Курсач ммой. Физикохимические основы жидкостной хромотографии. Фазовые превращения в двухкомпонентной системе
Скачать 33.9 Kb.
|
БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Приборостроительный факультет Кафедра «Микро- и нанотехника» КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине «Физическая химия» на тему «Физико-химические основы жидкостной хромотографии. Фазовые превращения в двухкомпонентной системе» Исполнитель: студент группы 11310121 Сороко П. А. Руководитель: доцент, к.т.н. Колонтаева Т.В. 2023 Содержание ВВЕДЕНИЕ 3 1. Физико-химические основы жидкостной хроматографии 4 1.1 Коллоидная химия. Основные понятия 4 1.1.1 Коллоидная химия как наука 4 1.1.2 Основные понятия 4 1.2 Колоидные системы. Классификация. 5 1.2.1 Колоидные системы 5 1.1.2 Классификация колоидных систем 6 Список используемой литературы 8 ВВЕДЕНИЕКоллоидная химия – раздел физической химии, в котором рассматриваются процессы образования и разрушения дисперсных систем, а также характерные свойства, связанные в основном с поверхностными явлениями на границах раздела фаз в этих системах. Термин «коллоидная химия» связан с тем, что по традиции коллоидами называют наиболее высокодисперсные системы с предельно развитой поверхностью раздела фаз (коллоидные системы). В современном ее значение коллоидная химия является физико-химией дисперсных систем и поверхностных явлений. Основные направления современной коллоидной химии: 1. Термодинамика поверхностных явлений. 2. Изучение адсорбции ПАВ. 3. Изучение образования и устойчивости дисперсных систем, их молекулярно-кинетических, оптических и электрических свойств. 4. Физика-химическая механика дисперсных структур. 5. Разработка теории и молекулярных механизмов процессов, происходящих в дисперсных системах под влиянием ПАВ, электрических зарядов, механического воздействия и т.п. Также в коллоидной химии большую главу занимают золи. [10] Золи – высокодисперсная коллоидная система (коллоидный раствор) с жидкой (лиозоль) или газообразной (аэрозоль) дисперсных средой, в объёме в которой распределена другая (дисперсная) фаза в виде капелек жидкости, пузырьков газа или мелких твердых частиц, размер которых лежит в пределе от м. Имеется два типа золей: 1. Лиофобные золи 2. Лиофильные золи Эти два типа золей подвергаются двум процессом: устойчивость и коагуляция. Процесс коагуляции золя характеризуется определенной величиной скорости коагуляции, которую можно определить как изменение числа коллоидных частиц в единице объема за единицу времени. Скорость коагуляции золя электролитами зависит как от концентрации самого золя, так и от концентрации электролитов. Основным способом коагуляция для этих двух типов золей является коагуляция с помощью электролитов. Устойчивость золей – способность коллоидных частиц удерживаться во взвешенном состоянии, не подвергаясь седиментации. [6] 1. Физико-химические основы жидкостной хроматографии1.1 Коллоидная химия. Основные понятия1.1.1 Коллоидная химия как наукаПод коллоидной химией понимают науку о поверхностных явлениях и дисперсных системах. [3] К поверхностным явлениям относятся процессы, происходящие на границе раздела фаз, в межфазном поверхностном слое и возникающие в результате взаимодействия сопряженных фаз. Поверхностные явления обусловлены тем, что в поверхностных слоях на межфазных границах вследствие разного состава и строения соприкасающихся фаз и соответственно из-за различия в связях поверхностных атомов и молекул со стороны одной и другой фазы существует ненасыщенное поле межатомных, межмолекулярных сил. Дисперсные система – наиболее типичные и вместе с тем сложные объекты коллоидной химии, потому что в них проявляется все многообразие поверхностных явлений, формирующих особые объёмные свойства эти систем. Дисперсными системами является большинство окружающих нас реальных тел, поэтому есть основания называть науку о поверхностных явлениях и дисперсных системах физикой и химией реальных тел. Таким образом, коллоидная химия изучает наиболее распространенное в природе состояние тел – дисперсное состояние и его превращения. Универсальность дисперсного состояния, наличие внешней и внутренней поверхности у большинства реальных тел определяет фундаментальный и общенаучный характер коллоидной химии. Значение коллоидной химии исключительно велико, так как в ней изучаются не только общие вопросы познания физической сущности окружающего нас материального мира, но и вопросы, тесно и непосредственно связанные с проблемами самой жизни, поскольку все живое состоит из сложнейших комплексов веществ в коллоидном состоянии. [4] Коллоидная химия ставит своей задачей изучение физико-химических свойств: А. Всех высокодисперсных гетерогенных систем, кладя в основу поверхностные явления на границе фаз; Б. Высокомолекулярных и высокополимерных соединений — как в твердом состоянии, так и в состоянии раствора. [9] 1.1.2 Основные понятияДля коллоидной химии характерны два общих признака: гетерогенность и дисперсность. Все особые свойства, характерные для объектов коллоидной химии, является функциями или следствием гетерогенности и дисперсности. Гетерогенность или многофазность, выступает в коллоидной химии как признак, указывающий на наличие межфазной поверхности, т.