Общая химия. Ответы по методичке 441-488. Дисперсионная среда растворитель, в котором распределено вещество в раздробленном состоянии
 Скачать 32.98 Kb.
|
|
441) дисперсная система, дисперсная фаза, дисперсионная среда. дисперсная система:
Между дисперсной фазой и дисперсионной средой существует поверхность раздела 442) Понятие о степени дисперсности. Удельная поверхность фазы. для характеристики раздробленности дисперсной фазы советский физико-химик А.В.Думанский ввел понятие степень дисперсности σ, которая измеряется величиной, обратной среднему диаметру, или для несферических частиц величиной, обратной среднему эквивалентному диаметру d (м-1): σ=1/d 443) Классификация дисперсных систем по степени дисперсности. Грубодисперсные (больше 10-7м). Быстро оседают, видимы в микроскоп, остаются на бумажном фильтре, неустойчивы (суспензии, эмульсии, взвеси)
444) Сравнительная характеристика дисперсных систем с различной степенью дисперсности. Грубодисперсные: размер частицы дисперсной фазы >10-7м. степень дисперсности <107. Коллоидно-дисперсные системы: размер частицы дисперсной фазы 10-7-10-9. Степень дисперсности 107-109. 445) Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию фаз. Примеры. Газ(воздух, туман, пыль), жидкость(пена, эмульсия), ТВ тело( пенопласт, сплавы). 446) Классификация систем по характеру взаимодействия дисперсной фазы с дисперсионной средой. дисперсная фаза + дисперсионная среда= пример. Газ+газ=воздуз Газ+жидкость=пар Газ+ТВ=пыль Жидкость+газ=пена Жидкость+жид=эмульсия Жидкость+ТВ=суспензии ТВ+газ=ТВ пена ТВ+ж=ТВ эмульсия ТВ+ТВ=сплав 447) Условия получения веществ в коллоидном состоянии Дисперсная фаза должна обладать плохой растворимостью
448) Дисперсионные методы получения коллоидных систем. Дисперсионные методы – дробление вещества до коллоидной степени дисперсности:
449) Получение коллоидных растворов методом физической конденсации. Конденсационные методы – укрупнение молекул и ионов до размеров коллоидных частиц. Основой физической конденсации явл физическое воздействие. Для получения золя исп метод замены р-ля. Вначале готовят истинный раствор в-ва в летучем р-ле и добавляют к жидкости, в кот в-во нерастворимо. Летучий р-ль удаляют нагреванием. В рез-те происходит резкое понижение р-ти. М. в-ва конденсируются в частицы коллоидных размеров и образ коллоидный р-р. 450) Методы химической конденсации в получении коллоидных растворов. Окисление 2H2S + O2 = 2H2O + 2S
Ag2O + H2 = 2Ag0 + H2O
BaCl2 + K2SO4 = BaSO4 + 2KCl
FeCl3 + 3H2O = Fe(OH)3 + 3HCl Fe(OH)3 + HCl = FeOCl + 2H2O FeOCl =FeO+ + Cl-
Ca(OH)2 + H2SO4 = CaSO4 + 2H2O
При вливании спиртовых растворов серы, канифоли, в воду, в которой эти вещества плохо растворимы, они начинают конденсироваться в частицы коллоидных размеров и могут находиться во взвешенном состоянии 451) Получение коллоидных растворов пептизацией. Пептизация – процесс перехода вещества из осадка в золь при добавлении диспергирующих веществ (Al(OH)3, Fe(OH)3 + электролит) 452) Способы очистки коллоидных растворов от примесей. Диализ – основан на способности животных и растительных мембран пропускать ионы и задерживать коллоидные частицы (медленный)
453) Сущность диализа, электродиализа. Диализ – основан на способности животных и растительных мембран пропускать ионы и задерживать коллоидные частицы (медленный) 454) Особенности и применение компенсационного диализа,вивидиализа. Компенсационный диализ применяют, когда необходимо освободить к/р-р лишь от части низкомолекулярных примесей. В диализаторе р-ль зам р-ры Нмс, которые необходимо остановить в к/р-ре. На принципе вивидиализа основано действие искусственной почки. Диализирующий р-р содержит в одинаковых с кровью концентрациях в-ва, кот необходимо сохранить в крови. 455) Сущность и цели ультрафильтрации дисперсных систем. Ультрафитрация прим для очистки систем, содержащих частицы коллоидных размеров. В основе метода лежит продавливание разделяемой смеси через фильтры с порами, пропускающими только молекулы и ионы низкомолекулярных в-в. 456) Седиментация. От каких факторов зависит скорость седиментации частиц дисперсных систем? седиментация это оседание частиц дисперсной фазы под действием различных сил. Зависит от радиуса частицы, разности плотностей дисперсной фазы и среды, вязкости. Определение скорости оседания положено в основу седиментационного анализа, опред размер частиц и их фракционный состав. Седиментация исп для качественной оценки функционального состояния эритроцитов. 457) Седиментационный анализ.Сущность и назначение ультрацентрифугирования дисперсных систем. сед анализ прим для:
