Лекция№3. Лекция 3. Физика и химия дисперсных систем
 Скачать 30.17 Kb.
|
|
Лекция №3. Физика и химия дисперсных систем. Дисперсными называют гетерогенные системы, в которых частицы одного вещ-ва называют дисперсной фазой равномерно распределенные в однородной среде другого вещ-ва называется дисперсной средой. По размеру частиц вещ-ва дисперсной фазы: 1нм=10-9м Грубодисперсные (низкодисперсные) – более 100нм Высокодисперсные (коллоидно-дисперсные)- 1-100нм По агрегатному состоянию дисперсные фазы и дисперсионные среды бывает 8 типов . По характеру взаимодействия частиц вещ-ва дисперсной фазы различают свободно и связно дисперсные системы: Свободнодисперсные – частицы свободно перемещаются Связнодисперсные – частицы связаны, образовано просторные структуры (Простокваша) По характеру взаимодействия дисперсные фазы и дисперсионные фазы различают Лиофильные(гидрофильные)- тяготеют Лиофобные(гидрофобные) Высокодисперсные гидрофобные системы с жидкой дисперсионной средой называют коллоидными растворами или «золями». Истинные растворы (размер менее 1км) Методы получения: Химические Пептизация Самопроизвольное диспергированное путем подбора соответствующего растворителя Диспергирования (дробление) – из грубодисперсных Физические механическое дробление ультразвуковые дробление электрическое дробление Конденсация(увеличение) – из истинных Химические Методы основанные на исполнение всех известных типов химических реакций (обмена, гидролиза) – не очень высокой конденсации Физические(методы) Конденсация паров (туман) Замена растворителя Условия получения вещества в коллоидных растворов: Не растворимость вещ-ва дисперсной фазы в данной дисперсионной среде Достижение коллоидной степени дисперсности. (1-100нм) Наличие стабилизатора Очистка коллоидных растворов: Диализ( по времени протекает крайне медленно, поэтому для его ускорения предложен электродиализ) Ультрафильтрация (для ускорения электроультрафильтрация) Гельфильтрация Свойство коллоидных систем: Молекулярно-кинетические (диффузные, осмотическое давление, определение распределение частиц по высоте)- синеметационные Оптические(отражение(только грубодисперсные) Светопоглощатели (избирательно) Светорассеивающие Рэлей количественно изучал процесс рассеивания. - интенсивность рассеянного света - объем частиц - частичная концентрация - длина волны 3. Электрические Электрофорез — это явление перемещение частиц вещества дисперсной фазы в постоянном электрическом поле относительно неподвижной дисперсии среды противоположно заряженных электронов. Электроосмос - это движение дисперсионный среды в постоянном электрическом поле противоположно-заряженных электронов. Потенциал течения противоположен электроосмосу Потенциал оседания (седиментации) противоположна электрофорезу Эти четыре явления называются электрокинетическими. Существование этих явлений доказывало, что если в целом любая дисперсионная система электронейтральна, то отдельные ее части из дисперсной фазы и дисперсионной среды противоположно заряжены. Мицеллярная теория строение гидрофобных золей. В этой теории коллоидные частицы – мицелла, а среда интермицеллярная жидкость. Если хорошо растворяется , то получить коллоидное состоянии не можем(например NH4Cl) Основа строения мицелла-агрегат. Устойчивость. Коагуляция коллоидных систем. Коллоидная защита. Агрегативная способность сохранять определённую степень дисперсности основой фактор определения устойчивости – наличие заряда на поверхности коллоидной частицы УСТОЙЧИВОСТЬ КОЛЛОИДНЫХ СИСТЕМ. Кинетическая способность находиться во взвешенном состоянии под влиянием Броуновского движения Основные факторы определения устойчивости – степень дисперсной системы Однако в результате внешнего воздействие может нарушаться в начале агрегативная, а затем и кинетическая устойчивость, и система начнёт разрушаться – процесс коагуляции. Можно вызвать механическое воздействие температурными изменениями pH среды, длительным диализом, концентрированием золя, облучениями, добавлениями электролитов. Наиболее чувствительным коллоидным системам присуще воздействие электролитов. ПРАВИЛА ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ КОАГУЛЯЦИИ. Любой электролит, но добавленный в определённой концентрации, называющейся пороговой, вызывает коагуляцию. Коагулирующими действиями обладает не весь электролит, а только тот его ионы, заряд которого противоположен заряду гранулы. Коагулирующая способность иона зависит от величин их зарядов. По правилу Шульца-Гарди: Чем больше заряд иона коагулянта, тем больше его коагулирующая способность Для иона с одинаковыми величинами заряда коагулирующая способность зависит от их размера. С увеличением концентрации добавленного электролита уменьшается электрокинетический потенциал(разность потенциала между гранулой и коагуляции), наступает минимальное его значение называемое критическим.( +- 30 мМоль) Электрокинетический потенциал- КОАГУЛЯЦИЯ СМЕСЕЙ ЭЛЕКТРОЛИТА. При коагуляции смеси электролиты могут действовать независимо,аддуктивно. Если коагулирующее действие одного подавляется в присутствии другого – антогонизм. Если одного усиливается присутствие другого - синергизм. ОСОБЫЕ СЛУЧАИ КОАГУЛЯЦИИ. При действии на золь много зарядных ионов часто наблюдается передавание зон коагуляции. Коллоидный иммунитет (явление привыкания) На процесс коагуляции оказывает влияние порядок добавления элементов. Если электролит добавлять медленно, небольшими порциями, то несмотря на введение его концентрации, даже превышающей пороговую, коагуляции не наблюдается Взаимная коагуляция. При смещение коллоидных систем с противоположно заряженной гранулы происходит их взаимная коагуляция. КИНЕТИКА ПРОЦЕССА КОАГУЛЯЦИИ. ТЕОРИЯ ЛДФО. Различают концентрационные и нейтрализованные механизмы. Коагулируют слабо заряженные системы, вступающих в химические взаимодействия с электролитами. (Нейтральным потенциальные….ионы) Коагулируют коллоидные системы, не вступающие в хим.взаимодействия с электролитами. (высоко заряженные системы) Коллоидные системы можно защитить от коагуляции. Ими обладают высокомолекулярные соединения. Абсорбируясь на поверхность коллоидных частиц. Они создают механический барьер, который препятствует слиянию. Гидрофильные системы покрываются гидратными оболочками из молекул воды. Защитные числа Золотой - число миллиграмм сухого высокомолекулярного соединения, которые следует добавить 10 мл красного золя золотой для превращения перехода окраски на синюю при добавлении 1мл 10% раствора NaCl. |