е. поверхностного слоя – основного объекта этой науки. Гетерогенность качественно обусловливает характерные особенности дисперсных систем, являясь, таким образом, первичным признаком объектов коллоидной химии. Дисперсность (раздробленность) – второй признак объектов коллоидной химии – определяется размерами и геометрией частиц дисперсной фазы. Именно дисперсность является важнейшим признаком объектов коллоидной химии, ведь она придает новые свойства не только отдельным элементам дисперсий системы, но и всей дисперсной системе. Сопоставляя два основных признака коллоидной химии, необходимо отметить, что дисперсность является чисто количественным параметром, характеризующим степень раздробленности, размер межфазной поверхности; гетерогенность же в первую очередь указывает на качественную характеристику объектов, что более важно при установлении отличительных особенностей объектов той или иной науки. [4] Структурной и кинетической единицей коллоидных систем является не ион и не молекула в обычном смысле, а либо комплекс (агрегат), состоящий из большого числа обычных молекул, атомов или ионов, называемы мицеллой, либо макромолекула, т. е. молекула-полимер «гигантских» размеров, обладающая молекулярным весом в десятки и сотни тысяч углеродных единиц. [9] 1.2 Колоидные системы. Классификация.1.2.1 Колоидные системыКоллоидной системой (золем) называется гетерогенная система, в которой одна из фаз представлена мелкими частицами, равномерно распределенными в объеме другой однородной фазы. Это ультрамикрогетерогенные системы, состоящие из частиц дисперсной фазы – совокупности раздробленных частиц, размер которых лежит в пределах 10-9 м – 10-5 м, и непрерывной дисперсионной среды, в которой распределены эти частицы. Раздробленность дисперсной фазы характеризуется степенью дисперсности δ, которая является величиной, обратной среднему диаметру (м-1):
Удельная поверхность – это отношение общей площади поверхности дисперсной фазы Sд.ф. к еѐ общему объему или к ее массе:
Коллоидное состояние вещества имеет два основных признака ––дисперсность и гетерогенность. Для получения коллоидных растворов необходимо: 1)достичь коллоидной степени дисперсности; 2)подобрать дисперсионную среду, в которой нерастворимо вещество дисперсный фазы; 3)подобрать третий компонент – стабилизатор, сообщающий коллоидной системе устойчивость. В качестве стабилизаторов используют вещества, препятствующие агрегации (слипанию) коллоидных частиц в более крупные и выпадению их в осадок (небольшой избыток одного из реагентов, из которых получается вещество дисперсной фазы; ПАВ; белки; полисахариды). 1.1.2 Классификация колоидных системВ основе классификаций лежат различные свойства дисперсных систем: размер частиц дисперсной фазы, агрегатное состояние дисперсной фазы и дисперсионной среды, характер взаимодействия дисперсной фазы с дисперсионной средой, структурно-механические и др. свойства. Классификация по агрегатному состоянию фаз.
Дисперсной системы, у которой и дисперсная фаза и дисперсионная среда являются газами, не существует, так как газы неограничено растворимы друг в друге. Список используемой литературы1) Гельфман, М.И., Ковалевич, О.В., Юстратов, В.П. Коллоидная химия. – 5-е изд., стер. / М.И. Гельфман, О.В. Ковалевич, В.П. Юстратов ; – СПб.: Издательство «Лань», 2010. – 336с. 2) Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. Учеб. Для вузов. – 2-е изд., перераб. И доп. / Д.А. Фридрихсберг; – Л.: Химия, 1984. – 368с. 3) С.С. Воюцкий. Курс коллоидной химии. – 2-е изд., перераб. И доп. / С.С. Воюцкий; – М., «Химия», 1975. – 512с. 4) Фролов, Ю.Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и диспер- сные системы. Учебник для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. / Ю.Г. Фролов; – М.: Химия, 1988. – 464с. 5) Болдырев, А.И. Физическая и коллоидная химия. Учебное пособие для с.-х. вузов. / А.И. Болдырев; М., «Высш. Школа», 1974 – 504с. 6) Белик, В.В., Киенская, К.И. Физическая и коллоидная химия. – 9-е изд., стер. / В.В. Белик, К.И. Киенская; – М., Издательский центр «Академия», 2015. – 288с. 7) Лукьянов, А.Б. Физическая и коллоидная химия. – 2-е изд., перераб. и доп. / А.Б. Лукьянов; – М.: Химия, 1988. – 288с. 8) Кулеш, И.В., Валентюкевич, О.И. Коллоидная химия. Учебно-методическое пособие. / И.В. Кулеш, О.И. Валентюкевич; – Гродно: ГГАУ, 2013. – 94с. 9) С.Л. Белопухова. Физическая и коллоидная химия. Лабораторный практикум. / – С.Л. Белопухова. 2015. – 220с. 10) Сумм, Б.Д. Основы коллоидной химии. – 2-е изд., стер. / Б.Д. Сумм; – М.: Издательский центр «Академия», 2007. – 240с. 11) Савицкая, Т.А., Котиков, Д.А. Пособие для самостоятельной работы под лекционным курсом Коллоидная химия: вопросы, ответы и упражнения. Пособие для студентов химического факультета. / Т.А. Савицкая, Д.А. Котиков; – Минск: БГУ, 2009. – 140с. Коллоидные системы (studfile.net) |