458) Броуновское движение. Факторы, влияющие на его интенсивность. Присуще частицам с размерами не более 10-6м
459) Уравнение Эйнштейна-Смолуховского для броуновского движения. Описывает броуновское движение ∆х = 2Дτ τ – время ∆х – среднее смещение (среднее расстояние, на которое сместится коллоидная частица в единицу времени) Д – коэффициент диффузии 460) Диффузия в коллоидных системах. Скорость диффузии. ∆m=-Д*(∆С/∆Х)*∆τ Скорость диффузии в случае коллоидных растворов во много раз меньше, чем в истинных (т.к. коллоидные частицы обладают большим размером и массой, чем отдельные молекулы или ионы) 461) Характеристика осмотического давления коллоидных систем. Осмотическое давление коллоидных растворов подчиняется закону Вант-Гоффа πосм = КБ · СV · T СV – частичная концентрация. Cv=mдф/mч*V Как правило, в 1 000 раз меньше осмотического давления истинных растворов 462) Светорассеяние в дисперсных системах. Уравнение Рэлея, анализ уравнения. Закон Релея I = I0 · K*(С · V2)/ λ4 I0 – интенсивность падающего света K – константа, зависящая от природы вещества С – частичная концентрация V – объем частицы λ – длина волн видимого света 463) Опалесценция. Эффект Фарадея-Тиндаля. Опалесценция – некоторая мутность раствора при рассмотрении его в отраженном свете; явление рассеяния света мельчайшими частицами
Зависит:
Окраска драгоценных камней (рубинов, изумрудов, сапфиров) Грубодисперсные золи золота – синяя окраска Большей степени дисперсности – фиолетовая Высокодисперсные золи – ярко красная 464) Факторы, влияющие на окраску золей. на окраску золей влияют длина волны падающего света, поглощение света, частичная концентрация, радиус частиц, вязкость. 465) Сущность ультрамикроскопии. Применение ультрамикроскопи для изучения свойств дисперсных систем. ультрамикроскопия:
466) Прямые электрокинетические явления: электрофорез и электроосмос (сущность явлений). Электрофорез – движение коллоидных частиц в электрическом поле к противоположно заряженному электроду
467) Практическое применение электрофореза. В технике и различных производствах:
468) Обратные электрокинетические явления: потенциал седиментации и потенциал протекания. обратные кинетические явления:
469) Понятие об электротермодинамическом и электрокинетическом потенциалах,их возникновение в коллоидных системах. Электрокинетический потенциал (ζ) – заряд гранулы – важнейшая характеристика коллоидных растворов, влияющая на их устойчивость. Разность потенциалов между дисперсной фазой и дисперсной средой – электродинамический потенциал(φ). 470) Уравнение Гельмгольца-Смолуховского для электрокинетического потенциала(дзета-потенциала). Расчет скорости движения коллоидных частиц в электрическом поле (U): U =Неζ/4πη U – скорость движения частицы Н – напряженность электрического поля е – диэлектрическая проницаемость среды η – вязкость среды 472) Объясните влияние температуры на величину дзета-потенциала (заряд гранулы) дисперсных систем. Температура (часть ионов из адсорбционного слоя выйдет в диффузный в результате теплового движения - ζ-потенциал увеличивается) 473) Объясните влияние разбавления на величину дзета-потенциала (заряд гранулы) дисперсных систем. Добавление к коллоидному раствору электролитов (сжимают диффузный слой, часть ионов из него переходит в адсорбционный и ζ-потенциал уменьшается)
474) Объясните влияние рН среды на величину дзета-потенциала (заряд гранулы) дисперсных систем. рН среды (и Н+ и ОН- хорошо адсорбируются на коллоидных частицах) 475) Понятие о кинетической устойчивости коллоидных растворов.Факторы, обусловливающие кинетическую устойчивость. Способность дисперсных частиц удерживаться во взвешенном состоянии под влиянием броуновского движения и противостоять действию сил тяжести Факторы кинетической устойчивости:
