Файл: Международный Казахскотурецкий университет Им. Ходжа Ахмеда Яссави Проверила Эльмира Жанбырбаевна.pptx

Международный Казахско-турецкий университет Им.Ходжа Ахмеда Яссави

Проверила:Эльмира Жанбырбаевна

Выполнил:Каримов Каман стр-210

ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ

Дисперсность D – основная характеристика дисперсных систем и мера раздробленности вещества

D = 1 / d,

где d – размер частицы

Удельная поверхность Sуд – характеристика степени раздробленности

Sуд = S / V Sуд = S / m

ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ

Классификация систем по степени дисперсности

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

микрогетерогенные образования, в которых одно мелкораздробленное вещество – дисперсная фаза – равномерно распределено (диспергировано) в другой фазе – дисперсионной среде.

В коллоидных системах размер частиц дисперсной фазы составляет 10–7–10–9 м.

Эта область превосходит размер типичной малой молекулы, но меньше размера объекта, видимого в обычном оптическом микроскопе.

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

Коллоидная химия –

раздел физической химии, занимающийся изучением коллоидных систем и их поверхностных явлений.

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

• Молекулярно-кинетические явления (броуновское движение, диффузия) в дисперсных системах; гидродинамика дисперсных систем; дисперсионный анализ.
• Поверхностные явления: адсорбция, смачивание, адгезия, поверхностно-химические процессы в дисперсных системах; строение и свойства поверхностных (адсорбционных) слоев.
• Теория возникновения новой (дисперсной) фазы в метастабильной (пересыщенной) среде; конденсационные методы образования дисперсных систем.

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

• Теория устойчивости, коагуляция и стабилизация коллоидно-дисперсных систем; строение частиц дисперсной фазы.
• Физико-химическая механика дисперсных систем, включающая теорию механического диспергирования, явления адсорбционного понижения прочности твёрдых тел, реологию дисперсных систем; образование и механические свойства пространственных структур в дисперсных системах.
• Электрические и электрокинетические явления в дисперсных системах.
• Оптические явления в дисперсных системах (коллоидная оптика) — светорассеяние, светопоглощение.

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

Дисперсное состояние вполне универсально и при соответствующих условиях в него может перейти любое тело.

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

Коллоидная химия разрабатывает научные основы технологических процессов с участием дисперсных систем:

• технология строительных материалов, силикатов (особенно керамики),
• технология пластмасс, резины, лакокрасочных материалов с использованием высокодисперсных пигментов и наполнителей;
• технология бурения горных пород,
• механической обработки твёрдых материалов, в том числе металлов;
• процессы гетерогенного катализа и адсорбционные процессы.

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

Учение о дисперсных структурах лежит в основе науки о материалах будущего, без которой невозможен технический прогресс:

• создания дисперсных — наиболее эффективных — форм пестицидных препаратов, широко применяемых в сельском хозяйстве;
• использования поверхностно-активных веществ в составе моющих и очищающих средств, эмульгаторов, флоторсагентов, присадок к смазочным маслам и т.д.

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

Метеорология в изучении атмосферных осадков опирается на учение об аэродисперсных системах.

Совместно с биохимией и физикохимией полимеров коллоидная химия составляет основу учения о биологических структурах, о возникновении и развитии жизни.

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ КОЛЛОИДНОЙ ХИМИИ

Древний Египет - коллоидные процессы - крашение и склеивание

1862 Т.Грэм - «коллоид» (от греческого «клей»).

1857 М.Фарадей получил коллоидный раствор золя золота - луч света рассеивается, проходя через эту дисперсию - эффектом Тиндаля (в честь Дж.Тиндаля, который изучал его в 1869).

1871 Дж.Рэлей - теория рассеяния света – продолжили Г.Май (1908) и П.Дебай (1909)

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

1827 Р.Броун – движение частиц цветочной пыльцы - броуновское движение

1902–1912 Р.Зигмонди - ультрамикроскоп, который сделал возможной идентификацию коллоидных частиц по отраженному ими свету.

