билеты. Билет 19 Устойчивость, коагуляция и виды коллоидных растворов
 Скачать 302.06 Kb.
|
|
Билет 19 1.Устойчивость, коагуляция и виды коллоидных растворов. Устойчивость коллоидных систем с жидкой дисперсионной средой объясняется образованием на поверхности частиц достаточно развитых сольватных слоев из молекул дисперсионной среды. По П.А. Ребиндеру, сольватные оболочки обладают сопротивлением сдвигу. Разрушение (коагуляция) коллоидных систем связано с разряжением коллоидных частиц и уменьшением потенциала их поверхности, а также со сжатием двойного электрического слоя. Уменьшение двойного электрического слоя вызывает уменьшение электростатических сил отталкивания между частицами. При столкновении частицы соединяются и выпадают в осадок Виды: Суспензии (взвеси твердого вещества в жидкости) имеют исключительное значение в литейном производстве. К ним относятся глины в водных растворах, жидкоподвижные смеси, керамические растворы и т.д. Все суспензии седиментационно неустойчивы и процесс коагуляции усугубляется действием электролитов. Эмульсии (обе жидкости должны быть не растворимы или слабо растворимы друг в друге). В системе должен присутствовать стабилизатор (эмульгатор). Эмульсии всегда неустойчивы из–за избытка поверхностной энергии. Если нет эмульгаторов, происходит самопроизвольное образование агрегатов капелек с последующим слиянием (коалесценцией). В качестве эмульгаторов применяют ПАВ – поверхностно–активные вещества – жирные кислоты, мыло, порошки глины, сажи, гипса и т.п. Пены (образуются при диспергировании газа в жидкости в присутствии стабилизатора или пенообразователя). К типичным стабилизаторам водных пен относятся такие поверхностно–активные вещества, как спирты, жирные кислоты и мыла, белки и т.д. Агрегативная устойчивость пены определяется продолжительностью существования отдельного пузырька на поверхности жидкости, граничащей с воздухом. 2. Карбидообразование в поверхностном слое отливки. Содержание органических добавок в формовочной смеси повышают с целью предотващения окисления поверхности отливок в форме. При выгорании этох добавок образуется окись углерода, предохраняющий металл от окисления. Однако окись углерода сама может взаимодействовать с металлом с образованием карбидов. 3. Виды параллельных химических реакций. Параллельные реакции – это реакции, в которых исходные вещества могут реагировать более чем в одном направлении. 6KClO3→3KClO4+3KCl+3O2 – реакция разложения бертолетовой соли протекает по двум направлениям КClO3→1) KClO4+KCl →2) 2KCl+3O2 При увеличении давления реакция смещается в первом направлении, а с уменьшением – во втором. Рассмотрим случай, когда вещество разлагается по двум мономолекулярным реакциям. Скорость общей реакции будет определяться dV/dτ=dV1 /dτ+dV2 /dτ=K1(a–x)+K2(a–x) Билет 20 Поверхностные явления. Поверхностные натяжения и давление. Поверхностные явления — совокупность явлений, обусловленных особыми свойствами тонких слоёв вещества на границе соприкосновения фаз. К поверхностным явлениям относятся процессы, происходящие на границе раздела фаз, в межфазном поверхностном слое и возникающие в результате взаимодействия сопряжённых фаз. Поверхностное натяжение – это работа, которую необходимо затратить на образование новой поверхности Δ∑: σ = – AP,T /Δ∑; σ = – (∂ΔG/∂Δ∑)P,T ; σ = – (∂ΔF/∂Δ∑)V,T . Поверхностное давление – это влияние, которое оказывает поверхностные силы на процессы, протекающие в системе. Взаимодействие металла и его окислов с материалом формы. Спекание частиц формовочной смеси. Компоненты формовочной смеси взаимодействуют не только с металлом и его оксидами, но и друг с другом. Обычно подбирают смеси из однородных компонентов, но и в этом случае возможно спекание частиц под действием тепла отливки. Спекание смеси происходит по поверхности соприкосновения зерен, если расстояние между ними не превышает радиуса действия молекулярных сил. Размер этого радиуса составляет несколько десятков нанометров. Определим примерную площадь активного контакта частиц формовочной смеси, на которой начинается процесс спекания. Частицы формовочной смеси будем считать 46 шарообразными. Такое предположение без большой ошибки можно принять для Луховицкого, Правдинского, Байгузинского и других песков. Энергия активации Характеристикой направленности и вероятности протекания химической реакции является энергия активации (ΔЕ) – это минимальная величина энергии, которую надо сообщить системе для начала реакции. Впервые на неё обратил внимание Аррениус: dlnKv/dT=ΔE/RT^2 , где ΔE – разность энергий активных и неактивных центров исходных веществ или энергия активации. Аррениус считал ΔE истинной константой и при интегрировании получил Kv=Ae^-ΔE/RT , где А – константа, не зависящая от температуры (рис. 15). lnKv=lnA–ΔE/R*1/T tgφ=ΔE/R.  |