476) Понятие об агрегативной устойчивости коллоидных растворов.Факторы, обусловливающие агрегативную устойчивость. Способность частиц дисперсной фазы поддерживать определенную степень дисперсности (препятствовать образованию агрегатов) Факторы агрегативной устойчивости:
477) Понятие о старении и коагуляции коллоидных растворов. Факторы, вызывающие коагуляцию. Процесс объединения частиц в более крупные агрегаты Скорость коагуляции тем больше, чем меньше ζ - потенциал (меньше заряд частицы)
Концентрация золя Электрический ток Лучистая энергия Добавление электролитов 478) Механизм коагулирующего действия электролитов. Коагулирующим действием в электролите обладают те ионы, которые имеют заряд, противоположный заряду гранул
479) Порог коагуляции, коагулирующая способность электролитов.Правило "значности" Шульце-Гарди для коагуляции золей электролитами. Для начала коагуляции необходимо достичь порога коагуляции – некоторой минимальной концентрации электролита (ммоль/л), который нужно добавить к 1л золя, чтобы вызвать его явную коагуляцию. Правило значности Шульце Харди: Коагулирующая сила иона тем больше, чем больше его заряд
As2S3 – отрицательно заряженный золь K+ Ba2+ Al3+ 1 : 72 : 540 Fe(OH)3 – положительно заряженный золь Br- SO42- 1 : 60 Механизм коагулирующего действия: Сжатие диффузного слоя противоионов Избирательная адсорбция ионов Уменьшение ζ - потенциала Уменьшение расклинивающего действия дисперсионной среды Коагулирующая способность зависит от: От способности ионов адсорбироваться на коллоидных частицах От степени гидратации 480) Лиотропные ряды коагулирующей способности ионов. Коагулирующая способность зависит от: От способности ионов адсорбироваться на коллоидных частицах От степени гидратации Лиотропные ряды: Cs+ > Rb+ > K+ > Na+ > Li+ Ba2+ > Sr2+ > Ca2+ > Mg2+ > Be2+ Cl- > Br+ > NO3- > J- > CNS- 481) Чередование зон коагуляции коллоидных растворов. Сущность явления. Перезарядка наблюдается при добавлении, как правило, многозарядных ионов. Они обладают большой адсорбирующей способностью
482) Кинетика коагуляции золей под действием электролитов.Понятие о скрытой, явной, медленной, быстрой коагуляции. Скрытая коагуляция – при увеличении концентрации электролита начинается образование частиц низших порядков Явная коагуляция – видимые изменения золя (помутнение, изменение окраски)
483) Коагуляция золей смесями электролитов. Коагуляция смесями электролитов.
484) Явление привыкания при коагуляции золей, его механизм. При медленном добавлении электролита, или порциями через большие промежутки времени, коагуляция может не наступить Происходит образование новых химических соединений (пептизаторов), которые придают частицам достаточный ζ - потенциал 485) Взаимная коагуляция золей. Применение. Происходит, если смешать два коллоидных раствора, у которых частицы имеют противоположный заряд Применяется: Для очистки воды от частиц глины и органических примесей Аl2(SO4)3 + 6H2O = Al(OH)3+ + 3Н2SO4 золь 486) Коллоидная защита. Механизм коллоидной защиты. Коллоидная защита. При добавлении к гидрофобному золю высокомолекулярных веществ происходит их адсорбция на коллоидных частицах и образование агрегатов, обладающих гидрофильными свойствами (белки, углеводы, желатин, казеин, альбумин, коллоидные ПАВ) В присутствии высокомолекулярных веществ коллоидные растворы можно сконцентрировать вплоть до высыхания, а затем, добавив растворитель, снова получить коллоидные растворы – свойство обратимости 487) Количественная характеристика коллоидной защиты. количественная характеристика коллоидной защиты. «золотое число». Число мг сухого высокомолекулярного вещества, которое нужно добавить к 10 мл красного золя золота, чтобы предотвратить его коагуляцию при добавлении 1 мл 10% раствора NaCl Золотые числа условны, так как на защитное действие вещества влияет дисперсность золя, молекулярный вес защитного вещества, значение рН системы 488) Значение явления коллоидной защиты. При изготовлении лекарственных препаратов (колларгол и протаргол – защитные белки золей металлического серебра)
|