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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 24.10.2023

Просмотров: 81

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

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

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

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:

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

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

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:

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

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

ЛИОФИЛЬНЫЕ

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

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

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

Дисперсионные методы

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

Лиофобные коллоиды и растворы ВМС различаются также и структурой частиц, составляющих дисперсную фазу.

Для лиофобных коллоидов единицей структуры является сложный многокомпонентный агрегат переменного состава – мицелла, для растворов ВМС – макромолекула.

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

Строение мицеллы

Для получения мицеллы лиофобных коллоидов необходимы условия:

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

Коллоидная мицелла золя иодида серебра образована микрокристаллом иодида серебра – агрегатом

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

Агрегат способен к избирательной адсорбции из окружающей среды ионов Ag+ или I-, что определяется избытком реактива

избыток

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

Ядро имеет очень высокий заряд, который нейтрализуется слоем противоионов.

Образовавшаяся стабильная система называется гранулой, имеет заряд и перемещается в электрическом поле.

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

В целом мицелла - электронейтральна

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

избыток

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

избыток

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

избыток

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

избыток

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

BaCl2 + K2SO4 ––> BaSO4 + 2KCl

избыток

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

BaCl2 + K2SO4 ––> BaSO4 + 2KCl

избыток

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

BaCl2 + K2SO4 ––> BaSO4 + 2KCl

избыток

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

BaCl2 + K2SO4 ––> BaSO4 + 2KCl

избыток

СВОЙСТВА КОЛЛОИДНЫХ СИСТЕМ

Обусловлены:

Теория светорассеяния была разработана Д. Рэлеем (1871).

Уравнение Рэлея для интенсивности рассеянного света имеет вид:

где I0 — интенсивность падающего света;

n и n0 — показатели преломления соответственно дисперсной фазы и дисперсионной среды;

ν — число частиц в единице объема (частичная концентрация);

V — объем одной частицы;

λ — длина волны падающего света.

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

Лиофобные коллоиды и растворы ВМС различаются также и структурой частиц, составляющих дисперсную фазу.

Для лиофобных коллоидов единицей структуры является сложный многокомпонентный агрегат переменного состава – мицелла, для растворов ВМС – макромолекула.

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

Строение мицеллы

Для получения мицеллы лиофобных коллоидов необходимы условия:

  • разбавленные растворы
  • избыток стабилизатора
  • AgNO3 + KI ––> AgI + KNO3

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

Коллоидная мицелла золя иодида серебра образована микрокристаллом иодида серебра – агрегатом


m[AgI]

агрегат

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

Агрегат способен к избирательной адсорбции из окружающей среды ионов Ag+ или I-, что определяется избытком реактива

избыток


m[AgI] nAg+

агрегат

ПОИ

ядро

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

Ядро имеет очень высокий заряд, который нейтрализуется слоем противоионов.

Образовавшаяся стабильная система называется гранулой, имеет заряд и перемещается в электрическом поле.


{m[AgI] nAg+ (n-x)NO3-}+x

агрегат

ПОИ

ядро

противоионы

адсорбционный слой

гранула

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

В целом мицелла - электронейтральна


{m[AgI] nAg+ (n-x)NO3-}+x xNO3-

агрегат

ПОИ

ядро

противоионы

адсорбционный слой

гранула

противоионы

диффузный слой

мицелла

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ


{m[AgI]

агрегат

избыток

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ


{m[AgI] nI-

агрегат

ПОИ

ядро

избыток

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ


{m[AgI] nI- (n-x)K+}-x

агрегат

ПОИ

ядро

противоионы

адсорбционный слой

гранула

мицелла

избыток

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ


{m[AgI] nI- (n-x)K+}-x xK+

агрегат

ПОИ

ядро

противоионы

адсорбционный слой

гранула

противоионы

диффузный слой

мицелла

избыток

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

BaCl2 + K2SO4 ––> BaSO4 + 2KCl

избыток

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ


{m[BaSO4] nBa2+ 2(n-x)Cl-}+2x 2xCl-

агрегат

ПОИ

ядро

противоионы

адсорбционный слой

гранула

противоионы

диффузный слой


мицелла

BaCl2 + K2SO4 ––> BaSO4 + 2KCl

избыток

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

BaCl2 + K2SO4 ––> BaSO4 + 2KCl

избыток

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ


{m[BaSO4] nSO42- 2(n-x)K+}-2x 2xK+

агрегат

ПОИ

ядро

противоионы

адсорбционный слой

гранула

противоионы

диффузный слой

мицелла

BaCl2 + K2SO4 ––> BaSO4 + 2KCl

избыток

СВОЙСТВА КОЛЛОИДНЫХ СИСТЕМ

Обусловлены:

  • гетерогенностью (наличием поверхности раздела фаз);
  • размерами частиц дисперсной фазы (1-100 нм).
  • Выделяют:

  • молекулярно-кинетические свойства;
  • оптические свойства;
  • электрокинетические явления;
  • устойчивость коллоидных систем.
  • Броуновское движение - тепловое движение частиц (экспериментальное определение размера, массы и концентрации частиц дисперсной фазы).

Проявляется в хаотическом и непрерывном движении частиц дисперсной фазы под действием ударов молекул растворителя (дисперсионной среды), находящихся в состоянии интенсивного молекулярно-теплового движения.

Движение - поступательное в разнообразных направлениях.
Количественная мера перемещения частицы - величина среднего смещения (или сдвига) частицы за некоторый промежуток времени. Смещением или сдвигом частицы - расстояние между проекциями начальной 1 и конечной 2 точек траектории на ось смещений.
Траектория движения - ломаная линия неопределенной конфигурации.

Теория светорассеяния была разработана Д. Рэлеем (1871).

Уравнение Рэлея для интенсивности рассеянного света имеет вид:

где I0 — интенсивность падающего света;

n и n0 — показатели преломления соответственно дисперсной фазы и дисперсионной среды;

ν — число частиц в единице объема (частичная концентрация);

V — объем одной частицы;

λ — длина волны падающего света.