Коллоидная химия («Поверхностные явления и дисперсные системы»)

1. Презентации к лекциям по курсу «Коллоидная химия» («Поверхностные явления и дисперсные системы»)

2. Коллоидная химия

Коллоидная система – это микрогетерогенная система,
состоящая из двух и более фаз.
Дисперсионная среда
Дисперсная фаза
Признаки объектов коллоидной химии
гетерогенность
дисперсность

3.

гетерогенность
Ас и Аd – значение свойства
соответственно в фазах с и d

4.

Дисперсность (D) – раздробленность частиц
1
D
a
а – дисперсный размер
частиц
Свободная поверхностная энергия – избыточная энергия
поверхностного слоя
GS S
– поверхностное натяжение
S
1,2
– площадь поверхности

5.

Удельная поверхность по объёму
2
S м
1
S удV ; 3 ; м
V м
для систем со
сферическими
или кубическими
частицами
с частицами в форме
бруска или волокна
с частицами в форме
пластинок
6
S удV
a
4
S удV
a
2
S удV
a

6.

Удельная поверхность по массе
2
S м
S удm ;
m кг

7. Классификация коллоидных систем

• по размеру
Коллоидные системы
Размер частиц, см
Грубодисперсные
10-4
Микрогетерогенные
10-4 – 10-5
Ультрамикрогетерогенные
10-5 – 10-7
• по межфазному взаимодействию между
частицами ДФ и ДС
Лиофильные системы – сильное взаимодействие между
средой и фазой
Лиофобные системы – отсутствуют взаимодействия между
средой и фазой

8.

• по агрегатному состоянию
ДС
Жидкая
Газообразная
Твердая
ДФ
Твердая
Т/Ж – суспензии, золи:
Т/Г – пыли, дымы, порошки:
Т/Т – сплавы, твердые коллоидные
Промышленные выбросы твердых
суспензии металлов и других
растворы: сплавы металлов, оксидные и
металлоксидные композиционные
твердых частиц, золи металлов и частиц в атмосферу, дым от костра,
их оксидов
материалы, минералы
песчаные бури, мучная и дорожная пыль
в воздухе, аэрозоли твердых лекарственных
веществ
Жидкая
Ж/Ж – эмульсии, кремы:
молоко, сметана,
нефть, косметические кремы
Ж/Г – аэрозоли с жидкой ДФ: туман,
Ж/Т – пористые тела, Заполненные
капли дождя, Распыленная струя
жидкостью, капиллярные тела, гели:
охлаждающей
клетки живых организмов, жемчуг, глины,
яблоко
жидкости, распыленные в воздухе духи,
жидкое топливо в камере сгорания) туманы
Газообразная
Г/Ж – пены: мыльная пена,
пивная пена, пена для тушения
пожаров
– Систему Г/Г как коллоидную
рассматривать не стоит, поскольку газы
растворимы друг в друге и образуют
гомогенную систему, т. е. не выполняется
необходимое для образования коллоидной
системы требование гетерогенности.
Г/Т – пористые и Капиллярные
системы, ксерогели: пемза,
активированный уголь, силикагель,
пенопласт, древесина, бумага, картон,
текстильные ткани

9.

• числу характеристических размеров частиц ДФ (размеров,
которые определяют дисперсность) или по топографическому
признаку

10.

• по степени взаимодействия частиц ДФ
1.
Свободнодисперсные, в которых частицы ДФ не связаны между
собой и могут свободно перемещаться. Такие системы не
оказывают сопротивления сдвиговому усилию, обладают
текучестью и всеми остальными свойствами, характерными для
обычных жидкостей. Вязкость их определяется в основном
вязкостью дисперсионной среды. Это аэрозоли, разбавленные
суспензии и эмульсии, лиозоли.
2. Связнодисперсные, в которых одна из фаз структурно закреплена
и не может перемещаться свободно. Частицы образуют сплошной
пространственный каркас. К этому классу относятся гели и студни,
пены, капиллярнопористые тела, твердые растворы.

11.

• по характеру распределения фаз
-Континуальные – ДС сплошная
-Биконтинуальная – ДС имеет прослойки
• Суспензоиды и молекулярные коллоиды
-Суспензоиды – высокодисперсные гетерогенные системы,
частицы которых представляют собой агрегаты атомов или
молекул
-Молекулярные коллоиды – гомогенные однофазные
системы, устойчивые и обратимые, образующиеся
самопроизвольно, с отдельными сольватированными
макромолекулы в качестве кинетических частиц.

12.

Классификация поверхностных явлений
dG SdT VdP dS1.2 i dni dq
Превращение поверхностной энергии
•в энергию Гиббса,
•в теплоту,
•в механическую энергию,
•в химическую энергию и
•в электрическую энергию.

13. поверхностное натяжение

Дж ; Н
м
м 2

14.

15. Методы определения поверхностного натяжения

Метод капиллярного поднятия
(