Ультрамикроскоп позволяет считать количество коллоидных частиц и изучать их движение

1905 А.Эйнштейн - основные положения теории броуновского движения и диффузии

1908 Ж.Перрен экспериментально подтвердил ТБД

1923 Т.Сведберг - ультрацентрифуга - разделение коллоидных частиц и определение их массы.

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

1916 И.Ленгмюр - мономолекулярная адсорбция на границе раздела фаз в коллоидных системах

1809 Ф.Ройс - электрофорез (движение заряженных частиц в электрическом поле)

1937 А.Тизелиус - применил электрофорез для анализа биополимеров

1910 Л.Гуи и Д.Чапмен - электростатическая теория двойного электрического слоя - усовершенствовали О.Штерн (1924) и Д.Грэм (1947)

1931 Г.Шульце и В.Харди - процесс коагуляции простых лиофобных золей при добавлении электролита

1937 X.Хамейкер - рассчитал вандерваальсово притяжение между коллоидными частицами

1937 Б.В.Дерягин и Л.Д.Ландау и независимо от них Э.Фервей и Я.Овербек - теория устойчивости коллоидных систем.

Современные экспериментальные методы позволяют измерить вандерваальсовы и электростатические взаимодействия двойных слоев.

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

Важный вклад в изучение коллоидных систем организма человека внесли труды Л. Михаэлиса, Г.Шаде, В. Оствальда, Ф.Гофмейстера, Э. Абдергальдена, Г.Фрейндлиха и др.

Отличительная черта современной коллоидной химии - охватывает широкое поле деятельности, включая чрезвычайно сложную теорию, с одной стороны, и простые эмпирические наблюдения, с другой.

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

Свойства коллоидной дисперсной системы зависят от:

• соответствующих свойств фаз, составляющих коллоидную систему,
• природы границы раздела между дисперсионной фазой и дисперсной средой.

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

Классификация дисперсных систем по агрегатным состояниям фаз

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

Коллоидные системы подразделяются на две группы, резко отличные по характеру взаимодействий между частицами дисперсной фазы и дисперсионной среды:

ЛИОФОБНЫЕ

• частицы дисперсной фазы слабо взаимодействуют с дисперсионной средой
• могут быть получены только с затратой энергии
• термодинамически неустойчивы
• устойчивы лишь в присутствии стабилизаторов
• частицы склонны к агрегации и осаждению
• образуются при дробления вещества в объеме раствора, либо при агрегации небольших молекул или ионов

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

ЛИОФИЛЬНЫЕ

(растворы белков, крахмала, пектинов, камедей, эфиров целлюлозы и разнообразных смол, как природных так и синтетических)

• образуются при растворении природных или синтетических ВМС
• сильное взаимодействие частиц дисперсной фазы с дисперсионной средой
• способны сохранять устойчивость без стабилизаторов.
• термодинамически устойчивы
• образуются самопроизвольно

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

Методы получения лиофобных коллоидов

по степени дисперсности занимают промежуточное положение между истинными растворами и грубодисперсными системами

могут быть получены путем конденсации молекул и ионов истинных растворов

либо раздроблением частиц дисперсной фазы грубодисперсных систем.

Необходимые условия получения золей

• доведение размеров частиц до коллоидных
• наличие в системе стабилизаторов – веществ, препятствующих процессу самопроизвольного укрупнения коллоидных частиц.

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

Дисперсионные методы

• механическое размалыванием вещества в коллоидных мельницах
• электродуговым распылением металлов
• дроблением вещества при помощи ультразвука

Методы конденсации

• метод замены растворителя - при постепенном добавлении другого растворителя происходит резкое понижение растворимости вещества
• метод химической конденсации - основанном на проведении химических реакций, сопровождающихся образованием нерастворимых или малорастворимых веществ (реакции разложения, гидролиза, окислительно-восстановительные, ионного обмена)