое значение σ↓ с ↑tº и его можно рассчитать: σ =σ0-аΔT, а-поправочный коэф. σ зависит от (Поверхностно-активные вещества).ПАВ снижает σ . Зависимость σ от ПВА: σ=σ0-a Ln(1+bc), с- концентрация ПАВ; а и b- константы. Изменение σ под действием ПАВ влияет на смачиваемость ТВ. тел жид-ю это испол-ся при очистки. Тканей, Ме, при адсорбции которых на границе вода(жир,вода) тв. ↓σ жид-ти,что приводит к переходу загрязнений в вид капель в вод-ую среду

Адсорбция. Уравнение Ленгрюма. Адсорбция пав

Ад-я- разновидность сорбции т.е поглощение на поверхности раздела. Величину адсорбции А определяют как кол-во в-ва в поверхностном слое, приход-ся на ед. поверх-ти . Фундаментальной теорией Адср. Является теория Ленгрюма в основе => допущения : 1) адсорбция осуществляется на активных центрах поверх-ти, мол-лы адсорбируемого в-ва не взаимодействуют между собой; 2) На одну мол-лу адсорбанта приходится 1 мол-ла адсорб-го в-ва, т.е образуется мономолекулярный слой. Уравнение Люнг.:A=A∞Kp*c/1+Kp*c позволяет рассчитать конц-ю адсорбируемого в-ва и адсорбента, K(константа равновесия)=САВ/СА*СВ (А-адсорбнт, В-адсорбат). -Адсорб.-носит избирательный характер (актив. Уголь поглощает Cl2,а угальный газ нет) -Процесс адсорб.- экзотермический процесс => с ↑tº А↓. –Для регенерации адсорбента применяют пропарирование либо смыв. Наилучшей адсорбцион. способностью обладает пористые материалы(силикагель, древесный угаль) Адсорб. в очистки Н2О,окраска повер-ти, очистка пром. выбросов, в медецыне.

Адгезия. Смачивание. Ур. Дюпре-Юнга

Мач-ие- процесс взаимодействие 3 фаз на границе раздела тв/ж. В зависит от этого взаимодействии на повер-ти тв. в-ва, жидкая фаза может иметь виды:Округлую угол краевой Θ>90º то растекания нет (леофобна)

Растикающию угол краевой Θ<90º

Чем ↓ угол тем лучше смачиваимость повер-ти т.е она леофильнная.

Адгезный эффект смачиваемость,т.е слепление поверхностей разнороднх тв. и/или жид. тел. Для расчёта работы адгезии пользуются ур. Д-Ю: Wa=σ2,1(1+cosΘ) σ2,1-между ж. и тв., Wa-раота адгезии.

Методы получения дисперсных сис

Процессы диспергирования и конденсации сопровождаются возникновением новой поверхности, т.е ↑ удельной поверхности во много раз. При дроблении и измельчении материала разрушается в первую очередь ,в местах дефектов => по мере измельчения прочность частиц ↑. Недостатки дисп-ии (драбление и измел. ч.) невозможность получения высокодесперсных сис. (1-100 мм). Разрушение материалов м.б облегчено при использ-ии эффекта Ребиндера: адсорбционное понижение прочности с помощью ПАВ =.> облегчается деформирование и разрушение материала. Конденсация-обр-ие гетерогенной системы из гомогенной в => ассоциации (сцепления) молекул или ионов в различные агрегаты. Идёт на поверхности очень маленьких частиц . Чтобы она продолжалась необходимо, чтобы р-р был перенасыщенным. Степень перенасыщения для пара: γ=Р/Ps, Ps- над плоской поверх.,Р- над пересыщенном. Для жид.: γ=C/Cs, С-в пересыщенном р-ре, Cs-равновесная концентрация

Оптические св-ва дисперсных систем

Они связаны с поглощением рассеванием света в них. Рассеивание света идёт в сис-х, в которых его есть неоднородности. Так же рас-ие св. проходит и в газах и в жидкостях и в источниках рассевания. В них рас-е обусловлено неоднородностью плотности и концентрации. Впервые, рас-ие св. в дис. Сис. наблюдал Фарадей,потом Тиндаль, он выявил закономерности : свет распрост-ся в золях по конусу.

Коллоидные сис. свет рассеивают,но не отражают,т.к частицы дисп. фазы (раствор. в-ва) по своим размерам меньше длин волн видимого спектра (400-710мм)

Двойной электрический слой. Строение мицеллы

частица коллоидной системы. Она обра-ся из-за образования двойного электрического слоя при осаждении в-ва. При её образовании огромное значение имеет какое в-во взято в избытке для осаждения. Миц.- электрически нейтральна. KI при избытке К: AgNo3+KI=AgI↓+KNO3

{m[AgI]nI¯(n-x)K}¯xK

Коагуляция. Порог коагуляции коллоидных р-в

Процесс оседания коллоидных ч., в ходе которого агрегативное устойчивости ↓. Основной метод коа-и служит введениев коллоид. Сис-му электролита имеющего противоположные по отношению к заряженным коллоидным част-м. При као-и ч-ы укрупняются, слипаются и оседают. Мin концетрация электролита,при которой начинается коа-ия наз. порогом коагуляции: ν=С*V/W,C-конц. электролита,V-объём эл-та,W-объём золя. Коа-я может быть вызвана : ↑tº; ↑Р электролитов; мех-им воздействием; действием на данный золь противоположно заряженным золем; строением золя за счёт протекания реакции. Искусственно вызванные выпадения осадков из ком. явл-ся примером коа-ии аэрозолей воды при действии электролитов. Правило Шульце-Гарди: чем ↑ заряд иона коагулянта,тем при меньшей концетрации он способен вызвать коагуляцию. Огромное значение коаг-ии имеет в процессе очистке промышленных петьевых вод. Используют чаще всего соли AL и Fe3